4Связь - четыре в одном

С технической точки зрения сотовый принцип организации связи представляет собой эффективный способ подключения большого числа пользователей по радио при ограниченных частотных ресурсах и небольших мощностях базовых станций. Мы хотим рассказать о системе сотовой стационарной связи, сокращенно - 4Связь, на основе которой в Москве в ближайшее время начнет работать сеть (и, возможно, не одна) многоканального телевещания. Помимо большого числа телевизионных каналов, доставляемых абоненту, оборудование сотового телевещания позволяет создать обратный канал от каждого абонента к базовой станции. Через обратный канал возможна работа систем интерактивного телевидения (например, видео по запросу), телефонная связь и передача данных с мегабитными скоростями.

Своим рождением сотовое телевидение (и 4Связь в целом) обязано одновременно ряду физических, экономических и даже юридических причин. В развитых странах абонент может принимать большое количество телевизионных каналов - от шестидесяти и больше. Эти каналы доставляются через радиоэфир (в том числе через спутники) или по кабельной сети. Тем не менее, и этого не хватает. Пропускная способность обычного эфирного телевещания уже исчерпана, да и в центре большого города качество приема уже многих не устраивает. Спутниковое телевидение также не решает проблемы. Кабельные системы нового поколения (оптоволоконные или гибридные - оптоволокно/коаксиал) требуют больших капиталовложений, прежде чем начнут окупаться. Да и развертывание большой кабельной сети требует много времени. Радиосвязь оказывается все-таки более выгодной. Но просто добавить частот для каналов дециметровых волн невозможно, так как все диапазоны уже заняты (в частности, военными). Среди свободных частотных ресурсов оказались полосы частот шириной больше 2 ГГц на частотах 30-50 ГГц (в разных странах по-разному). Излучение в этом диапазоне сильно поглощается атмосферой (дождь, туман и пр.), поэтому он использовался очень мало (в основном для космической связи). При работе по сотовой схеме этот недостаток не так важен. Полоса в 2 ГГц - это больше, чем занимают радио, телевидение и сотовая телефония, вместе взятые. Кроме того, вся эта полоса может быть использована независимо в пределах каждого сота (см. врезку).

Сотовый принцип связи позволяет организовать двустороннюю связь при небольшой мощности передатчиков. (Прекрасной иллюстрацией этого утверждения является сотовая телефония с ее крохотными абонентскими устройствами - мобильными телефонами.) Установка оборудования занимает всего несколько месяцев. Принципиальных технических проблем, делающих невозможным создание оборудования для сотовой связи в диапазоне 30 ГГц, не возникло. И в настоящее время уже несколько компаний активно занимаются разработкой систем сотового телевидения. Пионер в этой области - фирма Cellular Vision (www.cellularvision.com) уже создала первую работающую сеть в Нью-Йорке. Две другие работают в Венесуэле (www.dudleylab.com).

Итак, сотовая схема. Принципиальная особенность новой системы ясна из названия: по архитектуре она напоминает сеть сотовой телефонии, но отличается, в частности, тем, что не рассчитана на обслуживание мобильных объектов. Вместо одного мощного передатчика или спутника, как в обычном телевещании, используется большое число маломощных базовых станций, расставленных по обслуживаемой области и образующих сотовую структуру. Базовые станции могут быть установлены на любых высоких зданиях, совсем не обязательно для этого использовать телебашни или небоскребы, место на которых стоит очень дорого. Доставку информации (телесигнала или данных) до них можно организовать по оптоволокну или радиорелейной линии связи с центральной станции. Абонентское приемное оборудование состоит из небольших размеров (порядка 10 см) антенны, конвертора на более низкую промежуточную частоту, приемника и набора модемов с интерфейсами к пользовательским устройствам: телевизору, компьютерной сети, телефону. Просто для приема телеканалов достаточно иметь только конвертор и телевизионный интерфейс. А вот для двусторонней связи - интерактивного телевидения, телефона и передачи данных - необходим обратный канал от абонента к базовой связи. Первое время возможно использование суррогатного канала - например, существующей телефонной лини через модем. Аналогичный подход используется в спутниковой системе DirecPC (www.direcpc.com). Но естественным и наиболее производительным решением является обратная радиосвязь в том же диапазоне. Волны с частотой 25-40 ГГц (излучение миллиметрового диапазона) распространяются подобно лучам света, излучаемая энергия не рассеивается бесполезно в окружающее пространство, и благодаря этому свойству для связи "точка-точка" требуется меньшая мощность передатчика. Следовательно, мощность абонентского передатчика для обратного канала до базовой станции также может быть небольшой, сравнимой с мощностью, излучаемой сотовым телефоном. Установить такой прибор можно будет в любом удобном месте, не нарушая санитарно-технических требований. Кроме того, как показывает опыт, возможно успешно использовать сигнал, переотраженный (до двух раз) от зданий. В настоящее время уже стали реальностью твердотельные передатчики в диапазоне 30-40 ГГц, поэтому сам прибор имеет весьма небольшие размеры.

Телевидение является одной из наиболее распространенных электронных информационных услуг. Тех, кто смотрит телевизор, пока гораздо больше, чем тех, кто пользуется услугами сетей передачи данных. Это и обусловило, в числе других причин, появление описываемой технологии именно как технологии доставки телевизионных каналов. Причем все уже работающие в настоящее время системы являются аналоговыми. Однако, как уже говорилось, описываемые технологии предоставляют прекрасные возможности для построения последней мили сетей передачи данных и телефонной сети.

По поводу "проблемы последней мили" уже было сказано довольно много, и повторяться нам не хотелось бы. Главная проблема здесь, как обычно, в деньгах. Для широкополосного сервиса есть большое количество технически приемлемых решений, начиная с технологий ISDN и xDSL и заканчивая "оптоволокном до дома". Но и оборудование, и создание необходимой инфраструктуры весьма дороги, и возврат вложенных средств не может быть скорым, так как рентабельной кабельная система становится лишь при относительно большом проценте охвата пользователей. (Однако если большие дешевые деньги находятся, то построение таких систем вполне возможно, ближайший пример - совместный проект компании "Комкор" и Московской мэрии.) 4Связь в этом отношении может оказаться выгоднее. Установка оборудования для одного сота, покрывающего около 10 кв. км, может стоить меньше 500 тыс. долларов, а последующих - еще дешевле. После установки базовой станции для подключения новых абонентов достаточно предоставить им абонентское оборудование и зарегистрировать их в системе. С точки зрения пропускной способности в большинстве коммерческих приложений 4Связь вполне конкурентоспособна. Например, в разработке фирмы Hewlett-Packard суммарная ширина канала к пользователям может быть до 1,5 Гбит/с и обратного канала - до 200 Мбит/с. Такой канал дает при пиковой загрузке 7 Мбит/с пользователю и 1 Мбит/с от него, для каждой квартиры на территории сота, а этого достаточно, чтобы смотреть два фильма одновременно.

В России и, в частности, в Москве на данный момент лицензировано две полосы частот для 4Связи: 27,5-29,5 ГГц и 40,5-42,5 ГГц.

Лицензией на диапазон 27,5-29,5 ГГц владеет компания "Рустел".

"Рустел" использует разработанное Cellular Vision оборудование стандарта LMDS (Local Multipoint Distribution Service). Уже сертифицирована и установлена первая пробная базовая станция и несколько абонентских точек в Центральном округе. Сейчас ведутся переговоры с коммерческими инвесторами и городскими властями, и в случае получения инвестиций предполагается покрыть всю Москву в течение двух лет. Затем "Рустел" планирует разместить свое оборудование в Мытищах, Пушкино, Сергиевом Посаде. Есть планы по внедрению LMDS в российских регионах (начиная с Оренбурга).

Несмотря на то что с технической точки зрения базовые станции, устанавливаемые компанией "Рустел", по всем показателям готовы к ретрансляции цифрового сигнала, в ближайшее время компания собирается продвигать на рынок абонентские терминалы, работающие только с аналоговым сигналом. Связано это с тем, что, по оценкам экспертов компании, комплект оборудования для приема цифрового телевидения будет стоить не менее 350 долларов, что не намного меньше стоимости оборудования для приема спутникового телевидения. А качество приема ретранслированных телевизионных каналов "Останкино" на уже работающих аналоговых точках в Центральном округе гораздо выше, чем при приеме телесигнала напрямую с телебашни. Кроме того, и при использовании аналогового стандарта возможна организация качественного аналогового телефонного канала в том же частотном диапазоне. Это открывает возможность работы различного вида интерактивных систем и предоставления услуг междугородной связи. Правда, серийное производство таких систем пока не налажено, и поэтому их продажа массовому пользователю в ближайшее время не предвидится. Для доставки телесигнала до базовых станций будут использоваться радиорелейные линии и оптоволокно. Компания "Рустел", ориентируясь в своей маркетинговой политике на среднего пользователя, планирует также создавать новое информационное наполнение

В числе инвесторов проекта компании "Рустел" есть и бизнесмены, работающие в сфере российского шоу-бизнеса, например, всем известный С. Лисовский. Они преследуют цели создания дополнительных каналов для более полного охвата российской зрительской аудитории. Для распространения сети "Рустел" на другие города России необходимо будет создавать каналы доставки телевизионных программ и другого наполнения. Эти каналы вполне смогут быть использованы и для передачи данных. Предоставление услуг доступа к Интернет в России (как, впрочем, и во всем мире) - это рынок с большим потенциалом. В регионах этот рынок практически не насыщен, и если будет создано русскоязычное наполнение Сети, то при наличии соответствующей инфраструктуры возможен быстрый рост числа абонентов. По оценкам "Рустел", они составят около 10 процентов от общего числа абонентов их системы.

На диапазон частот 40,5-42,5 ГГц лицензию получила компания "МТУ-Информ" (www.mtu.ru). "МТУ-Информ" планирует осуществить в Москве проект по созданию цифровой сети 4Связи стандарта MVDS - Multipoint (или Microwave) Video Distribution System. Осенью этого года планируется завершить тендер по выбору поставщиков оборудования, на котором будет реализована эта система. Базовые станции MVDS полностью цифровые. При цифровом кодировании источника ТВ-сигнала используется стандарт MPEG-2, то есть тот же, что используется при записи на DVD. Кроме того, при передаче по радиоканалу цифрового сигнала возможно использование технологий временного и кодового уплотнения, которые сами по себе гораздо более эффективны, чем технология частотного уплотнения, используемая при передаче аналогового сигнала. Все это, плюс возможность компрессии транслируемого потока данных, позволяет втиснуть в диапазон шириной 2 ГГц до двухсот (!) вещательных телеканалов высокого качества. Кроме того, существует возможность предлагать пользователям каждого сота свой набор телепрограмм, что выгодно отличает цифровую сеть сотового телевидения от существующих эфирных систем метрового и дециметрового диапазонов. Конечно же, такое оборудование пока стоит значительно дороже стандартных тюнеров для аналогового телевидения и придется по карману далеко не каждому.

Но самое главное отличие, по словам менеджеров компании "МТУ-Информ", от установленных на данный момент в Америке систем широкополосного радиодоступа заключается в том, что планируется использование базовых станций, открывающих возможность замены абонентских приемников на трансиверы, позволяющие организовать обратный канал цифровой связи без применения суррогатных технологий (то есть организации обратного канала через городскую телефонную линию etc. Очевидно, что "естественный" обратный радиоканал позволяет платить деньги одному провайдеру, а не двум, поэтому он при прочих равных дешевле так называемого суррогатного обратного канала. Естественный канал позволяет с высокой скоростью передавать произвольные цифровые данные, причем его пропускная способность позволяет мультиплексировать цифровое телевидение, цифровую телефонию (включая ISDN), а также IP-трафик.

Базовые станции сети MVDS планируется подключать к узлам существующей транспортной сети SDH (Synchronous Digital Hierarchy) компании "МТУ-Информ", плотно покрывающей Москву. Поэтому проблем с доставкой до сота характерного для телевидения большого объема информации и трафиком сети передачи данных не возникнет. Имея на данный момент весьма разветвленную транспортную сеть большой пропускной способности, наиболее привлекательным в этой технологии менеджеры компании "МТУ-Информ" видят то, что они в ближайшем будущем получат совершенный с точки зрения установки и эксплуатации инструмент для организации "последней мили" информационного канала к клиенту. Действительно, установка абонентского терминала для 4Связи в офисе клиента попросту несравнима с прокладкой проводов по канализации или другими столь же непоэтичными способами. На базе уже существующей SDH-сети с применением MVDS в качестве "последней мили" можно легко организовывать каналы "точка-точка" для связывания корпоративных сетей. Тех же, кто уже оплатил прокладку оптоволокна, наверняка заинтересует возможность мгновенной организации резервного канала передачи данных. Вообще, такие абонентские терминалы могут быть установлены как индивидуальным пользователям, так и сразу на целый дом с использованием кабельной распределительной сети, причем возможность установить пропускную способность отдельного абонентского канала на уровне 34 Мбит/с позволяет организовать комплексное информационное обслуживание на самом современном уровне для огромных зданий.

Описанные системы 4Связи если и не являются последним словом телекоммуникационной мысли, то все же представляют собой одно из самых современных решений. Быстрому внедрению этих систем на Западе мешает существование хотя и устаревших морально, но приносящих реальный доход кабельных систем, в которые уже инвестированы крупные суммы. Именно поэтому первая система LMDS в Америке была построена в районе Брайтон Бич, где, в отличие от остального Нью-Йорка, нет кабельного телевидения.