Технологии доступа к широкополосным мультимедийным услугам
Введение
Основными мультимедийными широкополосными услугами в настоящее время являются: получение и передача данных, звука, видеоизображения. Направление развития номенклатуры и качества данных услуг лежит в области комплексного их предоставления через единую инфраструктуру.
Технологии доступа к широкополосным мультимедийным услугам включают в себя развитие программного обеспечения, технологий и инфраструктуры доступа.
Общими трендами, которые выделяются в процессе анализа отрасли, являются:
Увеличение пропускной способности сетей.
Расширение мультимедийного контента и спектра предоставляемых пользователям услуг.
Решение проблемы перегрузки мобильных (беспроводных) сетей, перераспределение нагрузки между проводными и беспроводными сегментами.
Построение новых сетей в регионах со сложными климатическими условиями на основе беспроводных технологий.
Приоритетное развитие инфраструктуры в регионах и странах с высоким платежеспособным спросом.
Увеличение помехоустойчивости, пропускной способности, скорости передачи, мультисервисности сетей.
Поиск путей увеличения экономической эффективности бизнеса, основанного на передаче данных.
Широкополосные мультимедийные услуги и доступ к ним являются важным инструментом удовлетворения потребностей массового потребителя (населения), участвуют в системе дистанционного образования, медицине, управлении сложными распределенными системами.
Современные тенденции требуют сокращения транзакционных издержек на общение, организацию деятельности групп и различных процессов. Развитие технологий доступа к широкополосным мультимедийным услугам существенно способствует решению данных задач.
Пользователями широкополосных мультимедийных услуг являются население (домашние хозяйства), государственные и частные учреждения.
Текущее состояние технологии (2012-2013 гг.)
За последние 10 лет, начиная с 2000-х годов, технологии широкополосного доступа в сеть интернет и к мультимедийным услугам совершили качественный скачок в своем развитии. Рост скорости доступа и обмена данными происходил лавинообразно.
Так, за 2012 год среднемировая скорость доступа возросла с 2.9 Мбит/с до 3.1 Мбит/c (годовой рост около 17%) [1]. Согласно отчету компании Akamai происходит также значительное увеличение мобильного трафика по всему миру, однако средняя скорость соединения варьируется от 0.4 Мбит/с до 8.6 Мбит/с и составляет около 1 Мбит/с. Лидирующими странами по скорости и качеству соединения являются Япония, Гонконг и страны Юго-Восточной Азии. Россия в списке стран с лучшими характеристиками Интернета не значится. Согласно статистике сайта Net Index [2], который сравнивает и ранжирует скорости загрузки данных потребителями по всему миру, Россия занимает 31 место (из 186) со средней скоростью 20.19 Мбит/c.
В России по состоянию на 2011 г. [3] действует один традиционный магистральный оператор магистральных цифровых сетей связи (ОАО Ростелеком), двенадцать альтернативных операторов (в том числе ОАО Мегафон, ОАО МТС, ОАО Вымпелком и т.д.), три ведомственных оператора. Общая длина сетей составляет около 1 млн. км. [4].
В среднем ежегодно в России строится около 70 тыс. км новых волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) [5]. Объем выручки трех компаний лидеров от деятельности, связанной со строительством сетей связи в 2011 г. составил 20,65 млрд. рублей. Основные технологии домашнего кабельного ШПД – ADSL, FTTB, FTTH, DOCSIS и MetroEthernet.
Развитие мировых мобильных технологий передачи данный опережает уровень развития в России. На мировом уровне получили свое распространения такие стандарты передачи данных как CDMA2000 EV-DO, HSPA, LTE, Mobile WiMAX, TD-SCDMA. Российские технологии обеспечивают массовый доступ на уровне устаревших технологий GSM/EDGE, а сети LTE и WiMAX имеют слабое распространение.
Согласно прогнозу компании Ericsson [6] к 2018 г. мировой трафик данных увеличится в 12 раз. Основными причинами данного скачка является увеличение объемов доступного контента (в основном передача видеоконтента высокой четкости) и рост скорости передачи данных в мобильных сетях по мере развития технологий HSPA и LTE.
Уже в настоящее время происходит ускоренное развитие мобильного широкополосного доступа по сравнению с традиционным проводным.
По статистическим данным [7], за период 2012-2013 г. объем мирового мобильного трафика данных увеличился в два раза, а общее количество подключений к сетям мобильного широкополосного доступа составило около 1.8 млрд. (45% годовой рост)
Основные компоненты технологического оборудования российских сетей импортные.
Тенденции развития на краткосрочную перспективу (2014-2020 гг.)
В краткосрочной перспективе скорость развития технологий доступа к широкополосным мультимедийным услугам прогнозируется на высоком и ускоряющемся уровне.
Развитие инфраструктуры сетей доступа, сервисов дополненной реальности, распределенных вычислений, технологий получения качественного аудио и видеосигнала, облачных технологий и сервисов будут являться драйвером развития.
Основным трендом развития в краткосрочной перспективе является дальнейшее ускоренное развитие беспроводных сетей передачи данных, рост зон покрытия, скорости, снижение себестоимости оборудования.
Так, согласно прогнозу ABI Research [8] 4G-сети опередят 3G по объему переданного трафика. В ближайшие пять лет поток данных в сетях 4G будет увеличиваться в среднем на 82,2% в год и в 2018 году превысит 100 эксабайт. При этом доля интернет-серфинга в общем объеме трафика достигнет 27%.
Прогнозируется дальнейшее развитие технологий проводного широкополосного доступа для конечных потребителей, особенно DOCSIS, позволяющей увеличить скорость до 400 Мбит/c и более [9].
Основными факторами, влияющими на внедрение технологий, становится экономическая эффективность, скорость развертывание сети, совместимость оборудования с существующими сетями, готовность производителей поставлять оборудование, удовлетворяющее новым стандартам.
Темпы развития технологий доступа напрямую зависят от роста объема трафика информации, передаваемой в сетях. В случае разработки инновационных алгоритмов сжатия, кодирования и раскодирования информации темпы разработки и внедрения инноваций в отрасли могут снизиться для ускорения окупаемости текущих проектов.
Ввиду отсталого положения промышленности, перспектива массового внедрения российских технологий в производство коммуникационного оборудования крайне невелика. Однако есть хороший потенциал в области создания программного обеспечения по управлению оборудованием и сетями.
Имеющийся кадровый потенциал в сочетании с низкой стоимостью рабочей силы и инфраструктурными изменениями в данном направлении со стороны государства позволяют поддерживать высокий уровень разработок в области программного обеспечения.
Драйвером развития технологий может выступать оборонный заказ в рамках поддержания уровня национальной безопасности.
Распространение технологий и продуктов дополненной реальности будет повышать требования к инфраструктуре доступа к различным сервисам [10]. Данные технологии позволяют, совмещать виртуальный материал и окружающую действительность. По оценкам экспертов мировой рынок дополненной реальности к 2016 г. оценивается около 6 млрд. долл. США [11], а к 2020 г. будет насчитывать около 1 млрд. потребителей.
Развитие «облачных» технологий также повысит требования к инфраструктуре доступа и будет генерировать дополнительный трафик в сетях. По оценкам экспертов Cisco произойдет 4-х кратный рост глобального трафика по сравнению с 2010 г. [12].
По данным агентства Forrest Research к 2020 г. объем мирового рынка облачных технологий составит около 240 млрд. долл. США, в России объем ранка «облачный» вычислений к 2016 г. может составить около 5 млрд. долл. США [16].
Дополнительным драйвером развития технологий доступа к мультимедийным услугам является развитие технологий распределенных вычислений и суперЭВМ. Данные технологии позволяют формулировать и решать актуальные задачи имитационного моделирования и обработки данных в сжатые сроки, однако требует эффективных каналов связи. Разработки в области лазерной физики (в том числе с учетом исследований и разработок научных институтов РАН) позволят заложить основы для дальнейшего развития технологий сверхдальней волоконно-оптической связи [13].
Тенденции развития на долгосрочную перспективу (2020-2030 гг.)
Характер и скорость изменений в технологиях доступа к широкополосным мультимедийным услугам за период с начала 2000-х годов показывают бурное развитие данного направления. Поэтому прогнозирование на краткосрочную перспективу возможно, в то время как на долгосрочную - является более затруднительным.
С учетом прогнозируемого дальнейшего развития и внедрения дополнительных информационных и визуальных потоков в повседневную жизнь, разработки новых стандартов передачи данных, продолжится тенденция к развитию технологий доступа в сторону увеличения пропускной способности и географической доступности.
Предел развития технологий доступа к мультимедийным услугам в настоящее время не определяется.
Учитывая тенденцию к дальнейшему развитию технологий высокой четкости HDTV, многоканального Интернет-телевидения IPTV, IP-телефонии, других сервисов, требующих высокой скорости получения и обмена данными, прогнозируется, что пропускной способности оптических сетей инфраструктуры PON (пассивная оптическая сеть) технологии FTTH в 10 Гбит/c будет достаточно. Исследования и разработки в данном направлении уже ведутся [17].
Тенденции к снижению объема передаваемых данных не прослеживается, т.е. кардинальной смены парадигмы развития не прогнозируется.
В рассматриваемый период получат распространения беспроводные технологии
5-G передачи данных, которые обеспечат потребности населения по доступу к контенту и электронным услугам, требующих высокой пропускной способности сети. Инвестиции в start-up компании целесообразно выполнять уже в настоящее время для увеличения эффективности инвестиций, т.к. исследования находятся на начальном этапе даже в мировом масштабе [15].
В России произойдет переход информационных мощностей государственных и бизнес-порталов в «облачную» структуру, что поставит решение проблем конфиденциальности и безопасности информации на первый план. [16].
Выполняемые программы исследований Российской академии наук и полученные научные и прикладные результаты в области лазерных технологий, приборостроения, методов математического моделирования способны оказать влияние на развитие направления в отдаленной перспективе.
Полученные ранее научные заделы позволят создать и развивать отечественные суперкомпьютерные технологии (на основе классических и компактных суперкомпьютеров терафлопсного класса, твердотельных квантовых суперкомпьютеров, соответствующего программного обеспечения для компьютерного моделирования процессов) которые, для своей эффективной работы, потребуют устойчивые, высокопроизводительные каналы связи [14].
Выводы
Технологическое отставание России в ближайшей перспективе непреодолимо. Потенциальная ниша, которую можно занять, – это разработка отдельных технологических решений (возможно по заказу компаний-лидеров телекоммуникационной отрасли), которые будут встраиваться в разрабатываемые другими технологии, разработка программного обеспечения, обеспечивающего доступ и функционал мультимедийных сервисов.
Приоритетным направлением финансирования деятельности в области доступа к мультимедийным услугам является подготовка квалифицированного персонала для системного программирования и разработки программного обеспечения.
Другой составляющей успешного развития направления, основанного на разработке и создании программного обеспечения, является постановка конкретных задач и применение полученных результатов в различных отраслях.
Прогноз эффекта от НИОКР видится затруднительным и зависит от степени успеха процесса встраивания разработок (в том числе программных продуктов) в технологические цепочки компаний лидеров в данной области.
Продолжение финансирования профильных программ фундаментальных исследований Российской академии наук, способно, в отдаленной перспективе, оказать существенное влияние на развитие направления и технологий.
Достигнутые в настоящее время научные и практические результаты позволяют заложить технологическую основу каналов связи с улучшенной пропускной способностью, основу дальнейших шагов по внедрению результатов вычислений на суперкомпьютерах для практической реализации проектов в ведущих отраслях экономики страны.
Для получения научных и прикладных результатов мирового уровня в прогнозном периоде необходимо осуществлять инвестиции в фундаментальные исследования уже в настоящее время из-за специфики фундаментальных исследований и необходимого временного периода для создания технологий на основе научных достижений.
Список источников
Николай Хижняк. Мировая средняя скорость Интернета теперь составляет более 3 Мбит/с. [Электронный ресурс]: Hi-Tech news / - http://hi-news.ru/business-analitics/mirovaya-srednyaya-skorost-interneta-teper-sostavlyaet-bolee-3-mbits.html - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Household Download Index [Электронный ресурс]: Net Index / - http://www.netindex.com/download/allcountries/ - свободный - Загл. с экрана - Англ. яз.
Аналитический обзор «Развитие магистральных цифровых сетей связи в РФ в 2010-2012 гг.», ЗАО «Современные телекоммуникации» 2012 г. - [Электронный ресурс]: http://www.modetel.ru/content/view/4564/1/ - Загл. с экрана - Рус. яз.
ТОП-10 крупнейших в России магистральных сетей на декабрь 2011 года // Стандарт: журнал. — 2011. — № 12 (107). - С. 54.
Россия: общая протяженность построенных сетей связи в 2011 г. превысила 79 тыс. км. [Электронный ресурс]: Издание о высоких технологиях C-news / - http://www.cnews.ru/news/2012/08/17/rossiya_obshhaya_protyazhennost_postroennyh_setey_svyazi_v_2011_g_prevysila_79_tys_km_499754 - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Отчет о состоянии рынка мобильного ШПД [Электронный ресурс]: Информационно-аналитическое агентство Сотовик.ру / - http://www.sotovik.ru/news/218417-otchet-o-sostojanii-rinka-mobilnogo-shpd.html - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Ericsson Mobility Report «On The Pulse Of The Networked Society», August 2013, [Электронный ресурс]: http://www.ericsson.com/res/docs/2013/emr-august-2013.pdf - свободный - Загл. с экрана - Англ. яз.
В 2016 году 4G-сети опередят 3G по объему переданного трафика, [Электронный ресурс]: http://www.dailycomm.ru/m/24366/ свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Махровский О.В. Широкополосный доступ: реалии и перспективы // Век качества №2 2011 г. с. 32-35. Издательство НИИ экономики связи и информатики "Интерэкомс".
Дополненная реальность, [Электронный ресурс]: http://habrahabr.ru/hub/augmented_reality/ - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Что такое дополненная реальность? Электронный ресурс]: ARNext.ru / - http://arnext.ru/dopolnennaya-realnost - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Отчет «Глобальный индекс развития облачных технологий в период с 2010 по 2015 год» [Электронный ресурс]: http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2011/113011.html - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Асеев А.Л. «О работе сибирского отделения РАН в 2010 году и задачах на 2011 г. », Газета Наука в Сибири №17 2011 г. [Электронный ресурс]: http://www.nsc.ru/HBC/article.phtml?nid=589&id=4 - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Отчетный доклад Президиума РАН «Научные достижения Российской академии наук в 2012 г.», Москва, 2013 г., 616 с. [Электронный ресурс]: http://www.ras.ru/FStorage/Download.aspx?id=97cfff27-6174-4c69-a50a-17f0dfbb2b4e - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
Suvarna Patil, Vipin Patil, .Pallavi Bhat. A Review on 5G Technology. International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT), Volume 1, Issue 1,January 2012
Павел Лентяев. Облачные технологии в России могут быть узаконены. [Электронный ресурс]: Национальный экономический портал. http://www.neprussia.ru/news/maximum/1529, - свободный - Загл. с экрана - Рус. Яз
Системы оптического доступа следующего поколения // Век качества №6 2011 г. с. 46-47. Издательство НИИ экономики связи и информатики "Интерэкомс".
|
