Новые технологии NSN для сетей с поддержкой VoLTE

В настоящее время Россия ведет активное развертывание сетей 4G LTE. Однако если рассматривать текущую ситуацию с точки зрения потребляемых услуг, то согласно исследованию компании Informa Telecoms & Media, до сих пор в мире продолжают доминировать услуги поколения сетей 2G – именно они составляют максимальную долю в доходах операторов. Согласно проведенному опросу, уровень проникновение терминальных устройств, готовых для работы в сетях 3G, составляет сегодня около 30% в мире. Ситуация в России приблизительно соответствует мировым трендам.

Переход на новые технологии зависит прежде всего от смены парка применяемого оборудования. Поэтому для перехода к эксплуатации сетей LTE необходимо как минимум насыщение рынка продажами соответствующего клиентского оборудования, а также оснащение операторов функция эффективного управления этих устройств с учетом новых потребляемых услуг.

Лидия Варукина, эксперт по радиотехнологиям NSN

Как рассказала Лидия Варукина, эксперт по радиотехнологиям NSN, пик продаж абонентского оборудования, поддерживающего новую технологию, обычно приходится, согласно статистике, только через 18-20 лет после первого запуска в сети. В качестве примера она привела историю развития аналоговых систем сотовой связи – NMT-450 или AMPS. Пик продаж терминалов этого типа пришелся на начало 2000 гг., тогда как первые модели устройств появились в 1980-х гг. Аналогичные примеры можно привести для продаж GSM-оборудования: их пик продаж приешлся на 2008-2009 гг., тогда как первые GSM-терминалы появились на рынке в начале 1990-х гг.

Если опираться на приведенную статистику, то можно сделать вывод, что всеобщий переход клиентов к сетям 3G произойдет только к 2018-2020 гг. Именно в этот период, как считает Лидия Варукина, произойдет глобальная смена типа потребления услуг, предоставляемых сетевыми операторами.

«Cмартфоны меняют ожидания людей в отношении услуг мобильной связи, а также требуют изменения подхода операторов к созданию мобильных сетей. До недавнего времени люди пользовались услугами мобильной широкополосной связи, получая новые впечатления и обогащая свой жизненный опыт. В будущем сети и устройства будут "учиться" у пользователей развиваться и адаптироваться к их образу жизни, – считает Кристина Тихонова, глава региона Восток в NSN.

Переход от услуг коммутации каналов к пакетной передаче качественно изменит отношение пользователей к уровню предоставляемого им качества услуги голоса. При ныне применяемой технологии коммутации каналов операторы уделяют основное внимание на решение задач по выделению канальных ресурсов для достижения гарантированного качества в обслуживании абонентов. Управление сетью связано с решением задачи по активному перераспределению каналов с учетом объема поступающих клиентских запросов.

При пакетной коммутации система управления сетью меняется. С одной стороны, она становится проще, потому что в работе постоянно задействованы все доступные канальные ресурсы. Однако основное внимание оператора будет уделяться вопросам создания эффективной управления нагрузкой при передаче трафика по сетям.

Прогноз развития технологий в сетях сотовой связи

Голос в IP-сетях

OTT VoIP

Как отметила Лидия Варукина, передача голосового трафика VoIP в мобильных IP-сетях может быть организована по-разному. Первый вариант организации передачи голосового трафика - OTT VoIP (Over The Top).

Этот вид характерен для наложенных сервисов, когда независимые компании размещают свои серверы поддержки передачи IP-голоса в Интернете и самостоятельно предоставляют услуги голосовой связи с использованием ресурсов сети Интернет. Среди нынешних провайдеров услуг такого типа можно назвать Skype, Viber, MobileVoIP и другие. Таких компаний уже очень много - только для платформы iPhone существует свыше 300 операторов, готовых предоставлять услуги подобного рода.

Однако в реальности, как отмечает Варукина, применение клиентами услуги OTT VoIP для передачи данных в реальном времени сопряжено с рядом существенных недостатков. Прежде всего они выражаются в существовании задержек, связанных с необходимостью диспетчеризации ресурсов на стороне оператора связи. Как правило обработка трафика OTT VoIP выполняется с низким приоритетом, что вызывает задержки и пропадание пакетов. Другая проблема OTT VoIP – это невысокая скорость передачи данных, что особенно сильно проявляется при перегрузках сети, когда к ней подключено большое число абонентов или наблюдается высокая зашумленность сигнала.
Третья проблема OTT VoIP – это наличие избыточной служебной информации, которую необходимо передавать через заголовки пакетов. Они значительно снижают эффективность передачи, учитывая, что длина голосовых пакетов небольшая. Так при использовании кодека AMR размер голосовой части пакета составляет 244 бит, а размер заголовка – 320 бит, т.е. 57% от его общей длины.

Варианты передачи голоса в IP-сетях

RCS VoIP

Повышение эффективности передачи голосового трафика в IP-сетях можно ожидать, когда оператор мобильной связи размещает в своем программном ядре функции поддержки VoIP. В этом случае клиенты получают от оператора решение по расширению услуг связи (RCS – Rich Communication Suite). Как правило это связано с возможностью удобно делиться информацией о повседневных занятиях и ярких событиях, создавая эффект личного присутствия.

Хотя перенастройка приоритетов в обслуживании голосового трафика позволяет повысить качество передачи голоса в сети, она не устраняет дополнительные расходы, которые должэен нести оператор, работая по старой технологии. В итоге эффективность передачи голоса при таком виде передачи получается недостаточно высокой, в сравнении с тем, что удается достичь в сетях LTE.

VoLTE

Принципиальное отличие передачи голоса в сетях LTE (VoLTE) от прежних технологий состоит в том, что этот вид трафика является естественным для данной технологии. С точки зрения юзабилити у пользователей не возникает проблем, как начать разговор: он выполняет те же действия со смартфоном, которые совершает при звонке в сетях 2G/3G. Для пользователей это гораздо удобней, чем подсоединяться через прикладную программу, как это делается для обычного VoIP.

В настоящее время технология VoLTE продолжает развиваться. Так, если первые телефоны с поддержкой VoLTE потребляли электроэнергии в два раза больше по сравнению с обычными телефоном 2G/3G, то новые модели телефонов VoLTE потребляют электроэнергии только на 20% больше, чем обычные телефоны.

Переход на VoLTE знаменует собой также существенное снижение размера служебной информации (заголовков), передаваемых в пакетах голосового трафика. За счет контроля избыточности передаваемых данных размер заголовков при передаче VoIP+RoHC составляет всего 9% от общего размера пакета (напомним, что , что при передаче голоса через VoIP-программы он составляет 57% общей длины пакета).
Оптимизация трафика VoLTE позволяет также повысить радиус радиопокрытия базовой станции, обеспечивая дальность ее действия даже выше той, которую дает технология GSM. Увеличивается также эффективная площадь соты, что позволяет более ровно покрывать территорию.

Технологические достижения VoLTE позволяют также поднять частотную емкость голосового трафика. В LTE она в два раза выше по сравнению с передачей голоса в сетях HSPA (3G) и более чем в 6 раз выше, чем при GSM-передаче.

Сравнение радиопокрытия в диапазоне частот 1800 МГц

Прогнозы

По мнению NSN, в настоящее время операторам мобильной связи следует обратить внимание на подготовку своих сетей к росту IP-трафика. Сигналом для этого стало известие о том, что рынок мобильных устройств достиг в 2013 году очередного важного рубежа: в I квартале 2013 года мировые объемы продаж смартфонов впервые превысили объемы продаж обычных телефонов.

Кроме того, согласно прогнозам NSN, к концу 2017 года в России будет находиться в работе в 10 раз больше планшетных компьютеров, чем наблюдается на сегодняшний день. В результате объем суммарного трафика, создаваемого смартфонами и планшетами для  мобильной передачи данных, вырастет в пять раз.

Решения NSN

Для решения предстоящих задач компанией NSN был разработан ряд новых решений и услуг, которые закладывают основу для дальнейшего развития операторских сетей и систем их управления. В рамках прошедших в Москве Дней инноваций компания NSN продемонстрировала российским операторам ряд решений. Например, это функция агрегации несущих в сети LTE-Advanced, которая позволяет поднять пропускную способность сети до скорости 150 Мбит/с.

Решение NSN для повышения емкости операторской сети

Среди других представленных решений NSN можно назвать следующие:

• интеллектуальный планировщик LTE Smart Scheduler, позволяющий увеличить емкость сот;
• функция обеспечения безопасности в сети радиодоступа и опорной сети LTE;
• функция балансировки нагрузки в сетях TDD-FDD LTE, служащая для повышения эффективности использования сот и улучшения качества обслуживания пользователей;
• технология Liquid Applications, позволяющая качественно изменить роль базовых станций в сетях мобильной связи;
• модель авторизованного общего доступа (Authorized Shared Access), открывающая доступ к совместному использованию спектра несколькими службами.