Сколько надо спектра для сетей связи новых поколений?

История 3G в России перешла из «холодной» стадии в «горячую» после того, как в апреле 2007 г. «Россвязь» разыграла три лицензии 3G, выделив операторам частоты:

1935–1950, 2010–2015, 2125–2140, 1950–1965, 2015–2020, 2140–2155, 1965–1980, 2020–2025, 2155–2170 МГц.

Интересно, что если суммировать спектр, выделенный «Россвязью» трем российским операторам для создания сетей третьего поколения, то получим всего 125 МГц, что более чем на порядок меньше цифр 1280 и 1720 МГц, определенных МСЭ как объем спектра, требуемый для внедрения сетей третьего поколения для сценариев низкого и высокого пользовательского спроса соответственно. Следовательно, спектр, которого катастрофически не хватает в «корневых» полосах, нужно искать где-то в другом месте.

Вопрос с частотным обеспечением сетей 3G вот уже полтора десятка лет рассматривается в Международном союзе электросвязи. На всемирной конференции 2007 г. он вновь внесен в повестку дня отдельным пунктом. В Отчете МСЭ-R M.2079 «Техническая и эксплуатационная информация для определения спектра для наземной составляющей систем IMT-2000 и последующих поколений» указывается, что возможные полосы-кандидаты следует искать в диапазоне между 400 МГц и 5 ГГц. В дополнение к полосам, уже определенным для IMT-2000 ранее, МСЭ изучил возможность выделения следующих полос частот: 410–430, 450–470, 470–806/862, 2300–2400, 2700–2900, 3400–4200 и 4400–4990 МГц.

Однако достичь консенсуса ни по одному из предложенных вариантов не удалось, потому что во всех перечисленных полосах различные страны уже давно используют системы подвижной связи различного вида и назначения. Так что можно сказать, что для глобального или регионального развертывания IMT-2000 эти полосы в настоящее время недоступны.

Когда мы говорим о спектре, то кроме вопроса «где?» существует и вопрос «сколько?». Здесь наблюдается весьма интересная тенденция. Так, в 1992 г. МСЭ определил, что к 2010 г. в Районе 1 (к которому относится Россия) для развития систем IМT-2000 потребуется 555 МГц для спутниковой составляющей и 395 МГц — для наземной. В 2000 г. цифры для наземной составляющей увеличились на 160 МГц, причем ввиду потребности обеспечения глобального роуминга и глобальности услуг, предоставляемых в системе IMT-2000, была определена необходимость всемирного использования большей части этих дополнительных 160 МГц. То есть общая требуемая сумма увеличилась уже до 1110 МГц. Заметьте, более 1 ГГц, и все это в полоске до 5 ГГц. Неудивительно, что такого спектра найти не удалось — он уже давно занят действующими системами.

При подготовке к конференции 2007 г. МСЭ разработал методику оценки потребностей в спектре. При выполнении расчетов учитывалось примерно прогнозируемое деление спектра между различными услугами. Такой расчет опирается не только на технические условия. Порой, важнее правильное бизнес планирование будущей сети, которое можно было выполнить, например, как показано на сайте http://i-plan.ru/bp.php и тогда, проблем бы скорее всего не возникло. Однако, и вопросы загрузки спектра, и вопросы бизнес-моделирования не всегда решаются оптимально с учетом всей совокупной ситуаци, сложившейся вокруг рассматрвиаемой проблемы.

Результаты расчетов потребности в спектре для сценариев низкого и высокого пользовательского спроса составили, соответственно, 1280 МГц и 1720 МГц. Причем все прогнозы были сделаны исходя из предположения развертывания одной сети. В случае параллельного развертывания нескольких сетей в одной стране потребности в спектре будут выше.

Стоит ли говорить, что ни одна из конференций не выделила достаточного спектра. Тем не менее, общий объем его постоянно увеличивался.

Прогнозируем проблемы

Распределение частот диапазона 2 ГГц в России, приведенное на рис. 2, явно свидетельствует о возможных проблемах обеспечения электромагнитной совместимости сетей 3G с радиосредствами других служб.

Таким образом, главная проблема в России связана с необходимостью обеспечить совместную работу систем третьего поколения с радиорелейными станциями, системами стандарта DECT, подвижной спутниковой службы и службы космических исследований. Не добавляет оптимизма и тот факт, что весь диапазон частот от 2100 до 3400 МГц имеет в России и категорию «ПР», то есть предназначен для преимущественного использования радиоэлектронными средствами правительственного назначения. Можно предположить, что частотный диапазон для применяемых в этом диапазоне специальных систем выбирался не случайно, а исходя из необходимости эффективности решения возлагаемых на них задач. Особое беспокойство вызывают системы космических исследований, которые предназначены для приема слабых сигналов из космоса и потому имеют большой коэффициент усиления антенны, используют широкополосные сигналы и работают в непрерывном режиме. Такие РЭС наземного базирования работают только на прием, следовательно, не будут мешать сотовым операторам, а вот влияния со стороны подвижных сетей следует избегать. Радуют здесь две вещи. Первое — ограничения распространяются только на те районы, где установлены земные станции службы космических исследований, а это явно не вся страна. Второе — у наших операторов уже есть опыт взаимодействия с военными системами при развертывании сетей GSM. Там тоже сначала проблема казалась неразрешимой, но за прошедшее десятилетие были отработаны методика расчетов и практика измерений.

Основной сложностью на пути введения сети 3G в России еще вчера было отсутствие лицензий. К сожалению, в погоне «за бумажкой» все забыли, что настоящее препятствие — это необходимость освобождения частотного ресурса для развертывания сети, и, скорее всего, соответствующие затраты лягут на плечи на операторов, получивших лицензии, а значит, на их сегодняшних абонентов. Тем не менее, если условия беспомеховой работы не будут определены, то выигранный конкурс так и останется выигранным конкурсом и не превратится ни в новые денежные потоки для операторов, ни в новые услуги для абонента.