CC BY
16ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ РЕШЕНИЯ ЦИФРОВИЗАЦИИ АБОНЕНСТКОГО ДОСТУПА НА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ
Белов Ю.Н., Андрияш А.В.
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный университет», г. Краснодар
Аннотация
В статье проанализированы проблемы цифрового неравенства в России и их негативное влияние на общество. Рассмотрен реализуемый в России с 2021 года проект УЦН 2.0, который устраняет главную проблему цифрового неравенства - отсутствие в малонаселённых пунктах доступа к Интернету.
Ключевые слова: волоконно-оптическая линия связи, маршрутизаторы, коммутаторы, базовая станция, радиорелейная связь, топология.
Введение
В век развития информационных технологий и глобализации наличие интернета в каждом доме является приоритетной задачей. В интернете люди обращаются к информационным ресурсам, отдыхают на развлекательных платформах, общаются с другими людьми, которые находятся очень далеко от них, пользуются порталом госуслуг, телемедициной, коммерческими сервисами и многим другим. Но, к сожалению, далеко не у каждого имеются такие возможности, так как до сих пор существует большое количество населенных пунктов, не имеющих высокоскоростного подключения к сети Интернет. Данный факт порождает целый комплекс негативных последствий для страны.
Различные темпы развития и уровень использования цифровых технологий порождают новые формы бедности и отчуждения, а также воспроизводят существующие неравенства и социальные разногласия. По мнению Б. Вессельс [1], именно использование цифровых технологий в
социальных отношениях порождает неравенство, так как включенность в цифровые сети имеет большое значение для возможности людей участвовать в экономической, политической, социальной и культурной жизни.
Проблемы и пути решения цифрового неравенства
Среди основных причин цифрового неравенства регионов России можно выделить следующие:
- неоднородность проникновения Интернета в городах, деревнях, местах традиционного проживания коренных малочисленных народов России. Это является основной причиной цифрового неравенства.
- отсутствие программ по повышению цифровой грамотности населения в регионах;
- высокий уровень социального расслоения населения;
- площадь территории (свыше 17 млн. кв. км) и сложность климатических условий;
- неравномерность экономического и технологического развития регионов;
- стоимость доступа в Интернет. Так, например, по данным на декабрь 2020 года, наиболее доступный тариф Ростелекома для домашнего Интернета со скоростью 100 Мбит/сек в Москве стоит 390 руб/месяц, в то время как тариф с аналогичным пакетом Интернета в Якутске стоит уже 950 руб/месяц [2].
Из всех перечисленных выше факторов, не позволяющих устранить цифровое неравенство в России, на сегодняшний день очевидным просматривается путь устранения первых двух.
Решением главной причины цифрового неравенства можно назвать организацию универсальных услуг связи (УУС), которые обеспечивают доступность минимального набора услуг для всех граждан страны. В России понятие «универсальные услуги связи» закреплено Федеральным законом «О связи», принятым в 2003 году [3].
Проект устранения цифрового неравенства реализуется в рамках федерального проекта «Информационная инфраструктура» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» начиная с 2014 года. Целью проекта является создание в рамках муниципального района сети доступа (СД), состоящей из одной или нескольких базовых станций, которая предоставляет возможность жителям малонаселённых пунктов (с численностью населения от 100 до 500 жителей) иметь доступ в Интернет.
Зоновые сети обеспечивают связь между компонентами сети оператора связи в масштабах края или области.
Основными сегментами инфраструктуры зоновой сети являются:
- доступ, элементами которого являются коммутаторы;
- агрегация, элементами которого являются маршрутизаторы;
- ядро, элементами которого являются высокопроизводительные маршрутизаторы.
На рис. 1 представлена структура сети от БС до её контроллеров.
Рисунок 1 - Структурная схема сети доступа в Интернет по технологии LTE,
используемая для проекта УЦН 2.0
Сегменты доступа и агрегации могут представлять собой комбинацию нескольких различных топологий, в зависимости от масштаба и потребностей в отказоустойчивости отдельного сегмента. Наиболее распространёнными являются топологии звезда, кольцо и шина. Базовой топологией сети, обычно, является звезда с элементами, перерастающая в
неполносвязную топологию с применением колец, где это возможно, для резервирования и увеличения надёжности сети [4].
Сегмент доступа простирается от базовой станции до ближайшего маршрутизатора. Пакеты в сегменте доступа передаются на основе адресации канального уровня, в современных сетях - технологии Ethernet. Операторы устанавливают на своих площадках Ethernet коммутаторы, чтобы подключить к сети не только базовую станцию, но и другое своё оборудование, к примеру, кондиционеры и стойки электропитания, либо чужое оборудование, к примеру, другого оператора или различных клиентов, для предоставления им какой-либо услуги.
Обычно, множество узлов доступа подключаются к узлу агрегации единственным соединением, тем самым образуя с ним топологию «звезда». В северной части России распространены случаи, когда БС включается в ближайший маршрутизатор посредством нескольких радиорелейных линий. Такие включения представляют топоголию «шина». Исходя из возможности и целесообразности, операторы организовывают дополнительные соединения для создания резерва, образую топологию «кольцо». Часто используемые конфигурации сегмента доступа изображены на рис. 2. БС чаще всего подключаются к ближайшему маршрутизатору (узлу связи) через РРЛ или с помощью ВОЛС через коммутатор или напрямую. Прокладка ОК осуществляется в кабельной канализации, в грунте или подвесом его на опоре.
ВОЛС имеют ряд преимуществ перед РРЛ, основными из них являются:
- Надежная связь, не зависящая от погодных условий.
- Скорость передачи ограничивает только используемое в сети оборудование, меняя которое, можно увеличивать скорость передачи данных. Пропускная способность РРЛ в настоящий момент может составлять от десятков Мбит/c до 10 Гбит/c. Однако, на текущий момент, в большинстве случаев, не достигает и 1 Гбит/c из-за низкой полосы пропускания в
традиционных диапазонах частот и новизне оборудования, работающем в нелицензируемом диапазоне частот.
Рисунок 2 - Варианты конфигурации сегмента доступа
1- Маршрутизатор;
2- РРЛ оборудование;
3- Беспроводное соединение;
4- Опциональный элемент, название заключено в фигуре;
5- Коммутатор;
6- Проводное соединение.
ВОЛС могут обеспечивать абонентам актуальную скоростью интернета на много лет вперёд. Важно отметить, что проектирование и выполнение строительно-монтажных работ ВОЛС являются более затратными нежели для РРЛ, если не рассматриваются линии небольшой протяжённостью, где стоимость затрат на ВОЛС сопоставимы с РРЛ.
Однако, в России не везде можно и целесообразно прокладывать ВОЛС, особенно в Северной её части, поэтому в каждом конкретном случае изучают все возможные способы строительства и модернизации сети и выбирают тот, который является оптимальным.
Для линий связи где будет использоваться ОК строительство новой кабельной канализации является финансово очень затратным, а прокладку ОК в грунт не везде можно и легко осуществить. В таких случаях ОК будет подвешен на опоры ЛЭП. Схема установления муфты на опоре показана на рис. 3.
1 - муфта;
2 - кронштейн для крепления муфты;
3 - магистральный оптический кабель;
4 - распределительный оптический кабель;
5 - устройство для подвески муфты и запаса кабеля;
6 - узел крепления;
7 - талпен, устройство для фиксации и выбора оптимальной слабины; 8 - промежуточное звено, штанга ушко-ушко;
9 - спиральный натяжной зажим;
06
Рисунок 3 - Схема установки муфты на опоре ЛЭП
10 - запас оптического кабеля;
11 - ленточный хомут.
В сегменте доступа, обычно, преобладают радиорелейные линии, поскольку в этом сегменте необходимы наименьшие, по сравнению с другими сегментами, значения пропускной способности и преобладают большие расстояния между оборудованием.
Проблемы недостаточной пропускной способности в сегменте доступа являются, обычно, менее приоритетными, чем в других сегментах, потому что оказывают наименьшее влияние на сеть.
Чаще всего радиорелейное оборудование, основные элементы которого показаны на рис. 4, устанавливают на антенно-мачтовых сооружениях (АМС).
Самый распространённый вид радиорелейного оборудования состоит из следующих элементов:
- внутренний блок (IDU), устанавливаемый в помещении в непосредственной близости от телекоммуникационного оборудования. Внутренний блок отвечает за питание, мультиплексирование, модулирование сигнала, коммутирование, передачу данных в сеть LAN;
- внешний блок (ODU), преобразующего частоту сигнала из служебной в частоту, на которой будет вестись передача, и обратно, усиление мощности передатчика при необходимости и т. д.;
- приемо-передающей антенны.
Рисунок 4 - Основные элементы радиорелейного оборудования
Здесь стоит уточнить, что производители по-разному распределяют функционал между внутренним и наружным блоками, вплоть до того, что внутреннему модулю могут остаться только функции питания, защиты и подключения к LAN-сети, а большая часть активного функционала передается во внешний блок.
Внешний и внутренний блоки соединяются коаксиальным кабелем, антенна и внешний модуль могут соединяться непосредственно или также с помощью кабеля. Одним из очевидных недостатков такой конструкции является кабельное соединение, приводящее к потерям на пути от передатчика к антенне, а также двойное преобразование сигнала с частоты на частоту [5].
В рассматриваемом проекте базовые станции планируется подключать преимущественно волоконно-оптическими кабелями связи, что обеспечит передачу данных на высокой скорости, а также позволит существенно увеличить охват населенных пунктов страны цифровой инфраструктурой. Базовые станции будут в том числе использовать диапазон радиочастот 2
300-2 400 МГц, что обеспечит высокую скорость мобильной передачи данных.
В коммерческих целях строительство инфраструктуры в небольших населённых пунктах для операторов сотовой связи не выгодно из-за низкой плотности проживания людей. Однако, благодаря реализации проектов, принятых Правительством РФ, строится разветвлённая инфраструктура, которая станет фундаментом для дальнейшего цифрового развития территорий и обеспечит возможность жителям пользоваться порталом госуслуг, телемедициной, коммерческими сервисами и в целом иметь те же возможности что и городские жители. Поэтому проект имеет большую социальную значимость для России.
Распоряжением Правительства РФ от 26 марта 2014 года № 437-р обязанности по оказанию универсальных услуг связи возложены на ПАО «Ростелеком» — единственного оператора связи, занимающего существенное положение в сети связи общего пользования на территории не менее чем две трети субъектов РФ [6].
Первый этап устранения цифрового неравенства сменил второй этап УЦН 2.0, который стартовал в апреле 2021 года. Всего до конца 2030 года «Ростелеком» охватит мобильной связью более чем 24 тысячи сел, деревень, станиц и поселков во всех регионах России. Например, на Юге России проект охватит 2 428 населенных пунктов [7].
Заключение
На сегодняшний день устраняется основная причина цифрового неравенства - предоставляется доступ в Интернет по технологии LTE малонаселенным пунктам (с численностью населения от 100 до 500 жителей).
В рассматриваемом проекте базовые станции планируется подключать преимущественно волоконно-оптическими кабелями связи, что позволит передавать данные с высокой скоростью.
Параллельно с реализацией проекта УЦН 2.0 со стороны государства необходима выработка и реализация комплексного плана преодоления
цифрового неравенства, с учётом ранее перечисленных причин цифрового неравенства, на глобальном, национальном и региональном уровнях. Это позволит повысить эффективность региональной экономики, качество жизни людей, а также позиции региона в предпринимательских и социальных рейтингах.
Библиографический список
1. M. Ragnedda, G.W. Muschert. The digital divide. The Internet and social inequality in international perspective. - изд: Routledge 2 Park Square, 2013. -
38 с.
2. Тарифы // МТС: сайт. - 2021. - URL: https://mtsru.ru (дата обращения: 5.10.2021)
3. Федеральные законы Российской Федерации // Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации: сайт. - 2011. - URL: https://digital.gov.ru/ru/documents/3068/ (Дата обращения: 15.10.2021)
4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - 3-е изд. - СПб.: Питер, 2008. - 960 с.
5. Интернет магазин сетевого оборудования // Современная радиорелейная связь - 2017. - URL: https://asp24.ru/novosti-asp24-ru/sovremennaya-radioreleynaya-svyaz/ (дата обращения: 18.11.2021)
6 Электронный фонд правовых и нормативно- технических документов: сайт. - 2021. - URL: https://docs.cntd.ru/document/499085174 (дата обращения: 27.10.2021)
7. Пресс- центр // Ростелеком технологии возможностей: сайт. - 2011. -URL: https://www.company.rt.ru/press/news/d458784/ (дата обращения: 15.11.2021)
