Страница конференции Mobile VAS Conference << Встречи 

    

 

 

 "Разговор пойдет о технических аспектах влияния смартфонов на сети операторов. 

 

 

Смартфоны отличает специфика их поведения в сети оператора сотовой связи и эта специфика - значимая.  Смартфоны - это устройства, которые производят абсолютно непропорциональную сигнальную нагрузку на сети мобильной связи. Сигнализация для сети мобильной связи - штука очень важная и чувствительная, ее можно сравнить с нервной системой человека. Если с сигнализацией что-то происходит, независимо от причины, падает качество всех услуг на сети, в том числе, и голоса на данной географической территории. Причем территория может быть очень большой.   

Смартфоны, с точки зрения сети, - очень беспокойные устройства. Если посмотреть на смартфон текущего дня, то окажется, что половина из них устанавливает соединение с сетью каждые три минуты.  Каждые три минуты телефон включается на полную мощность, прогоняет весь стек сигнализации (порядка 30 сообщений), получает от сети ресурсы, договаривается с ней о параметрах сессии, как правило запрашивает самую хорошую пропускную способность, устанавливает соединение, передает где-то 100 КБ... и отключается, причем сразу. Ждет три минуты. Вновь включается на полную мощность, вновь прокручивает весь стек с начала и до конца. Получает лучшее, чего может добиться от сети, передает около 100 КБ и вновь отключается.  

Такое поведение смартфонов оказалось неприятной новостью для сетей мобильной связи. 

 

На графике показаны экспериментально измеренные данные. По оси Х - объемы переданных данных, по оси Y - сигнальная нагрузка на сеть.  Желтые точки - это смартфоны. Синие точки - это USB-модемы. Видно, что смартфоны в своем поведении заметно отличаются. Возникает вопрос - насколько велико отличие? Вопрос сложный, поскольку поведение смартфона зависит от того, какие на нем установлены приложения.   

 

 Если усреднить всю базу смартфонов, то характерная величина разницы - 3-5 раз! Столбики - это сигнальная нагрузка, разные столбики - разные терминалы, в данном случае это существенно. Разные цвета на столбиках - разные типы сигнализации.

В среднем, год назад смартфоны вели себя более активно, чем обычный фичафон в 3-5 раз. Это много! Но сейчас эта цифра еще выше, поскольку появилось больше предложений, которые чаще обращаются к сети. Чаты, твиттер, фейсбук, различные трекеры. Теперь смартфоны обращаются к сети чаще, чем раз в 3 минуты.   

 

На картинке приведены экспериментальные данные, рассматривается приложение Google Maps, но это не принципиально. Как ведет себя телефон. Первый верхний график - это количество переданных данных. Чем выше "пичек", тем больше данных передано. Полоса - это экран. Светлые участки - экран включен, темные участки - экран выключен. Забор из пичков - это сигнализация. В данном случае она полностью эквивалентна мощности передатчика, чем шире палочка, тем больше энергии тратит аппарат. 

Видно, что с выключенным экраном телефон продолжает общаться с сетью. И хотя он практически ничего не передает, он высаживает, высаживает и высаживает батарею. Одна из известных особенностей смартфона в том, что он необычайно быстро тратит батарею. И дело не в том, что у смартфона большой экран. Он очень активно использует передатчик.   

 

Когда выявилось такое поведение смартфонов на сетях сотовой связи, производители, разумеется, постарались предпринять какие-то меры. Они ввели в функциональность смартфона такую фичу, как fast dormancy или "быстрое засыпание".  Справа на картинке выше показан стек сигнализации. В нижнем состоянии смартфон почти не тратит батарею. В верхнем - смартфон находится в активном состоянии, он только что получил ресурсы сети и готов передавать данные. Когда он находится в таком состоянии и даже ничего не передает, он тратит столько же энергии, как если бы передавал данные. 

Производители мобильных телефонов ввели такую функциональность, которая перебрасывает смартфон из верхнего состояния сразу в нижнее. Получается быстро и ... жестко по отношению к сети, ожидание 3 секунды, и если не началась передача данных, просто сбрасывает стек.  Первые версии iPhone даже забывали об этом уведомить сеть, сеть считала, что сессия продолжается.  

График показывает, что с функцией fast dormancy достигается заметная экономия ресурсов батареи. И здесь круг замыкается. Если стоит приложение типа твиттера, где обращение к серверу происходит примерно 1 раз в 20 секунд, Это означает, что через 3 секунды после очередного обращения fast dormancy сбрасывает это состояние, но через 17 секунд смартфон вновь проснется...

Для современной, неподготовленной к смартфонам сети мобильной связи настали сложные времена. Возникают критичные ситуации, особенно, когда смартфоны скапливаются в какой-то локации. 

 

Законный вопрос - что же происходит с сетью в целом? Насколько болезненны для нее это общение со смартфонами? Сенсации нет, есть быстрый, но контролируемый процесс.  На графике показаны экспериментальные данные, взятые с сети одного из операторов Японии. "Желтый график" - это часть сигнализации, связанная с запросами на установление соединений. Чем выше желтый столбик, тем больше устройств в данном контроллере "просили" его установить сессию передачи данных. Картинки 2010 года. Видно, что за 2010 год нагрузка сигнализации выросла на 40%.  Этот кейс исследовался отдельно, там был органический рост незначительный, но основную лепту в +40% обеспечил рост проникновения смартфонов. Много это или мало, 40%? 

Это много! Даже в хороших сетях, запас обычно в районе 50%. Если какой-то вид нагрузки в пиках превышает 50%, следует планировать расширение, а если превышает 80%, то уже пора вести монтаж оборудования.  40% от смартфонов съедает весь запас "прочности" сети. На это следует обращать внимание тем, кто занимается планированием сети. 

Сейчас рост еще быстрее, поскольку появляется больше приложений и смартфоны ведут себя все более активно. 

 

Диаграмма выше относится к рынку России.  Сейчас, в среднем по России, доля смартфонов составляет примерно 23%. Это хорошо. Например, если сравнивать с Объединенным Королевством, эта цифра в среднем 20%. Но если взять район Сити в Лондоне, цифра будет 70%, а если взять центр Лос-Анжелосе - это будет 80%.  

В 2015 году, то есть через четыре года в России будет  примерно 53% смартфонов. 

Закономерный вопрос - рост сигнализации на фоне роста трафика данных - это существенно или нет? Трафик в 2015 году будет примерно в 10 раз выше, чем сейчас. Сигнализация, с учетом всех предположений, вырастет раз в 20! Да, это много. И осознавать это - важно для операторов связи. 

Сеть мобильной связи - это большое и сложное хозяйство. Любое "движение" здесь дорого. Даже покупка чего-то небольшого, с учетом, что это требуется купить для всей сети, как правило, получается очень дорого. Проблемы связаны с тем, что описанное выше поведение смартфонов еще пару лет назад никем не планировалось. Соответственно, сейчас многие уважаемые операторы находятся еще только в фазе осознания и исследования этого вопроса, вынужденно перекраивая свои планы будущего развития сети. 

Какие меры будут предприниматься?

Первая и неизбежная мера - закупка дополнительной сигнальной емкости. Здесь ничего сделать нельзя, чтобы обойтись без этого, операторы будут закупать необходимое. 

Второе - оптимизация стека протоколов, о которой мы тоже поговорили выше. Дело очень тонкое, требует плотного взаимодействия с производителями мобильных телефонов. Но это позволит замедлить резкий рост сигнализации. 

Третье - мобильные приложения. Возможно, если будет найдет способ как-то оптимизировать поведение мобильных приложений на смартфонах, это будет приветствоваться оператором. Например, ограничить число возможных обращений в сеть. Или, скажем, заставить смартфон группировать обращения, синхронизировать их.  Например, у меня сейчас на телефоне около 10 приложений, которые не спрашивая моего разрешения лезут в сеть, причем делают это каждое само по-себе. Даже такой простейший виджет, как прогноз погоды, старается быть очень оперативным, он часто и четко сообщает об изменениях за окном. Но для этого он постоянно куда-то лазит и что-то спрашивает через сеть. 

Вот направления для приложения усилий. 

 

В Ericsson есть визионерский лозунг - в 2020 году в мире будет примерно 50 млрд мобильных соединений. Это много, учитывая, что население планеты пока что около 7 млрд человек, а устройств, работающих в сети будет 50 млрд. Большинство из этих устройств будут устройствами типа M2M (machine-to-machine): датчики, телеметрия, какие-то измерительные устройства, что-то, что не управляется человеком. Гипотеза состоит в том, что их поведение будет практически таким же, как поведение смартфонов. То есть они будут часто, с короткими сообщениями обращаться к мобильной сети.  

Если эта гипотеза верна, то через 10 лет мобильные сети будут совершенно непохожими на то, что было до сих пор, собственно, изменится весь ландшафт индустрии.  

Разработчика приложений также важно исследовать эту область - M2M. Мы в Ericsson уверены - именно там будущее нашей индустрии.

 

+ + + На этом доклад Дмитрия Муравина завершился, но еще ему были заданы вопросы + + + 

 

Что бы вы порекомендовали разработчикам в ближайшие два года в связи с активным ростом доли смартфонов? 

Д.Муравин. Следует осознать. что работа мобильного приложения на смартфоне - это нечто абсолютно новое для сети мобильной связи и нечто болезненное. Нужно внимательно следить за тем, как мобильные операторы к этому относятся. Хотя в росте сигнального трафика и нет сенсационности, но новизна в нем есть. Наблюдая за поведением операторов, можно будет заметить, каково их отношение к проблеме. И можно сделать это своей дифференциацией. Например, кто-то из операторов может говорить рынку - "наша мобильная сеть выдержит любой трафик смартфонов". Разработчики тоже могут, например, говорить "наше приложение подойдет для любой мобильной сети, поскольку оно оптимизировано с задачей минимизации трафика". Либо, напротив, заявлять "наше приложение очень популярно, но оптимизации не поддается, поэтому в вашей мощной сети оно будет работать хорошо. а у конкурентов будет работь "не очень".  Какие-то подобные вещи можно, наверное пробовать делать. 

Ведутся ли какие-то вопросы, которые бы позволили решить вопрос со спецификой, связанной со смартфонами и сигнализацией не на уровне абонентских устройств, а на уровне сети?

Д.Муравин. Несомненно ведутся. Но физику не обманешь, поэтому у всех вендоров решения вертятся вокруг двух идей. Во-первых, в части стека протоколов, чтобы телефон не сам сваливался из верхнего состояния в нижнее, а чтобы этим управляла сеть. Во-вторых, чтобы он падал с самого верха не в самый низ, откуда затем сложно выбираться, а на URA_PCH (промежуточное состояние), откуда намного проще "стартануть" наверх, уже не 30 сигнальных сообщений придется передать, а 12. Еще смартфону не обязательно получать самые лучшие ресурсы, свои фоновые 100 кб он может передать и в более фоновом режиме, через более медленный канал. Но эти правила игры должны понимать и принимать терминальные устройства. И это живой процесс, который пока не завершился. Естественно, это все известно специалистам, но для широкой аудитории, зачастую является новостью. 

Одна из специфик мобильной сети - это передача музыкального и видео-контента. В ближайшее время появится множество приложений аудио/радио и видео/ТВ каналов. Готовы ли сети к нагрузкам от таких приложений? 

Д.Муравин. Стриминг - это хорошо. Я не говорил, что сети операторов не готовы к передаче данных, этим занимаются, в это инвестируют, это находится в фокусе внимания. Крупнее сейчас нет проблемы для операторов. Данные передать сеть, как правило, умеет. Новизна, о которой я говорил, это то, что есть устройства, смартфоны, которые передают, в общем-то, немного данных, но создают серьезную сигнальную нагрузку. Стриминг - это о другом, это процесс предсказуемый и контролируемый. Когда начинается стриминговая сессия, под нее выделяются стриминговые ресурсы и всплесков сигнализации не происходит.  Да, смартфон тратит на стриминг батарею, но здесь процесс осознанный, вы знаете, на что уходит ее ресурс, например, вы слушаете или скачиваете песню. То, о чем все вышесказанного - это ситуация, когда батарея расходуется, а вы этого не осознаете. Телефон только что не выключен, но идет его постоянное "общение" с сетью и через сеть, при этом батарея постоянно разряжается. 

Что вы посоветуете пользователям смартфонов?

Д.Муравин. Пользуйтесь смартфоном! Это не ваша проблема, все эти заморочки с сигнализацией. Единственное, на что в этом смысле следует обращать внимание - на поддержку батареи заряженной, имеет смысл подзаражать ее два раза в день.  

 

 

  

Страница конференции Mobile VAS Conference << Встречи 

О компании Ericsson >>