Журнал «Компьютерра» № 42 от 14 ноября 2006 года

СЕТИ: 3,5 землекопа: Куда зарыли $100 млрд. европейские мобильные операторы

Автор: Константин Курбатов

Удачно «ввернутый» маркетологами термин 3,5G уже начал победное шествие по пресс-релизам компаний мобильной связи и известных производителей оборудования. Но при ближайшем рассмотрении оказывается, что за дополнительной «половинкой» разные компании понимают разные вещи…

Мобильные сети третьего поколения (3G), активно развиваясь в Европе и США, в Японии и Корее уже окончательно вытеснили иные стандарты мобильной связи. Это отрадное явление с точки зрения мобильных операторов (стандарт позволяет подключать больше клиентов) омрачается тем, что мы с вами склонны к бережливости. В результате жесткой ценовой конкуренции доход на одного абонента продолжает падать, мы с вами — с удовольствием экономить, а операторы — рыдать друг другу в жилетку на отраслевых форумах и пресс-конференциях. Но к счастью или к несчастью, рост Интернета и связанных с ним услуг предоставляет операторам новые возможности для относительно честного изъятия денег из наших карманов. Для этого к основному стандарту 3G предложены в качестве расширения стандарты на услуги передачи данных — в частности, HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access, высокоскоростная передача данных к абоненту) и HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access, высокоскоростная передача данных от абонента). Вот этот-то гибрид и называется 3,5G.

На нынешнем этапе HSDPA позволяет передавать данные со скоростью 1,8 или 3,6 Мбит/с, чего вполне достаточно для комфортной работы в Интернете. В ближайшее время производители оборудования обещают довести скорость до 7,2 Мбит/с.

Изюминка технологии — в одновременном использовании несколькими мобильными абонентами одних и тех же беспроводных каналов данных (High-Speed Downlink Shared Channel, HS DSCH), благодаря чему пропускная способность каналов задействуется на всю катушку. Еще одно новшество — применение «нарастающей избыточности», то есть алгоритм кодирования каждой следующей порции пересылаемых данных слегка изменяется, однако зависит от предыдущего. Таким образом, накапливая даже поврежденные пакеты, удается восстановить полную последовательность битов, не повторяя передачу. И даже если все до единого пакеты будут с ошибками, из их полного набора можно восстанавливать передаваемые данные без повторов.

Особенность беспроводных каналов в том, что условия для передачи постоянно и хаотично изменяются. Для учета этих изменений был придуман следующий прием: каждый беспроводной терминал пятьсот раз в секунду передает на базовую станцию (БС) сведения о качестве входящего канала. На основе полученных со всех терминалов сведений БС решает, в каком объеме передавать в ближайшие 2 мс данные каждому из получателей. Чем лучше связь, тем больше данных передается за раз. Таким образом, канал перераспределяется в пользу тех абонентов, которые смогут принять данные с наименьшим количеством ошибок. Причем данные в течение этих 2 мс могут пересылаться сразу нескольким получателям, что отличает новый стандарт от CDMA2000 1xEV-DO, где данные могли передаваться только одному терминалу. Кроме того, перед началом передачи БС определяет, сколько и каких пользователей подключено к ней в текущий момент, и динамически перераспределяет каналы между HSDPA-пользователями и обычными «голосовыми» абонентами.

Но инженерам и этого показалось мало: теперь базовая станция может выбирать способ модуляции и схему кодирования сигнала для каждого абонента индивидуально в зависимости от качества канала и собственной загруженности. По умолчанию используется квадратурная фазовая модуляция (QPSK), обычно данные кодируются четырьмя фазами сигнала (0-90-180-270 градусов), но может быть и больше. Однако для увеличения пропускной способности, при наличии достаточно «чистого» канала связи, применяется квадратурная амплитудная модуляция (QAM). Она более чувствительна к помехам, но позволяет кодировать большее количество битов за счет изменения не только фазы, но и амплитуды сигнала. Если при QPSK максимальная скорость не превышает 1,8 Мбит/с, то переключение на QAM ее удваивает, а в перспективе производители обещают достичь скорости 14,4 Мбит/с.

Появилось в стандарте и несколько новых каналов, в частности High-Speed Shared Control Channel (HS SCCH), который информирует терминалы, какие именно данные будут им переданы в ближайшее время. Второй канал — Uplink High-Speed Dedicated Physical Control Channel (HS DPCCH), через него абоненты сообщают о своем присутствии и качестве входящего канала. Третий — Downlink High-Speed Dedicated Physical Channel (HS PDSCH), по которому, собственно, и передаются данные конкретному абоненту.

Надо признать, разработчики приложили массу усилий, дабы повысить эффективность использования такого ограниченного ресурса, как частотный диапазон; благодаря кодовому разделению каналов и динамическому перераспределению пропускной полосы между абонентами, удалось достичь скоростей, еще недавно казавшихся невероятными. Однако любая технология, как обычно, не обходится без маленьких, но принципиальных ограничений. Главное из них заключается в том, что пользователи, получая бочку меда на свой терминал, обратно могут отослать лишь ложечку дегтя… Ширина исходящего канала в существующих реализациях стандарта HSDPA пока ограничена скромными 64 кбит/с и даже теоретически не может превысить 384 кбит/с. Так что мечты о мобильниках, способных играть роль видеофона, в ближайшее время лучше оставить при себе.

С другой стороны, дышащий в спину стандарт мобильного WiMAX заставляет шевелиться и разработчиков стандарта 3G. Сейчас идет активная работа над шестой версией стандарта 3GPP, где скорость передачи данных в рамках HSDPA должна достигнуть 28,8 Мбит/с; планируется задействовать технологию антенных решеток [Подробнее см. nature.web.ru/db/msg.html?mid=1169516], которые позволят управлять диаграммой направленности сигнала, «вытягивая» луч в нужную сторону. Причем такие решетки будут использоваться на обоих сторонах беспроводного канала. В соответствии со стратегическим планом следующим этапом после HSDPA должна стать High-Speed OFDM Packet Access (HSOPA), то есть технология, применяющая ортогональную частотную модуляцию сигнала, которая обеспечит не только повышение скорости передачи данных до 100 Мбит/с к абоненту и 50 Мбит/с от абонента, но и позволит работать с отраженным сигналом. И здесь сети третьего поколения вступают в конкуренцию с сетями WiMAX…

Не секрет, что европейские операторы мобильной связи, заплатив около 100 млрд. долларов только за лицензии на частоты 3G, долгое время даже не приступали к развитию этих сетей, так как у них просто не осталось средств на дорогущее «перевооружение». Только сейчас ситуация начала меняться. Например в Германии, где на аукционе в 2000 году операторы расстались с суммой, превышающей 44 млрд. евро, реальные коммерческие сети с поддержкой HSDPA появились лишь минувшей весной. Любопытно, что в бытность президентом Siemens Mobile Networks Кристоф Казелиц в одном из интервью по этому поводу отметил, что «если бы цены лицензий были ниже, сегодня в Европе была бы масса коммерческих UMTS-сетей. Страны, где лицензии UMTS стоили слишком дорого, тем самым затормозили собственное экономическое развитие».

Долгое время компании были озабочены развитием базовых голосовых услуг 3G, внимая результатам опросов, демонстрировавших неутешительную картину: более 60% абонентов весьма скептически смотрели на неголосовые услуги. С другой стороны, маркетологи напоминают известный рыночный закон, гласящий, что поощрение спроса на дополнительные услуги неминуемо приводит к росту использования основных. Таким образом, если операторам удастся завлечь клиентов фантиком HSDPA, возможно, удастся и продать конфетку голосового трафика. Правда, сами операторы утверждают, что они надеются поправить свое финансовое положение с помощью как раз дополнительных услуг.

Например в Австралии, чья территория лишь вдвое меньше российской, оператор Telstra в начале прошлого месяца запустил в коммерческую эксплуатацию HSDPA-сеть, поддерживающую скорость

14,4 Мбит/с. Причем сеть доступна почти 96% населения материка. Кроме Telstra, там работает Vodafone (1,8 Мбит/с, сеть ограничена Сиднеем и Мельбурном) и Hutchison (3,6 Мбит/с, заработает в конце года). А в Гонконге уже доступен безлимитный HSDPA: за 63 американских доллара в месяц абоненты SmarTone-Vodafone могут пользоваться Интернетом со своих мобильных терминалов на скорости 3,6 Мбит/с.

Российские компании «большой тройки» тоже не скрывают своих 3G-амбиций. Кирилл Алявдин из компании МТС заверяет, что «в случае проведения тендера наша компания непременно примет в нем участие и будет готова приступить к строительству сети 3G сразу после получения лицензии». Как недавно стало известно, лицензии на предоставление услуг связи 3G могут быть выданы в середине 2007 года, как только операторы получат разрешения на частоты в диапазоне 1,9—2,1 ГГц, которые после недавнего заседания ГКРЧ было решено распределить уже в нынешнем году.

Говоря о сроках, представители компаний очень осторожны, указывая, что первые коммерческие сети 3G могут быть запущены не раньше конца 2008 года. Сейчас, по свидетельству Кирилла, «у МТС построены три опытные зоны сети 3G на оборудовании Siemens, NEC, Huawei и Motorola». Кроме того, оператор активно прощупывает почву на территории Белоруссии, где лицензии тоже пока не выданы.

В «Мегафоне» подтверждают заинтересованность в развитии сетей 3,5G, о чем мы рассказывали в предыдущем номере «КТ» в материале, посвященном выставке «Инфоком-2006». По словам менеджеров компании, «осталось дождаться лицензий 3G, и вслед за сетями нового поколения мы будем готовы запустить новые сервисы на базе HSDPA». Будучи относительно «молодым» и достаточно богатым оператором, «Мегафон» строил сеть на основе современного оборудования, поэтому для него переход на новый стандарт не связан со слишком большими капитальными затратами. В «Билайне» тоже не скрывают интереса, но и подробностями делиться отказываются, ссылаясь на отсутствие лицензий. Однако «Вымпелком» еще весной текущего года провел тестирование HSDPA-оборудования производства Alcatel на скорости 3,6 Мбит/с и остался весьма доволен результатом.

В свете источаемого операторами оптимизма возникает вопрос, а что же будет с технологиями GPRS/EDGE, о широком распространении которых недавно с гордостью отрапортовал «СоникДуо»? По уверениям пресс-службы компании, говорить об их конкуренции с 3,5G не только рано, но и вряд ли будет иметь смысл в ближайшие годы. Во-первых, многим абонентам достаточно уже достигнутой скорости 200 кбит/с (хотя, на мой взгляд, ограничивающим фактором является цена мегабайта). А во-вторых, оборудование, поддерживающее 3,5G, пока большая редкость на полках магазинов, и для его широкого распространения, а главное — для серьезного падения цен понадобится время. Любопытно, что никто из компаний не предполагает выводить новый брэнд вместе с новой технологией, что косвенно подтверждает планируемое плавное выведение услуг третьего поколения «в народ», когда не требуется маркетинговая «шоковая терапия». К тому же многие операторы 3,5G-сетей жалуются на нехватку мобильных телефонов с поддержкой HSDPA и соответствующих устройств для подключения к персональным компьютерам. Только сейчас стали появляться массовые модели корейских производителей для европейского рынка. Да и другие производители до последнего тянули с выпуском новинок. Хотя они и тут подстраховываются; помимо WCDMA-HSDPA, большинство таких устройств может работать и в сетях GSM/EDGE, причем нередко можно встретить и настоящих «многостаночников». Например, некоторые модели Novatel Wireless, Sierra Wireless и Option поддерживают GSM/EDGE в диапазонах 850/900/1800/ 1900 и WCDMA-HSDPA в диапазонах 850/1900/2100.

Сведущий читатель наверняка обратил внимание на схожесть многих решений HSDPA и WiMAX — действительно, и там и там используются поднесущие и ортогональное частотное разделение. Однако специалисты в один голос утверждают, что о конкуренции находящихся во младенчестве технологий говорить просто глупо. Активно развиваться будут обе, каждая в своей нише. В первую очередь их разделяют частотные диапазоны, а во вторую — расстояния, на которых поддерживается устойчивая связь. К тому же стандарт 3,5G старше по крайней мере на два года — уже есть коммерческие решения и абонентские устройства. У WiMAX официальный стандарт появился лишь в начале этого года, и еще нужно некоторое время, чтобы крупные производители наладили выпуск недорогого совместимого абонентского оборудования.

Поэтому можно не сомневаться, что в ближайшие три-четыре года услуги сетей обоих видов будут развиваться параллельно, оставаясь внутри своих ниш: HSDPA рассчитан в большей степени на мобильные телефоны и ноутбуки, тогда как WiMAX будет иметь больший спрос там, где нужно найти замену проводному каналу вместе с многоканальной телефонией и Интернетом, а также в тех случаях, когда пользователю важна ширина исходящего беспроводного канала.

Удивительно, но вдобавок к несчастьям, связанным с лицензионными аукционами, европейские операторы столкнулись с еще одной неприятностью. В отличие от азиатских стран, где отношение к любым техническим новинкам на потребительском рынке иначе как энтузиазмом не назовешь, в консервативной Европе услуги передачи данных в сетях 3G встретили «саботаж» со стороны абонентов. И теперь на своих «сходках» компании-операторы обмениваются мыслями о том, чем завлечь жадного и ленивого европейца в светлый мир широкополосного доступа 3,5G. Кроме традиционных завлекалочек, вроде мобильного банкинга и информации о погоде и спорте (тут провайдеры обычно хмуро смотрят на производителей невзрачного контента), находчивые представители операторского племени предлагают вскочить в уходящий поезд мобильных развлечений. В первую очередь это музыка в формате MP3 и потоковое видео. По идее, пропускной способности канала в 1,8 Мбит/с вполне достаточно для скромных мобильных диагоналей. Но как справедливо замечают уже пощупавшие это чудо пользователи, удовольствие от просмотра фильмов на микроскопическом экране телефона ничуть не большее, чем от оклейки квартиры обоями через замочную скважину. Скорее может оказаться востребованным цифровое радио, которое, по моим сведениям, пока никто на телефоны не транслирует. А ведь как было бы удобно вдали от своей любимой FM-станции продолжать слушать ее передачи…

Однако операторы упорно связывают основные надежды на дополнительные доходы именно с широкополосным доступом в Интернет. По словам Кирилла Алявдина, «сети 3G предоставляют абонентам возможность скачивать большие объемы данных. Поэтому сеть третьего поколения МТС будет реализовывать прежде всего в мегаполисах, где есть платежеспособный спрос, большие объемы трафика и потребность в наращивании пропускной способности сети». А представители «Мегафона» утверждают, что они будут бороться за клиента, продвигая популярные нынче услуги Triple-play [Передача видео/телефонии/Интернета по единому каналу] и конкурируя на этом рынке даже с кабельными операторами. Кроме того, они уверены, что должен вырасти спрос и на услуги виртуальных операторов, которые будут использовать каналы HSDPA для передачи голосового трафика к абоненту.

Не забыт операторами и растущий рынок мобильных игр. Как известно, многие онлайн-игры затягивают игроков сильнее иных наркотиков, но пока еще не запрещены к употреблению в общественных местах. Поэтому компании рассчитывают подзаработать не столько на распространении таких игр (уверен, что скоро их начнут раздавать бесплатно), сколько на трафике, который непрерывно генерируют члены этих сообществ заблудших душ и «некромантов».

Один из производителей оборудования для сетей третьего поколения, компания NEC, тоже предлагает различные услуги для приваживания клиентов. В частности, предлагается обеспечить передачу видео-СМС. Работает это следующим образом: вы снимаете видеофрагмент, сохраняете его в памяти своего мобильного телефона, а затем передаете на номер желаемого абонента так же, как передавали бы СМС. Фрагмент сохраняется аналогично голосовому сообщению. Адресат слышит звонок со специального номера, снимает трубку, и ему проигрывается запись. Кроме того, примерно так же можно запрограммировать анимационную картинку, которая будет отображаться у вызывающего абонента в тот момент, когда он будет вам звонить.

Еще одна услуга, которая вместе с высокоскоростной передачей данных обретает на телефоне новое качество, — это система навигации. Действительно, очень удобно — мобильник определяет текущие координаты с помощью встроенного GPS и автоматически подгружает нужный фрагмент карты с сервера местного оператора, тем самым помогая сориентироваться. Такая услуга безусловно должна работать и в роуминге, ведь вдали от дома намного легче заблудиться. Благодаря наличию карты и связи с Интернетом, возможны и другие применения навигатора. Например, это позволит найти друг друга в незнакомом городе, если вы вдруг потерялись. Можно просто позвонить приятелю, и на карте отобразится его местоположение. Тем же образом можно найти и потерявшегося по дороге в булочную престарелого родственника. Не говоря уж о богатых возможностях телефона в качестве рекламной площадки: оказавшись в зоне действия какой-либо соты, телефон тут же получает и выводит на экран список находящихся неподалеку достопримечательностей, вроде памятников архитектуры, музея, обувного магазина или кабинки Toi-toi.

Итак, 3G-сети потихоньку пробивают себе дорогу. И если в Корее или в Японии они уже заняли доминирующее положение, то в Европе пока делают лишь первые шаги, отъедая лишь небольшую долю рынка у сетей второго поколения. Вернее, происходит параллельное развитие старого и нового стандартов; тогда как сети GSM уже достигли своего пика и начали постепенно сдавать позиции, третье поколение, наоборот, все пуще расцветает, обретя «половинку» в виде технологии HSDPA. А поэтапный план развития стандарта простирается аж до 2011 года, и главной является задача увеличения скорости передачи данных.

Взрывному росту этих сетей в России мешает неясность с распределением частот (многие диапазоны заняты военной и спутниковой связью) и стоимостью лицензий. Кроме того, компании замешкались на старте из-за необходимости достаточно крупных инвестиций в собственные сети для внедрения нового стандарта. В результате никто из опрошенных мною российских мобильных операторов пока не готов подробно обсуждать планы и сроки развития своих сетей 3,5G.

В начале 2000 года британские власти обратились к профессорам Кену Бинмору (Ken Binmore) и Полу Клемпереру (Paul Klemperer), попросив их придумать как можно более выгодную для бюджета схему организации аукциона лицензий на радиочастоты для сетей 3G. Уважаемые профессора не долго думая применили небезызвестную теорию игр, разработав довольно сложную процедуру, во время которой одновременно выставлялись на продажу пять лицензий. В апреле того же года начался аукцион, куда вначале поступили заявки от тринадцати участников. Процесс был довольно консервативным, в главном офисе Радиокоммуникационного агентства было установлено тринадцать факсов с секретными номерами и закодированными линиями — по одному на каждого участника.

Торги начались со стартовой цены 750 млн. долларов за лицензию. Каждый претендент посылал по факсу свое предложение по одной из пяти лицензий примерно шесть раз в течение дня. Результаты каждого раунда выписывались на доске, и после каждой заявки профессора рекомендовали правительству стартовый уровень следующего раунда торгов. И только на 94-м раунде, примерно четыре недели спустя, отпал первый из тринадцати заявителей. Вскоре за ним последовало еще четверо, после чего осталось восемь претендентов на пять лицензий. Потом шесть. На 150-м раунде сдался France Telecom SA, и осталась пятерка победителей: one2one (Deutsche Telekom), Hutchison Whampoa, Orange SA, BT и Vodafone Group PLC. После этого Hutchison продал 20% своей лицензии DoCoMo и 15% — KPN. Забавно, что Orange был куплен France Telecom’ом, который получил-таки британскую лицензию. В результате торги принесли в казну 34 млрд. долларов — примерно в семь раз больше ожидаемого. Увидев успех британского правительства, и другие европейские страны устроили такие же аукционы: в Германии, например, шесть лицензий ушли за 45 млрд. долларов.

Как потом выяснилось, эти «игры» дорого обошлись европейским государствам. Набрав огромных долгов, компании были вынуждены ввести жесткую экономию: в той же Германии в телекоммуникационной отрасли было сокращено более 150 тысяч рабочих мест. У многих уволенных до сих пор нет работы, в результате они не платят налогов, и государство вынуждено поддерживать их за счет бюджета.