Частоты для IMT-2000, или Передел спектра

Предусматривается, что за счет объединения подвижных систем связи — наземных и спутниковых — будет обеспечиваться радиодоступ к услугам связи вне зависимости от местонахождения пользователя, типа сети и применяемого терминала.

Вчера и завтра

Не останавливаясь на известной истории провозглашения идеи IMT-2000 (на Всемирной административной конференции радиосвязи 1992 г. — ВАКР-92) и ее эволюции в ходе выработки согласованных стандартов для радиоинтерфейсов (были одобрены весной 1999 г.), расскажем о тех проблемах, для рассмотрения которых у операторов, озабоченных выбором технологических решений, поиском инвестиций и разработкой бизнес-планов, не всегда находится время.

Сегодня средства цифровой связи бурно развиваются во всем мире. Отрадно, что наконец-то и в области подвижной радиосвязи (ПРС) рост числа аналоговых сетей замедлился. Уже в течение нескольких лет значительные средства вкладываются в развитие новых стандартов и создание устройств, способных работать в системах 3-го поколения. Такие системы обеспечат не только глобальный роуминг и существенное наращивание емкости действующих сетей, но и доступ в Internet, и предоставление мультимедийных услуг, в том числе приема и передачи изображений в масштабе реального времени. Предполагается, что вопросы практического внедрения систем ПРС следующего поколения будут решены до конца 2000 г. Посмотрим, как продвигается реализация этих планов в мировом масштабе и в нашей стране.

Потребности в частотном спектре для работы наземного компонента систем 3-го поколения были предварительно оценены еще до ВАКР-92 и изложены в рекомендации МСЭ-R M.687-2, согласно которой для данных систем необходима полоса частот шириной не менее 230 МГц. Положение S5.388, внесенное в Регламент радиосвязи (РР) на ВАКР-92, гласит: «Полосы 1885—2025 и 2110—2200 МГц предназначены для использования на всемирной основе администрациями, желающими внедрить системы Международной подвижной связи-2000 (IMT-2000). Такое использование не препятствует использованию этих полос другими службами, которым распределены эти полосы».

Чтобы только подойти к воплощению этой рекомендации, занимающей четыре строчки Регламента, администрациям связи государств — членов МСЭ пришлось провести ряд исследований и разработать планы перевода существующих радиослужб в другие полосы частот. Радиочастотный спектр — не таблица умножения, здесь от перемены мест сомножителей результат может существенно измениться.

В России «все началось» с печально известного решения ГКРЧ от 27.07.98 (протокол № 8/6) «О прекращении планирования использования частотных присвоений РЭС фиксированной службы в полосах частот 1980—2010 и 2170—2200 МГц». Его формулировки были достаточно обтекаемы: «Временно приостановить рассмотрение частотных заявок, а также планирование частотных присвоений станциям фиксированной службы в диапазонах 1980—2010 и 2170—2200 МГц и рекомендовать Главгоссвязьнадзору России прекратить выдачу разрешений на строительство и эксплуатацию радиорелейных линий в указанных диапазонах. Выделение полос для новых РЭС и назначение для них рабочих частот осуществлять вне участков 1980—2010 МГц и 2170— 2200 МГц». Однако результаты не замедлили сказаться — их сразу же ощутили операторы, которые собирались строить радиорелейные линии связи (РРЛ), работающие в диапазоне 2 ГГц.

Следующим шагом оказалось принятие «Плана распределения и условий использования частот в диапазоне 1600—4200 МГц между радиоэлектронными средствами различного назначения» (решение ГКРЧ от 27.09.99, протокол № 17/4). Здесь главный радиочастотный орган страны отказался от гладких формулировок и зафиксировал относительно диапазона частот 1600—2100 МГц следующие требования: «Для РРЛ в этой полосе не должны осуществляться разработка, производство и закупка за границей новых РРС. Существующие РРЛ гражданского назначения следует, по возможности, переводить в другие полосы частот».

Следует отметить: производители, обивающие пороги Минсвязи и забрасывающие его письмами, которые содержат просьбы и категорические требования в исключительном порядке разрешить использование данных полос частот, не понимают одной простой вещи. Да, верно, средства на разработку оборудования, расчет и проектирование трасс РРЛ уже затрачены. Кажется, что достаточно «пробить» решение ГКРЧ (за которое, к тому же, не надо платить ни копейки), и эти деньги не пропадут впустую, а начнут приносить прибыль. Но представим, что решение все-таки получено, оборудование выпущено и размещено на складе. Прочтем повнимательнее тот пункт «Плана», где сказано: «Поставка радиорелейной станции NN должна производиться только тем потребителям, которые получат установленным порядком разрешение Главгоссвязьнадзора России на ее приобретение и использование рабочих частот для ее эксплуатации». Итак, кто же купит такую станцию? Кто получит разрешение Главгоссвязьнадзора, которому запрещено их выдавать? Комментарии, как говорится, излишни.

Дальше — больше?

Согласно прогнозам МСЭ, с развитием современных технологий все большим числом пользователей будут востребованы новейшие услуги подвижных радиослужб, в которые помимо передачи речи войдут обеспечение работы с разнообразными компьютерными приложениями и доступ в Internet. Значит, возрастут скорости передачи, а следовательно, и ширина полосы пропускания сигнала. К середине 90-х стало ясно, что для таких служб «полоски» шириной в 230 МГц, определенной решениями ВАКР-92, явно не хватит и что во второй половине следующего десятилетия начнет ощущаться острая нехватка частот. Чтобы этого не произошло, уже сегодня для систем 3-го поколения необходимо найти дополнительные частоты.

В рамках МСЭ специалисты различных стран провели исследования по оценке необходимого спектра и выяснили, что для наземного компонента IMT-2000 кроме определенных в РР требуются еще 160 МГц. Особо подчеркивалось, что дополнительная полоса не должна затрагивать частот, используемых системами 1-го и 2-го поколений. Правда, не стоит забывать, что все расчеты были проделаны для тех географических областей, где системы подвижной связи уже сейчас имеют наибольший трафик. Россия, естественно, в их число не попала.

Всемирная конференция радиосвязи, которая состоится в 2000 г., рассмотрит предложения относительно выделения этих полос. Причем в ее повестке дня отмечается «срочная необходимость определения дополнительных участков спектра для наземной составляющей системы IMT-2000». Конечно, весьма желательно было бы найти глобальную полосу или полосы, величина которых соответствовала бы потребности в дополнительном спектре, однако сделать это крайне трудно, если вообще возможно. Кроме того, все мы настолько разные, что никакой, даже самый лучший, Регламент не сможет учесть всех особенностей национального использования спектра. Давно ясно, что полосы частот, определенные в S5.388, вряд ли будут вскоре отданы на откуп системам 3-го поколения во всем мире, так как в ряде стран участки этих полос уже в течение десятилетий заняты другими радиослужбами.

Революция и эволюция

Сегодня международное сообщество рассматривает два возможных сценария внедрения систем IMT-2000, принципиальные различия которых состоят в концепции выделения для них частотного ресурса. В Европе принят «революционный» сценарий: для систем следующего поколения будут выделены «индивидуальные» полосы радиочастот, чтобы системы различных поколений могли работать автономно. Подход США абсолютно иной, «эволюционный»: там планируется развивать системы 3-го поколения наряду с поддержкой сетей существующих стандартов (GSM, DCS-1800, CDMA, AMPS/ D-AMPS). Американские эксперты считают, что первые постепенно поглотят традиционные системы и превратятся в единые сети связи, которые, в том числе, будут обеспечивать беспроводную телефонную связь (предположительно — стандарта DECT), пейджинговую связь через Internet, а также спутниковую связь. При этом потребность в спектре для IMT-2000 на территории США может быть в значительной степени удовлетворена за счет тех полос, которые сейчас используются существующими подвижными службами.

Перед выбором

Итак, какие же полосы будут рассматриваться МСЭ в качестве кандидатов? Здесь, несмотря на внешний штиль, кипят не меньшие страсти, чем при президентской гонке. И не случайно. Выигрыш на предварительном этапе станет основой будущих доходов как производителей, так и операторов. Очень жаль, что российские компании не до конца осознают, насколько важен данный этап, когда еще можно как-то повлиять на будущее решение или рождающийся стандарт, добиться, чтобы в них учитывались возможности нашей страны.

Посмотрите, как активно участвуют американцы, французы и японцы в деятельности МСЭ и других международных организаций, разрабатывающих стандарты и правила радиосвязи! Какие битвы разгораются практически за каждый децибел в нормах на внеполосные излучения или на плотности потока мощности у поверхности Земли! Вот чему надо бы учиться! Но как только решение принято, оно становится законом. И системы, не поддерживающие его требований, автоматически исключаются из списка соответствующих стандарту или Регламенту радиосвязи. А ведь этот закон не был высечен на скрижалях, он создавался людьми в процессе кропотливой совместной работы.

В настоящее время практически все страны — члены МСЭ признают, что с наибольшей вероятностью спектр для IMT-2000 составят первоначально определенные полосы частот 1885—2025 и 2110—2200 МГц. Многие государства уже начали выводить существующие службы из этих полос и планируют развертывание систем IMT-2000. Кроме того, МСЭ обсуждает необходимость выделения следующих дополнительных участков спектра:

• глобальных полос — как предполагается, они будут использоваться для IMT-2000 во всех странах мира, обеспечивая передачу трафика, «выросшего из возможностей» первоначальных полос частот;
• региональных и субрегиональных полос, предназначенных для передачи дополнительного трафика в тех регионах, которые нуждаются в большей пропускной способности системы, чем другие. В разных странах эти полосы могут быть расположены в различных участках спектра и иметь разную ширину.

В течение нескольких лет эксперты МСЭ внимательно исследовали возможные полосы, отвергая совершенно непригодные. Не повторяя их работу, рассмотрим повнимательнее, «кто живет» в России на тех полосах, которые, вероятнее всего, будут отведены для системы IMT-2000. Из рассмотрения мы исключили только те диапазоны, относительно которых принятие отрицательного решения можно предсказать почти стопроцентно.

470—806 МГц

Согласно РР, эта полоса выделена для радиовещания и сейчас служит в основном для передачи аналоговых телевизионных сигналов. Кроме того, ряд стран планирует развивать в ней цифровое телевизионное вещания.

Правила использования телевизионных каналов гласят, что в одной и той же географической области из-за взаимных помех все возможные каналы применяться не могут — должны оставаться свободные частоты. В ряде регионов свободные каналы задействуются другими радиосредствами (например, в них работают такие маломощные устройства, как радиомикрофоны). В России ситуация несколько сложнее: здесь тоже далеко не все 42 канала (шириной 8 МГц) служат для нужд ТВ-вещания, но открыв «Таблицу распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации» любой поймет, кто использует свободные частоты и почему претендовать на них практически невозможно.

806—960 МГц

Во всем мире этот диапазон распределен для фиксированной, подвижной и радиовещательной служб. В Российской Федерации ситуация осложнена тем, что он интенсивно эксплуатируется радиоэлектронными средствами различного назначения. Приведем неполный, но позволяющий увидеть общую картинку перечень «мест приписки» (см. таблицу).

Наряду с указанным в таблице оборудованием в данном диапазоне работают РЭС передачи сигналов телеметрии и телемеханики о состоянии нефтегазопроводов (отдельные номиналы в пределах полосы 855—1055 МГц). Кроме того, исследуется возможность использования соответствующих полос радиочастот для обеспечения работы общеевропейской системы связи на железных дорогах страны (стандарт GSM-R). Для развития IMT-2000 в диапазоне 800 МГц необходимо вывести из него большинство перечисленных систем, что нереально в разумные сроки — как с технической, так и с финансовой точки зрения.

1700—1885 МГц

Один из наиболее вероятных кандидатов — полоса 1710—1885 МГц, значительная часть которой ныне задействуется некоторыми системами подвижной связи 2-го поколения. Так, для сотовой связи стандарта GSM 1800 выделены диапазоны 1710—1785 МГц (передача сигналов от абонента) и 1805—1880 МГц (передача от базовой станции), а участок полосы 1880—1885 МГц используется системами DECT. Приняты решения о том, что из диапазонов 1710—1785 и 1805—1880 МГц будут выведены малоканальные тропосферные радиорелейные станции, располагающиеся в районах крайнего Севера, Дальнего Востока и Сибири, а также малоканальные РРС прямой видимости различного назначения.

Наиболее предпочтительным для России оказалось бы такое развитие событий, при котором функционирующие в данном диапазоне частот системы 2-го поколения, развиваясь и расширяя набор предоставляемых услуг, постепенно сменялись бы системами 3-го поколения, но продолжали работать в тех же участках спектра. Заметим, что указанная полоса соседствует с диапазоном, определенным ВАКР-92 для IMT-2000.

2520—2670 МГц

По мнению европейских администраций связи, в 2000 г. именно эта полоса частот будет названа МСЭ диапазоном для систем 3-го поколения. Более того, во Франции уже разработан подробный план вывода из нее существующих систем в другие и создан специальный фонд, из которого будут покрываться расходы операторов, чьим радиоэлектронным средством придется «мигрировать по спектру».

Кстати, если предсказание европейских экспертов сбудется, то компаниям, намеренным принять участие в конкурсе на право предоставлять услуги распределения телевизионных программ с помощью оборудования MMDS (2500—2700 МГц), стоит призадуматься. Не окажется ли так, что завтрашний победитель конкурса, заплатив за лицензию, послезавтра будет вынужден уйти с рынка, поскольку лишится частот?

Очевидно, что освобождение любых полос частот потребует определенного времени и, главное, значительных материальных расходов на замену работающего оборудования и исследования по подбору новых частот. Причем реальное состояние российской экономики таково, что, с большой долей вероятности, решения о выведении каких-то систем из «насиженных» диапазонов и перевод их в другие останутся только на бумаге.

Экономические рычаги

На первый взгляд, решить проблему выделения частот для IMT-2000 в нашей стране просто нереально. Но это лишь кажется. Взглянем на данный вопрос с другой стороны — экономической.

Примерно 15—20 лет назад почти во всем мире (а не только в нашем отечестве, как принято считать) исследования, необходимые для освоения новых участков радиочастотного спектра, как правило, финансировались исключительно за счет бюджетов обороны. Следовательно, эти участки и выделялись, при необходимости, для использования военными радиосредствами. И конечно, при разработке таких устройств учитывалось, что они должны соответствовать потребностям военных пользователей в отношении гибкости настройки каналов, ширины полосы радиочастот, устойчивости к глушению и т.п. Кроме того, для них всегда предусматривались свободные каналы, что увеличивало их надежность и позволяло бороться с помехами. Лишь одна задача никогда не ставилась — добиться эффективного использования частотного спектра. Какая уж тут эффективность при постоянном наличии свободных каналов!

Сегодня ситуация иная. Разработка и производство нового радиооборудования ориентированы на общее, гражданское, применение. При этом из-за резкого повышения спроса на услуги связи потребность в спектре увеличилась во много раз и продолжает постоянно расти. Более того, разрыв между нуждами в радиочастотах и доступностью спектральных ресурсов все время увеличивается, особенно в городах.

Согласно общим экономическим законам, в случае превышения потребностей над имеющимися возможностями упорядочить ситуацию можно за счет изменения цен на тот или иной ресурс или увеличения его объема. Поскольку частотный спектр, по природе своей, является ограниченным ресурсом, то руководствоваться данными экономическими положениями напрямую невозможно и приходится полагаться на соображения о целесообразности. При этом, на мой взгляд, первоочередной задачей экономического подхода должно быть максимально эффективное и рациональное использование спектра, а не повышение дохода от его распределения.

Под экономической эффективностью применения любого ресурса, включая спектр, понимают получение максимальной выгоды от его эксплуатации. Некогда был выдвинут тезис, получивший название «Критерия эффективности Парето» (в честь итальянского экономиста Вилфреда Парето), который гласит, что распределение осуществляется эффективно и доход, получаемый обществом, является максимальным, когда невозможно перераспределить подобные ресурсы так, чтобы хотя бы один человек выиграл от этого и никто не проиграл. Применение данного критерия к управлению спектром существенно ограничивает возможности тех, кто это управление реализует. Действительно, всегда найдется как минимум один человек, который проиграет от принятия того или иного решения. Поэтому в большинстве стран используется «Критерий потенциальной оптимальности Парето», в соответствии с которым любое перераспределение ресурсов должно приводить к повышению общественного благосостояния, а следовательно, производиться лишь в том случае, если получаемые преимущества компенсируют неизбежную долю проигрыша и если в результате можно будет получать более высокие доходы, чем прежде.

Однако, повторюсь, извлечение максимальных доходов не должно быть самоцелью. В вопросах выделения частотных ресурсов почти нельзя отрываться от международных рекомендаций по распределению спектра, поэтому сегодняшние выгоды способны завтра обернуться существенными неприятностями. Например, американцы, продав часть спектра и получив в бюджет миллиарды долларов, теперь ломают голову, как повернуть обратно. По их законам, заплатив за полосу частот, ты можешь делать в ней все (или почти все) что хочешь, а администрация не имеет власти что-либо изменить.

Что делать с ценами в России, не знает никто. Тем не менее хотелось бы, чтобы и в нашей стране проблемы вывода существующих систем из каких-либо полос частот решались на экономической основе в соответствии с «Критерием потенциальной оптимальности Парето». Возможно, это помогло бы нам не только при внедрении систем IMT-2000, но и при реализации других, более «близких», задач.

ОБ АВТОРЕ

Лия ВЛАДИМИРОВА — независимый автор, с ней можно связаться по адресу nets@networld.ru (Владимировой).