2013-10-21 Аналитическая записка

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],
1
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 волоконнооптических 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
2
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.
3
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.
4
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
1. Николай Хижняк. Мировая средняя скорость Интернета теперь составляет более 3
Мбит/с. [Электронный ресурс]: Hi-Tech news / - http://hi-news.ru/businessanalitics/mirovaya-srednyaya-skorost-interneta-teper-sostavlyaet-bolee-3-mbits.html свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
2. Household Download Index [Электронный ресурс]: Net Index / http://www.netindex.com/download/allcountries/ - свободный - Загл. с экрана - Англ.
яз.
3. Аналитический обзор «Развитие магистральных цифровых сетей связи в РФ в 20102012 гг.», ЗАО «Современные телекоммуникации» 2012 г. - [Электронный ресурс]:
http://www.modetel.ru/content/view/4564/1/ - Загл. с экрана - Рус. яз.
4. ТОП-10 крупнейших в России магистральных сетей на декабрь 2011 года //
Стандарт: журнал. — 2011. — № 12 (107). - С. 54.
5. 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_s
etey_svyazi_v_2011_g_prevysila_79_tys_km_499754 - свободный - Загл. с экрана Рус. яз.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. Махровский О.В. Широкополосный доступ: реалии и перспективы // Век качества
№2 2011 г. с. 32-35. Издательство НИИ экономики связи и информатики
"Интерэкомс".
10. Дополненная реальность, [Электронный ресурс]:
http://habrahabr.ru/hub/augmented_reality/ - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
11. Что такое дополненная реальность? Электронный ресурс]: ARNext.ru / http://arnext.ru/dopolnennaya-realnost - свободный - Загл. с экрана - Рус. яз.
12. Отчет «Глобальный индекс развития облачных технологий в период с 2010 по 2015
год» [Электронный ресурс]:
5
http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2011/113011.html - свободный - Загл.
с экрана - Рус. яз.
13. 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.
14. 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.
15. 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
16. 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
17. Системы оптического доступа следующего поколения // Век качества №6 2011 г. с.
46-47. Издательство НИИ экономики связи и информатики "Интерэкомс".
6