Ю.Б. ЗУБАРЕВ,
директор НИИР, профессор,
доктор технических наук, член-корреспондент РАН

В настоящее время в Международном союзе электросвязи (МСЭ) и в органах стандартизации отдельных регионов мира (Европы, Северной Америки, Японии и др.) завершилась работа по созданию стандартов системы сухопутной подвижной связи 3-го поколения, получившей обобщенное название IMT-2000. Она включает в себя как наземную, так и спутниковую составляющие и обеспечивает:

• глобальный роуминг;
• совместимость с действующими системами связи 2-го поколения;
• адаптацию к различным условиям и сценариям радиосвязи;
• эффективное управление радиоресурсами;
• широкий ассортимент услуг от высококачественной речевой связи при низких скоростях обмена до высокоскоростных услуг мультимедиа.

Семейство систем подвижной связи 3-го поколения IMT-2000 является результатом эволюции систем 2-го поколения как стационарной, так и подвижной связи и может удовлетворить потребность рынка в глобальном роуминге, переносимости услуг и мультимедийной связи в любом регионе. Такой подход будет допускать дифференциацию услуг и продуктов. МСЭ разрабатывает рамочные стандарты, которые обеспечат совместимость всех систем семейства IMT-2000 и стыковку со стационарными сетями исходя из конечной цели - объединения подвижной и стационарной связи.

Системы семейства IMT-2000 будут не просто усовершенствованными системами сотовой связи, они относятся к универсальным системам связи, объединяющим все виды сетей, включая спутниковые системы, макро-, микро- и пикосотовые системы наземной связи, нелицензируемые системы радиодоступа.

Система UMTS - европейская система подвижной связи 3-го поколения, являющаяся результатом эволюции систем 2-го поколения, таких как ISDN и GSM.

Для создания условий внедрения в России систем подвижной связи 3-го поколения необходимо провести комплекс научно-исследовательских и организационно-технических работ:

• определить условия совместного использования полос частот, предназначенных для системы UMTS;
• разработать концепцию создания систем подвижной связи 3-го поколения;
• выделить потребный частотный ресурс системы UMTS;
• определить порядок лицензирования услуг связи в сетях 3-го поколения;
• определить порядок сертификации оборудования для них;
• обеспечить государственно-правовое регулирование операторской деятельности в сетях связи 3-го поколения;

Первой программой, в которой учтена необходимость проведения работ, связанных с внедрением систем 3-го поколения, стала комплексная "Программа работ по повышению эффективности использования радиочастотного спектра в интересах развития перспективных радиоэлектронных средств и систем Российской Федерации" ("Спектр-2000"), разработанная в соответствии с решением ГКРЧ России от 8 апреля 1996 г. специалистами в области распределения и использования радиочастотного спектра Минсвязи России, Главгоссвязьнадзора России, ГКРЧ России и ряда других заинтересованных министерств и ведомств.

Приказом Госкомсвязи РФ № 20 от 04.02.99 г. НИИР определен головной организацией и совместно с рядом научно-исследовательских и проектных институтов Минсвязи России разработал новую программу НИР ("Перспектива IMT-2000), направленную на выполнение работ, связанных с внедрением систем 3-го поколения, и включающую следующие первоочередные работы:

• разработку концепции создания в России систем подвижной связи 3-го поколения и условий для их развертывания ("Концепция IMT-2000");
• исследование перспектив и условий совместного использования полос частот 190... 1980 МГц, 2010... 2025 МГц и 2110... 2170 МГц системой подвижной связи 3-го поколения и РЭС другого назначения для создания в РФ наземного сегмента системы. ("Сеть IMT-2000");
• исследование перспектив и определение условий совместного использования полос частот 1980... 2010 МГц и 2170... 2200 МГц радиоэлектронными средствами системы подвижной связи IMT-2000 РЭС другого назначения для создания космического сегмента IMT-2000 ("Космос IMT-2000").

В настоящее время данные НИР завершены и в них сформулированы основные принципы внедрения систем 3-го поколения в России:

• эволюционный переход от систем подвижной связи 2-го поколения к системам 3-го поколения;
• преемственная лицензионная политика, направленная на поддержку операторов стандарта GSM;
• взаимоувязанная с европейской системой стандартизации сертификационная политика Минсвязи России;
• обеспечение государственного регулирования операторской деятельности и рыночных механизмов в выделении и использовании спектра;
• обеспечение национальной и информационной безопасности.

Проведен анализ загрузки диапазона частот 2 ГГц в различных регионах России и дана оценка возможности выделения частотного ресурса для создания наземного и космического сегментов сетей подвижной связи 3-го поколения. Разработаны предложения по условиям совместного использования полос частот этими системами с РЭС гражданского и военного назначения, по объему выделяемого частотного ресурса и числу операторов для создания опытных сетей в Центральном и Северо-Западном регионах России.

Сформулированы рекомендации по возможностям нелицензируемого использования радиочастотного спектра при создании учрежденческих сетей на основе TDD-технологии систем подвижной связи 3-го поколения и по требованиям к параметрам радиопередающих устройств. Разработаны предварительные условия обеспечения ЭМС, позволяющие осуществить совмещение РЭС гражданского назначения и РЭС различных видов Вооруженных Сил в районах опытных сетей подвижной связи 3-го поколения.

Появление новой технологии UMTS в России откроет доступ к рынку подвижной связи новым компаниям, поскольку не всем существующим компаниям-операторам стандарта GSM удастся победить в конкурсе на получение лицензии на связь UMTS. По-видимому, операторы, получившие лицензии на эксплуатацию систем связи UMTS, начнут создавать два опытных района в городах Москва и С.-Петербург и предоставлять услуги с 2002 г. В результате появятся автономные сети, операторы которых будут предоставлять услуги связи только в густонаселенных районах. Многорежимные абонентские аппараты с возможностью доступа как к UMTS, так и к другим системам беспроводной связи, например GSM, будут готовы к продаже еще до 2002 г. и позволят абонентам UMTS сохранить доступ к сотовой связи стандарта GSM там, где услуги UMTS будут еще недоступны.

Система UMTS позволит интегрировать сотовые и пейджинговые системы, системы беспроводного доступа и передачи данных, наземные и спутниковые системы и т. д. Она позволит предоставлять большой набор новых услуг по передаче данных с высокой скоростью, услуг мультимедиа и т. п. Предполагаемая интеграция с цифровыми сетями B-ISDN будет означать применение на практике в системах 3-го поколения одной из перспективных технологий АТМ. Все это с развертыванием UMTS даст возможность как существующим, так и будущим операторам стационарной и подвижной связи предоставлять своим абонентам качественно новые услуги и работать в более широкой зоне обслуживания.

Выделение потребного частотного ресурса и регулирование его использования

Гармонизация полос частот существенно влияет на процесс лицензирования, так как объем выделяемого радиочастотного ресурса (РЧС) определяет число возможных операторов связи, а это, в свою очередь, оказывает прямое воздействие на организацию процедуры выбора лицензиатов. Согласно исследованиям форума UMTS в выделенных Европейским радиокомитетом гармонизированных полосах общей шириной 155 МГц возможно организовать работу трех или четырех операторов.

Россия является страной, на которую распространяются все положения Регламента радиосвязи, относящиеся к 1-му Региону. В отношении использования РЧС для систем связи 3-го поколения Россия должна:

• ориентироваться на общеевропейскую таблицу распределения полос частот (ТРЧ), которая положена в основу национальных ТРЧ всех европейских стран; сближение российской и европейской ТРЧ позволит гармонически развивать в стране систему UMTS;
• высвободить частотный ресурс, занятый РСС прямой видимости гражданского и военного применения.

В основе национальной политики использования РЧС для систем 3-го поколения должны лежать следующие принципы:

• единое распределение полос частот в каждом регионе России;
• управление применением РЧС с целью правильного и эффективного его использования;
• взимание платы государством за использование РЧС.

Проведенные исследования показали возможность использования для создания наземного сегмента сетей подвижной связи 3-го поколения на территории двух опытных районов (в городах Москва и Санкт-Петербург) полос частот, обеспечивающих поддерживание трех каналов на технологии FDD и двух каналов на технологии TDD. Каждый канал занимает полосу частот, равную 5 МГц. Эти каналы будут предоставлены двум операторам по схеме: 2FDD + 1TDD и 1FDD + 1TDD. По результатам проведенных исследований подготовлен проект Решения ГКРЧ России по выделению полос частот для развития сетей подвижной связи 3-го поколения.

Лицензирование систем связи 3-го поколения

Перспектива появления на рынке России системы подвижной радиосвязи 3-го поколения ставит перед Администрацией Российской Федерации следующие актуальные вопросы по лицензированию, без скорейшего решения которых невозможно эффективное внедрение и развитие UMTS:

• в ближайшее время провести детальную оценку загруженности полос частот, определенных ERC для системы UMTS, на предмет выявления частотного ресурса, доступного для выделения системам подвижной радиосвязи 3-го поколения, и в соответствии с установленным объемом частотного ресурса принять решение о числе потенциальных операторов системы UMTS;
• администрации связи определить позицию по категориям лицензий в области системы UMTS, т. е. провести строгое разграничение между лицензиями операторов сети и лицензиями независимых операторов услуг;
• на основе детального анализа функциональных возможностей системы квалифицировать виды предоставляемых системой услуг и на этой основе определить категории лицензий для независимых операторов услуг, а также установить базисный набор услуг, предоставляемый без дополнительных разрешений и лицензий операторам сети. Необходимо разработать положения, регламентирующие совместное использование сетевой инфраструктуры операторами сети и операторами услуг;
• до момента внедрения системы на рынке определить и принять соответствующее решение по процедуре выбора лицензиата (аукцион или конкурсное рассмотрение заявок), для обеих процедур установить необходимый перечень положений квалификационного отбора.

Администраций связи России необходимо решить вопрос о возможности выдачи лицензий UMTS существующим операторам систем 2-го поколения и принципах сосуществования операторов 2-го и 3-го поколений.

Сроки действия лицензий на предоставление услуг системами 2-го поколения отличаются в широких пределах. 15 лет является средним сроком для большинства стран: Австрии, Бельгии, Франции, Ирландии, Нидерландов, Норвегии, Португалии, Венгрии, Словакии и Турции. Выдача лицензии на право предоставления услуг подвижной радиосвязи в Европе предполагает выдачу разрешения на использование частот на определенный временной срок. Данное обстоятельство дает право национальным администрациям пересматривать свои позиции в отношении частотных присвоений и осуществлять их переназначения, обеспечивающие более эффективное использование частотного ресурса. Более того, активно обсуждается вопрос о пересмотре частотных назначений системам 2-го поколения в пользу систем 3-го поколения, что затронет интересы существующих операторов. В данной связи представляется целесообразным установить ограниченные временные сроки действия лицензий для обеспечения возможности перераспределения частотного ресурса в пользу более перспективных систем. Наряду с этим срок действия лицензии должен быть достаточно продолжительным, чтобы предоставить возможность оператору возвратить инвестиции в систему. По окончании первоначального срока действия лицензия должна автоматически продлеваться, кроме случаев вынужденного перераспределения спектра в пользу новых систем, о чем оператор должен получить предварительное уведомление от национальной администрации.

Сертификация систем связи 3-го поколения

Сертификация Минсвязи России - это не выборочная сертификация отдельных средств или оконечных устройств, а сертификация сетевых комплексов, т. е. систем и средств связи, используемых на всей взаимоувязанной сети связи (ВСС). В их число входят оконечные устройства, АТС, узлы разного назначения, АМТС, МЦК, кабели связи для разных участков сети, ВОЛС, сотовые системы подвижной связи, транкинговые, спутниковые, радио и радиорелейные средства связи и др.

Сертификация технических параметров систем связи 3-го поколения при внедрении во ВСС России будет осуществляться в целях:

• применения на территории России лишь того радиооборудования, которое соответствует общемировым либо региональным стандартам (разрабатываемым институтом стандартизации ETSI);
• соответствия технических параметров систем связи 3-го поколения техническим требованиям ВСС России;
• контроля безопасности использования технических систем связи 3-го поколения;
• создания в России рынка систем связи 3-го поколения и условий для деятельности предприятий и предпринимателей в данной области.

Эволюционная доработка стандартов и сетей 2-го поколения

Огромные инвестиции, вложенные в создание стандартов и сетей подвижной связи 2-го поколения, и непрерывно растущий спрос на услуги этих сетей стимулировали процесс их эволюционной доработки до требований, предъявляемых к системах 3-го поколения. Такая доработка ведется в рамках всех основных стандартов сотовых систем - европейского GSM и североамериканских DAMPS (IS-136) и CDMA (IS-95). Рассмотрим основные направления эволюционного перехода от 2-го к 3-му поколению на примере стандарта GSM.

На первом этапе повышение скорости передачи производится посредством предоставления одному пользователю канальных ресурсов нескольких пользователей. Применительно к системам с временным разделением каналов это делается за счет объединения нескольких соседних временных слотов на одной несущей частоте. В системе GSM новый режим высокоскоростной передачи данных с коммутацией каналов (HSCSD) обеспечивает передачу данных со скоростью 57,6 кбит/с за счет использования четырех слотов, в каждом из которых могут передаваться данные со скоростью 14,4 кбит/с.

Дальнейшее повышение эффективности связи и скорости передачи данных в системе GSM достигается реализацией режима пакетной передачи данных общего назначения (GPRS). Этот режим обеспечит передачу данных со скоростью выше 100 кбит/с (максимум 171,2 кбит/с с восемью каналами по 21,4 кбит/с). Протокол GPRS обеспечит передачу данных по сети с коммутацией пакетов параллельно с передачей речи в режиме коммутации каналов. Дальнейшее усовершенствование сети GPRS будет поддерживать речевой трафик в сети с коммутацией пакетов.

Последним шагом на пути эволюционного развития системы GSM будет введение режима EDGE с улучшенным методом модуляции, обеспечивающим передачу данных со скоростями до 384 кбит/с. При этом сохраняются в неизменном виде основные параметры радиоканала, включая полосу частот шириной 200 кГц, структуру TDMA-кадра и логических каналов. Каналы с функциональностью EDGE смогут работать либо в режиме GSM/GPRS, либо в режиме EDGE. Это позволит операторам сетей GSM, развернутых в диапазонах частот 900, 1800 и 1900 МГц, предлагать наряду с услугами 2-го поколения практически полный набор услуг 3-го поколения за исключением внутриофисных, рассчитанных на скорости передачи до 2 Мбит/с.

В заключение следует обратить внимание на то обстоятельство, что внедрение систем подвижной связи 3-го поколения как во всем мире, так и в России будет идти по двум направлениям - путем эволюционного перехода от систем 2-го поколения и путем создания новых сетей на основе стандартов IMT-2000/UMTS. Оба этих направления будут развиваться параллельно, и предпочтительное использование того или иного пути развития будет определяться многими факторами, в том числе и технической политикой регулирующих органов.