Михаил Подопрыгалов, "Эрикссон"

Лектор: Михаил Подопрыгалов, директор отдела маркетинга, развития бизнеса и координации продаж, Восточная Европа и Центральная Азия, компания Ericsson.

 

Решение Expander - это не техническое решение и не набор "железных ящиков", это, скорее, концепция, отражающая тенденции развития рынка сотовой связи GSM.

 

Рынок мобильной связи России близок к насыщению. Все, кто хотел подключиться к мобильной связи это уже сделали, или сделают в самое ближайшее время. Это показывают и финансовые результаты российских операторов сотовой связи.

Сотовый рынок России-2005 близок к насыщению

Бизнес - это всегда рост, движение вперед, рост жизненно необходим любой компании. Если нет роста основных показателей бизнеса, нет развития компании, тогда, обычно, у такой компании нет будущего. Как добиться оператору мобильной связи добиться роста в условиях близости насыщения рынка?

Сделать это можно, если перейти к новой идеологии построения и развития сети. До сих пор операторы имели возможность развиваться экстенсивно, за счет того, что бурно рос рынок. Размышления над оптимизацией бизнеса, если и имели место, зачастую не имели высокого приоритета. Приоритет в большинстве случаев был отдан количественным показателям - росту абонентской базы. Сейчас ситуация изменяется - основным приоритетом становятся финансовые показатели. Как их улучшить? Очевидный ответ - больше зарабатывать и меньше тратить.

Сегодняшняя лекция посвящена возможным практическим мерам, т.е. тому, как в ситуации  насыщения рынка продолжать успешное развитие и рост бизнеса, как для этого перейти от экстенсивного к интенсивному развитию сети оператора сотовой связи.

 

Структура затрат мобильного оператора

Затраты оператора можно разделить на две большие группы.

Первая группа, которой мы и уделим внимание в этой лекции, это затраты, связанные с сетью, а именно: капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Здесь есть возможность для оптимизации, ведь сэкономленные деньги - это заработанные деньги.

Также, безусловно, у оператора есть затраты, связанные с бизнес-деятельностью, но эта часть в нашей лекции будет оставлена без рассмотрения.

Внимание затратам, связанным с сетью, уделено не случайно. Именно здесь экспертный опыт компании-производителя, предлагаемые ею решения могут помочь оператору связи достичь значительной экономии.

 

Инструменты помощи операторам

Разумеется, концепцией Expander идеи Ericsson в плане помощи бизнесу операторам мобильной связи не ограничиваются. Существует целый набор инструментов, разработанных для современных операторов GSM, которые призваны помочь операторам перейти к интенсивному пути развития.

• Ericsson Mobile Softswitch - позволяет сэкономить до 50% затрат на коммутацию.

• Услуги по эксплуатации и развитию сетей - позволяют значительно улучшить финансовые показатели компаний-операторов.

• Мобильная широкополосная связь, позволяющая больше зарабатывать и лучше использовать ресурсы сети связи.

• Expander - концепция, рассмотрением которой мы займемся сегодня.

 

Концепция Expander позволяет сэкономить на сети радиодоступа

Expander - это не продукт и не услуга. Это концепция того, как можно оптимизировать капиталоемкость сети сотовой связи.

Почему необходимо этим заниматься?

Если посмотреть на структуру капитальных затрат оператора сотовой связи, то несложно заметить, что более 60% затрат оператора сотовой связи приходится на строительство сети радиодоступа. Нетрудно обосновать идею, что наибольшего выигрыша (экономии) можно добиться, оптимизируя этот "кусок пирога". Как этого добиться?

 

Как можно снизить затраты на сеть радиодоступа?

Можно, например, купить дешевое оборудование. Неплохое единовременное решение. Затем, возможно, придется его покупать еще и еще, поскольку оно будет или выходить из строя или нельзя будет его модернизировать после устаревания.

Есть поговорка "скупой платит дважды". В сотовой связи, при таком подходе к выбору оборудования, платить придется при выходе каждого нового стандарта.

Также можно сэкономить на строительстве, построив "дешево и сердито". Не факт, правда, что построенная по этому принципу сеть, позволит в дальнейшем получать какую-то экономическую выгоду. Тем не менее, некоторые операторы идут по пути экономии при строительстве площадок. Как показывает практика, через некоторое время приходится все перестраивать: оборудование не влезает в сайты, не так подвешены антенны, нет источников резервного питания.

Третий вариант, который можно назвать самым прогрессивным, передовым и правильным - это интенсивное развитие сети радиодоступа. Но прежде, нам нужен небольшой экскурс в устройство радиоподсети GSM.

 

Связь в сети GSM осуществляется с использованием 2-х каналов

Связь в сетях GSM осуществляется с использованием двух радиоканалов:

• базовая станция связывается с абонентом по каналу в направлении "вниз" (downlink),

• абонентская станция (телефон) передает сигнал к базовой станции по каналу "вверх" (uplink).

Качество связи при этом определяется по принципу "где тонко, там и рвется", т.е. наиболее слабым из этих каналов.

Как можно сделать так, чтобы "не рвалось" или какими мерами можно улучшить качество этих каналов?

 

Как улучшить радиопокрытие в сети сотовой связи

• Можно, например, сделать так, чтобы базовая станция и телефон передавали бы более мощный сигнал.

В принципе решение разумное, однако имеет свои ограничения. Например, в природе не встречаются базовые станции с мощностью в мегаватты, напротив, обычно максимальная мощность станции ограничена регулятором связи страны и, как правило, не превышает 20-30 Вт. Но если бы этого не было сделано, то и в этом случае значительное повышение мощности передатчика базовый станции было бы нецелесообразным. Сигнал от такой базовой станции хорошо принимался бы телефоном даже на удалении, но и мощность телефонного передатчика в этом случае пришлось бы поднимать пропорционально, чтобы он смог "докричаться" с увеличенного расстояния до базовой станции. А мощность телефонного передатчика ограничена целым рядом факторов - тут и модные "экологические" соображения, и возможности аккумулятора телефона весьма скромны. В итоге, как правило, идут иным путем - улучшают чувствительность приемника телефона. [Прим.MForum. Интересно, что путь этот эффективен не всегда, в городских условиях избыточная чувствительность аппарата абонента может оказываться невостребованной]. Среди других возможных мер по улучшению радиопокрытия в направлении Uplink можно отметить:

• Повышение чувствительности приемника базовой станции;

• Использование фидера с низкими потерями;

• Применение малошумящих усилителей

Все эти методы активно используются операторами сотовой связи

Среди общих принципов, которые могут улучшить качество каналов связи в обоих направлениях:

• Выбор более низкочастотного диапазона (невозможно, поскольку частотные диапазоны в стандарте GSM являются заданным параметром);

• Использование эффективных антенн (пока что не является массовым решением). Неудобно для мобильных терминалов.

• Увеличение высоты подвеса (практически неприменимо в больших городах).

• Эффективное радиопланирование (сложная задача, требующая наличия высокообразованных специалистов)

Этим практически исчерпывается весь набор возможностей увеличения дальности действия сотовой связи.

 

Как оценить параметры сети радиодоступа GSM?

Как оценить параметры сети радиодоступа GSM?

Предположим, что речь идет об одном секторе базовой станции. Одна антенна создает зону покрытия, назовем ее сотой.

Основные технические параметры, характеризующие такую соту - это площадь покрытия и емкость такой соты, т.е. сколько абонентов могут одновременно получить обслуживание в такой соте. Если поделить емкость соты на ее площадь, то получаем интегральный показатель, характеризующий плотность трафика, измеряемый в Эрлангах/кв.км.

Экономические показатели достаточно очевидны. Это размер капитальных затрат (сколько стоило построить соту), а также годовые эксплуатационные расходы (сколько стоит поддерживать функционирование соты). Сумма этих затрат, поделенная на емкость соты дает нам показатель, характеризующий себестоимости трафика, т.е. стоимость одного Эрланга в год.

Есть также интегральный параметр: если мы берем стоимость одного Эрланга в год (себестоимость трафика) и, зная средний трафик на одного абонента, можем посчитать стоимость владения радиосетью в течение года на одного абонента, умножив одно на другое. Этот параметр хорошо описывает оператору качество построенной радиоподсистемы.

 

Сколько стоит владение базовой станцией GSM, как "бизнес-машиной"?

Примеры из реальной жизни. Возьмем любого игрока из "большой тройки". Возьмем среднестатистическую базовую станцию. Это трехсекторная станция, т.е. ее три антенны "светят" в трех направлениях. На каждую антенну работает два приемопередатчика (конфигурация 2/2/2), высота подвеса антенны составляет 30 метров.

Если изучить бухгалтерскую часть, нетрудно установить, что амортизация оборудования станции составляет 7 лет, как и любого другого оборудования сайта, а строительные работы амортизируются в течении 20 лет.

Соответственно можно подсчитать, во сколько обходится владение таким сайтом в год. Складываем стоимости эксплуатации и обслуживания сайта, строительных работ, оборудования площадки, а также радиооборудования (см. круговую диаграмму). Получаем, что суммарная стоимость составляет $23.000 в год. Отмечу, что не для всех очевидным является то, что стоимость эксплуатации и обслуживания заметно превышает стоимость непосредственно радиооборудования.

Вернемся к к слайду, который иллюстрировал варианты стратегии экономии. Предположим, что нам предложили оборудование подешевле, даже пусть дадут бесплатно. Наша экономия в этом случае составит всего 19%. Пусть нам вдобавок построят сайт бесплатно - сэкономим максимум 8%. В целом, в этой идеальной ситуации можно будет сэкономить 27%. Это в теории, ведь, например, если речь шла о бесплатной передаче дешевого, не очень качественного оборудования, вдобавок вырастет стоимость эксплуатации и обслуживания. 

 

"Емкость или покрытие" - можно ли балансировать этими понятиями в "реальном времени"?

Операторы всегда балансируют двумя принципами - им нужно предоставлять и емкость, и покрытие. В основном, в крупных городах, например, в Москве, "перевешивать" будет требование обеспечения емкости. В регионах, чаще всего, требуется покрытие. Но не стоит возводить это в абсолют, как показывает практика, в Москве встречаются места, где приходится заниматься обеспечением покрытия, как есть точки в регионах, где важна, в первую очередь, емкость сети.

Оператор мечтает о том, чтобы иметь возможность изменять баланс емкость-покрытие в "реальном времени", без замены оборудования, без перемещения базовых станций, без перепланирования сети.

 

Как манипулировать соотношением "покрытие-емкость". Традиционные способы

Начнем с традиционных решений.

Как уже отмечалось, один из методов, позволяющих улучшить покрытие, это подъем антенны (до разумного предела) - ее можно поднимать на 70, 80 или 90 метров и далее. Можно использовать более эффективный фидер, чем его сечение больше, тем потери в нем меньше (правда с ростом сечения растет и стоимость фидера).

Как мы можем уменьшать емкость (как наращивать - понятно, ставить больше приемопередатчиков). Здесь арсенал совсем уже невелик, можем уменьшать число передатчиков, переходя от 3/3/3 к 2/2/2 и к 1/1/1. Это позволит снизить стоимость затрат на радиооборудование там, где мала плотность трафика.

 

Как снизить стоимость Эрланга/год? Традиционно манипулируют с числом приемопередатчиков и высотой подвеса антенны.

График показывает, как меняется стоимость Эрланга при заданной зоне покрытия в зависимости от таких факторов, как различные высоты поднятия антенны и различного числа приемопередатчиков на сектор для территорий с различной плотностью трафика. График, конечно, сглаженный, для отдельной базовой станции он имел бы ступенчатый характер, а так он соответствует "среднему случаю" по сети, состоящей из нескольких базовых станций.

По вертикальной оси показывается стоимость одного Эрланга в год (в USD), по горизонтальной оси - плотность трафика в Эрлангах на кв.км. В районах, где плотность трафика меньше, мы можем использовать меньше передатчиков, чтобы снизить стоимость оборудования сайта. Тем не менее, очевидно, что себестоимость трафика все равно быстро растет, по мере снижения плотности трафика в зоне покрытия. Это происходит потому, что уменьшая число передатчиков, мы вычитаем какую-то часть стоимости лишь из 19% от всех стоимостей. Очевидно, что это не решает проблемы, как не решают ее манипуляции с подъемом антенны повыше.

 

Нужны соты с увеличенной площадью покрытия, но без снижения емкости - только они способны удержать себестоимость трафика на приемлемом уровне

Напрашивается вывод: себестоимость Эрланга быстро растет при уменьшении объема трафика в соте, при этом увеличение высоты подвеса антенны не позволяет кардинально снизить стоимость Эрланга. Единственный вариант для поддержания стоимость Эрланга на приемлемом уровне - добиваться увеличения объема трафика в соте. В условиях, когда этого нельзя добиться за счет роста числа абонентов, остается следующее решение.

В случае равномерного распределения плотности трафика по территории данную задачу решает увеличение размера соты.

Нужно, чтобы сота была и емкая и большая одновременно! Это и есть путь интенсивного развития.

 

Интенсивный путь развития радиоподсистемы позволяет снижать себестоимость трафика

Что получилось бы, если бы существовало решение, отвечающее нашей задумке - построить соту большую и емкую? Очевидно, что график себестоимости трафика "продавился" бы в сторону снижения себестоимости в области малой плотности трафика, график стал бы более пологим.

Иными словами, у оператора появилось бы решение, минимизирующее стоимость Эрланга для областей с высокой и, в особенности, с низкой плотностью трафика.

Такое решение существует в рамках подхода "Эрикссон", который называется Expander.

 

Решение Expander позволяет манипулировать параметрами: площадь покрытия и емкость, добиваясь снижения себестоимости трафика

"Эрикссон" предлагает подход интенсивного развития радиоподсистемы. Согласно этому подходу, инвестиции в покрытие базовых станций позволяют добиться увеличения объема трафика в соте, что позволяет снизить стоимость Эрланга. При этом увеличение покрытия достигается за счет оптимизации емкости, причем не дискретно "либо то - либо другое", а достаточно плавно. Кроме того, подобное решение обладает универсальным характером, т.е. может использоваться, как в крупных городах, так и в регионах.

Решения "Эрикссон" позволяют переходить от емкости к покрытию за счет сокращения емкости, наращивать емкость без уменьшения покрытия, а также достигать интенсивного наращивания покрытия без уменьшения емкости.

Переходить от емкости к покрытию умеет едва ли не каждый производитель оборудования (за счет увеличения мощности, что, однако, оборачивается проблемами с переиспользованием частот в связи с интерференцией), но "Эрикссон" предлагает и ряд других решений. Для того, чтобы пояснить о каких особенностях реализации системы идет речь, необходим краткий экскурс в радиотехнику.

 

При работе двух передатчиков на одну антенну, суммарная мощность сигнала на входе антенны вдвое меньше, чем мощность каждого из передатчиков.

Есть задача сложения сигналов двух независимых передатчиков (развязанных по фазам сигналов). Мощность на входе общей антенны будет составлять половину выходной мощности передатчика А и половину выходной мощности передатчика B, поскольку другие половины окажутся потерянными за счет их сложения в случайном порядке (некогерентности).

 

В когерентном режиме происходит удвоение мощности сигнала на входе антенны за счет сложения сигналов двух синхронизированных передатчиков.

Если бы удавалось складывать сигналы передатчиков, синхронизировав фазы сигнала  во времени, мощность на выходе бы удвоилась. Технология эта давно применялась в передатчиках, еще с 20-х годов прошлого века, однако до недавнего времени, это не находило применения в сотовой связи.

 

Прирост площади покрытия может достигать 40%!

Между тем, решение "Эрикссон" позволяет реализовать именно этот режим работы - когерентный. Базовые станции "Эрикссон" способны работать в этом режиме.

Предположим, в базовой станции было 2 приемопередатчика, которые обеспечивали некоторое покрытие. После ввода в когерентность, мы получили сокращение емкости, но выиграли в покрытии. Включать и выключать когерентность можно дистанционно.

Интересный эффект, теоретически, покрытие должно вырости на 20-30% (за счет увеличения радиуса действия передатчиков), на практике выигрыш может достигать и 40% за счет улучшения покрытия в "теневых зонах", ослабления эффекта "замирания" сигнала и улучшения indoor-покрытия.

 

Когерентный режим (ТСС) работы передатчиков позволяет добиться снижения себестоимости трафика.

Если теперь взять ту же конфигурацию соты, но в режиме когерентности, и построить тот же график, что и раньше, то можно будет убедиться, что задача "продавливания" графика "вниз" решена - режим ТСС позволяет добиться снижения стоимости трафика.

 

"Полускоростное" кодирование HR и использование функции "очередность вызовов" обеспечивают еще больший выигрыш.

Этим потенциал концепции Expander не исчерпывается. Вторая компонента - возможность использования режима HR ("полускоростного кодирования"). Этот режим позволяет выиграть в емкости на 30-40%, при условии, что не более 30% вызовов обслуживается в режиме HR.

Дополнительного выигрыша позволяет добиться использование функции "очередность вызовов". Представим ситуацию - вы набираете телефонный номер и нажимаете кнопку "вызов", а сота в данный момент занята и не способна обслужить ваш вызов. В обычном режиме телефон получит "отбой". Вместо этого, в режиме "очередность вызовов", телефон "повисит" некоторое время, ожидая высвобождения ресурсов базовой станции. Это эффективно, например, вдоль дорог. В такой сети абоненты не отторгаются сетью, что эквивалентно росту емкости сети на 40-80% при условии, что время ожидания абонента не превысит 10 секунд (телефон в это время будет показывать, что пытается установить вызов, например, отображая надпись "calling", в зависимости от модели).

 

График (черный) показывает величину нашего экономического выигрыша от внедрения HR и "ожидание вызова" (совместно с когерентным режимом) в рамках решения "Эрикссон" Expander.

График (черный) показывает величину нашего экономического выигрыша от внедрения HR и "ожидание вызова" (совместно с когерентным режимом).

 

Третья компонента концепции Expander - возможность заметного наращивания площади покрытия соты за счет емкости соты.

Еще один элемент концепции Expander - возможность повысить дальность связи GSM, выиграв, тем самым в площади покрытия сайта, на котором работает совершенно стандартное оборудование "Эрикссон". Выигрыш в "дальнобойности" вплоть до 70 км достигается за счет выделения двух временных интервалов (тайм-слотов) на каждое соединение. Это программная функциональность стандартного аппаратного оборудования.

 

Концепция Expander обещает оператору значительную экономию за счет снижения себестоимости трафика.

График показывает, что применение всех компонент концепции Expander может обеспечить оператору значительный выигрыш в себестоимости трафика в областях, характеризующихся низкой плотностью трафика, при этом оператор по-прежнему будет использовать обычное серийное оборудование, способное работать не только "в режиме Expander", но и в традиционных режимах работы.

Концепция Expander позволяет добиться снижения стоимости единицы трафика, например, для значения 0.015 Эрл/кв.км) можно добиться экономии стоимости Эрланга в год почти в $1400.

 

Expander расширяет возможности оператора и позволяет значительно сэкономить на себестоимости трафика

Традиционные решения, показанные на слайде бежевым цветом, - это то, что делают все. "Эрикссон" предлагает значительно больше свободы для оператора в манипуляции сетью, предоставляя решения, способные обеспечить до 50% экономии на стоимости трафика.

 

График отражает рекомендации "Эрикссон", в каких диапазонах плотности трафика экономически целесообразно внедрять те или иные компоненты концепции Expander.

График отражает рекомендации "Эрикссон", в каких диапазонах плотности трафика экономически целесообразно внедрять те или иные компоненты концепции Expander.

 

Концепция Expander очень молода, но в силу своей эффективности уже нашла немало приверженцов среди операторов сотовой связи различных стран.

Реальная экономия за счет внедрения концепции достигает от 12 до 60%. Не обязательно внедрять все составляющие концепции в каждой выбранной соте, иногда наибольшего эффекта позволяет добиться применение лишь одного компонента на отдельных сотах.

Например, применительно к Москве, внедрение режима когерентности может обеспечить заметный выигрыш в качестве indoor-покрытия.

При смещении акцента в развитии российских операторов от гонки за числом абонентов к построению экономически эффективной сети, концепция Expander найдет применение в России. Рыночные тенденции позволяют надеяться на то, что это может случиться в самое ближайшее время.

© Михаил Подопрыгалов, директор отдела маркетинга, развития бизнеса и координации продаж, Восточная Европа и Центральная Азия, компания Ericsson, запись Алексей Бойко, "Мобильный форум"

Другие лекции по теме "Решения для бизнеса операторов сотовой связи" - смотрите в разделе Кафедра MForum