Перспективы внедрения широкополосных сервисов в сетях профессиональной мобильной радиосвязи на основе LTE

В настоящее время стандарты цифровой профессиональной мобильной радиосвязи (ПМР) – TETRA, ARCO 25 и др. пользуются большой популярностью у частных и государственных специальных служб. Тем не менее, они не отвечают современным требованиям по обмену «тяжелым» контентом, таким как передача видео в реальном времени, быстрая передача файлов большого объема и пр. В связи с этим, в качестве наиболее вероятного кандидата на возможную замену стандартов ПМР в средне- и долгосрочной перспективе рассматривается технология LTE, стремительно набирающая популярность во всем мире.

В нынешнем стандарте 4G для использования ПМР экстренными службами пока не хватает расширенных функций телефонии, таких как:

•  Быстрый вызов
•  Push-to-talk
•  Высококачественный голосовой канал
•  Подавление фоновых шумов
•  Шифрование на уровне радиоинтерфейса
•  Расстановка приоритетов
•  Групповой звонок и широковещание
•  Звонки с терминала на терминал

Кроме того, на рынке фактически нет и мощных защищенных устройств для поддержки профессиональных сервисов на базе LTE.

Тем не менее, согласно прогнозам игроков отрасли, решение данных проблем – вопрос времени, и замещение TETRA и других стандартов ПМР LTE-системами произойдет в ближайшие 5-7 лет. По оценке, сделанной в 2013 г. рабочей группой TCCA (TETRA Critical Communications Association), использование LTE для коммуникаций экстренных служб не будут доступно до 2018 г., приемлемое качество VoLTE для таких абонентов ожидается не раньше 2020 г.

До этого момента будет наблюдаться сосуществование технологий TETRA/LTE. Об этом свидетельствуют уже достаточно многочисленные решения по интеграции этих технологий. Ряд наиболее оптимистично настроенных аналитиков утверждает, что LTE – де-факто будущий стандарт для систем общественной безопасности (Public Safety LTE); коммерческие проекты в этом сегменте запущены пока только в Северной Америке и на Ближнем Востоке.

В то время как первоначальные инвестиции в сегмент Public Safety LTE кажутся многообещающими, все еще остается отрытыми ключевые вопросы, которые необходимо решать. К ним относятся выделение частотного спектра, финансирование запусков частных сетей LTE, обеспечение приоритета качества сервиса (QoS) для спецпотребителей, обслуживаемых в коммерческих сетях, совместимость с существующими сетями наземной подвижной радиосвязи, такими как APCO 25 и TETRA.

По прогнозам аналитиков Mind Commerce, в 2013-2018 гг. рынок систем общественной безопасности, использующих технологию LTE, будет расти со среднегодовыми темпами 43%, и достигнет к концу прогнозного периода $10 млрд против $1,8 млрд в 2013 г. При этом основную часть доходов получат операторы – поставщики услуг; далее следуют вендоры и системные интеграторы, которые смогут заработать на поставках «железа», услугах интеграции, предоставлении управляемых услуг (managed services) и пр. 

По темпам внедрения технологии Public Safety LTE Европа будет отставать от Ближнего Востока, Азиатско-Тихоокеанского региона и Латинской Америки из-за строгой политики в области регулирования частотного спектра. Тем временем на Ближнем Востоке уже есть пример коммерциализации технологии – проект развернут в МВД Катара.

Согласно прогнозам, к концу 2016 г. более 1,5 млн пользователей будут использовать LTE. При этом большая часть их них будет обслуживаться в мобильных сетях общего пользования, в то время как только 500 тыс. – в частных (выделенных) сетях LTE. К концу 2021 г. в мире будет насчитываться примерно 3 млн пользователей в частных сетях LTE, большая часть из которых – в Северной Америке.

В 2012 г. количество используемых устройств ПМР оценивалось в 41 млн единиц, этот показатель растет в среднем на 2% в год. Абонентская база сетей стандарта DMR в мире выросла на 55% и достигла 2,13 млн абонентов (оценка IMS Research). По прогнозам аналитиков, к 2017 г. этот показатель увеличится до 7,19 млн. Высокие ожидания связаны с использованием стандарта LTE в системах ПМР - более 1,5 млн абонентов к 2016 г. Число абонентов современных цифровых ПМР в России оценивается в сотни тысяч. В России из-за дефицита спектра наиболее вероятными сценариями внедрения широкополосных сервисов в сетях ПМР может стать использование публичных сетей LTE совместно с TETRA или внедрение в России широкополосных систем BBDR как виртуальных частных сетей на коммерческих сетях LTE.

Эволюция профессиональной мобильной радиосвязи прошла несколько этапов своего развития (переход от аналоговых к цифровым системам, расширение возможностей TETRA по передаче данных и пр.) и вплотную подошла к внедрению профессиональных сервисов поверх сетей LTE (PMR-over-LTE). В среднесрочной и долгосрочной перспективе (2020-2025 гг.) в системах профессиональной радиосвязи ожидается переход к системам All-IP, которые обеспечат передачу голоса и данных с гарантированным качеством, и потребность в отдельных сетях цифровой радиосвязи, ориентированных на передачу голоса и не обеспечивающих достаточную скорость передачи данных, отпадет.

Рис.1. Эволюция ПМР и широкополосных сервисов, 1995-2025 гг.

Источник: Informa Telecoms & Media

По данным ФАИС на октябрь 2013 г., в России развернуто более 2 тыс. базовых станций TETRA, что составляет 36% (2096 станций) от всех базовых станций транкинговой связи (см. рис. ниже). Развиваются также проекты с использованием стандартов DMR, ARCO и GSM-R.

Рис.2. Доля базовых станций TETRA в России, октябрь 2013 г.

Источник: ФАИС, октябрь 2013 г.

В ТОП-5 регионов по количеству базовых станций TETRA вошли:

•  Санкт-Петербург - 218 БС
•  Москва - 203 БС
•  Ханты-Мансийский автономный округ – Югра - 150 БС
•  Ямало-Ненецкий автономный округ - 145 БС
•  Приморский край - 139 БС

Наиболее крупные и известные проекты в области профессиональной мобильной радиосвязи в России представлены в таблице:

Основные драйверы рынка ПМР в России и в мире – это инвестиции в основную инфраструктуру на транспорте, в сегменте общественной безопасности, на предприятиях ТЭК и пр.; миграция от аналоговых к цифровым системам и необходимость модернизации оборудования и программного обеспечения для поддержки услуг передачи данных в сетях ПМР.

В России в особых случаях частоты для ПМР/LTE могут быть выданы по частным решениям ГКРЧ:

• в конце 2010 г. компания «Основа Телеком» получила вне конкурса частоты в диапазоне 2,32,4 ГГц по всей России для строительства федеральной сети передачи данных при условии, что она будет содержать подсистему конфиденциальной связи для государственных нужд.
•  Дочерней структуре РЖД (ТТК) в мае 2013 г. было отказано в выделении частот для развития технологии LTE-R. На заседании ГКРЧ глава Минкомсвязи Николай Никифоров предложил признать весь радиочастотный спектр ограниченным природным ресурсом. Однако, в декабре 2013 г. на совещании ГКРЧ заместитель руководителя Роскомнадзора предложил передать частоты в диапазоне 1797,5-1802,5 МГц РЖД (данные издания Ведомости).

В ряде стран (США, Канада, Австралия, ОАЭ и др.) уже выделен частотный спектр для построения сетей LTE в сегменте Public Safety. Это позволит им в ближайшей перспективе обеспечить современные широкополосные сервисы в профессиональных мобильных сетях.

По предварительным оценкам, в Европе минимальные потребности в спектре для широкополосных сетей PPDR определены в объеме 20 МГц, а желательный объем спектра оценивается в 40-70 МГц. По предварительным оценкам частотный спектр для сетей LTE, ориентированных на обеспечение общественной безопасности будет выделен в Европе (и, по-видимому, в России тоже) не ранее 2015 г.

Практически все существующие устройства ПМР с поддержкой LTE (смартфоны, планшетные ПК, модемы) выпущены для североамериканского рынка (диапазон 700 МГц) и не могут быть использованы в Европе. Для подключения к ПМР используются шлюзы, некоторые устройства поддерживают подключение к коммерческим сетям LTE. Одной из важных тенденций стало появление инфраструктурных интегрированных решений ПМР/LTE, рассчитанных на диапазон 400 МГц .