CC BY
28
СТРАТЕГИЯ МИНИМИЗАЦИИ ЦИФРОВОГО НЕРАВЕНСТВА МЕЖДУ ГОРОДАМИ СИБИРИ В ЭПОХУ ТАКТИЛЬНОГО ИНТЕРНЕТА
В.И. Блануца, д-р геогр. наук, вед. науч. сотр. Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН (Россия, г. Иркутск)
DOI: 10.24411/2411-0450-2018-10215
Статья подготовлена при поддержке Отделения гуманитарных и общественных наук РФФИ в рамках проекта № 17-03-00307-ОГН «Оценка социально-географических последствий нарушения связности информационно-коммуникационного пространства России».
Аннотация. В России цифровое неравенство в ближайшие годы будет минимизировано до 3% населения страны, для которого не будет доступен высокоскоростной Интернет. Однако в будущем появятся услуги типа Тактильного Интернета, которые породят новое неравенство. Для 130 городов Сибири разработана стратегия поэтапного снижения будущего цифрового неравенства. Показано, что после четырех этапов неравенство может быть минимизировано до 8,6% городского населения Сибири. Приведены значения снижения цифрового неравенства после реализации каждого этапа в 12 регионах Сибири.
Ключевые слова: задержка сигнала, цифровая связность городов, Тактильный Интернет, цифровое неравенство, Сибирь.
Внутренняя политика государства должна быть направлена на обеспечение возможности получения в любой географической точке государства некоторого гарантированного пакета информационно-коммуникационных услуг, что достигается при связности пространства. Под связностью понимается наличие между двумя любыми населенными пунктами как минимум одного канала электросвязи. В этом случае каждый гражданин вне зависимости от своего местонахождения получает доступ к информационным ресурсам и высокотехнологичным услугам. При этом единожды установленная и поддерживаемая связность всех поселений позволяет при появлении новых видов услуг проводить повторную идентификацию связности в плане приспособления к параметрам появившейся услуги. Если новая услуга кардинально отличается от ранее реализованных услуг, то происходит нарушение связности посредством разбиения единой сети на несвязанные (относительно новой услуги) фрагменты (кластеры, клики, агломерации). Восстановление единства (связности) информационно-
коммуникационной сети - одна из главных задач государства в этой сфере.
Ранее было установлено [1], что в информационно-коммуникационных сетях существует три вида связности - физическая (инфраструктурная), экономическая и социальная. Дальнейшие исследования показали, что целесообразно выделять четвертый вид - цифровую связность, под которой понимается свойство сети сохранять взаимодействие (информационный поток) между всеми узлами при кластеризации этих узлов по типу предоставляемых населению цифровых услуг (параметрам потока). В нашем исследовании анализировалась только цифровая связность узлов (городов).
Согласно Федеральному закону от 3 февраля 2014 г. № 9-ФЗ [2], волоконно-оптические линии связи должны быть проложены во все российские населенные пункты с числом жителей от 250 до 500 человек. В итоге охват услугой широкополосного доступа в Интернет достигнет 97% населения Российской Федерации. Реализацию федерального проекта «Устранение цифрового неравенства» (разрабо-
таи на основе закона № 9-ФЗ) планируется завершить в 2024 г. Таким образом, в ближайшее время будет обеспечена высокоскоростная телекоммуникационная связность большинства населенных пунктов России.
Позволят ли эти грандиозные планы устранить в России цифровое неравенство? Отрицательный ответ обосновывается не фактом обеспечения широкополосного доступа, а невозможностью повсеместного получения новых видов высокотехнологичных услуг. Например, когда в некоторых российских селах впервые появится Интернет, в городах с миллионным населением будет уже сотовая связь пятого поколения (5 О). И этот разрыв сохранится на многие годы. Для уменьшения цифрового неравенства, понимаемого как неодинаковая возможность получения наиболее высокотехнологичных услуг в разных населенных пунктах, необходимо разработать специальную стратегию. В качестве количественного критерия оценки цифрового неравенства можно рассматривать удельный вес населения (%), которому не будут доступны новые услуги.
Имеющиеся оценки опыта распространения Интернета и сотовой связи по территории Российской Федерации [3; 4] указывают на стадийность процесса: первоначально новая высокотехнологичная услуга предлагается в крупнейших городах (включая ближайшие города-спутники), а затем ею охватываются остальные города (вне зоны влияния крупнейших городов) с все меньшей людностью. Если судить по техническим характеристикам размещения станций сотовой связи в сетях 5О [5], то будущие услуги эпохи Тактильного Интернета будут следовать этой логике. При этом делать какие-либо заключения о потенциальном размере рынка представляется преждевременным, хотя уже появилась предварительная оценка глобального рынка таких услуг [6].
Сущность предлагаемой стратегии заключается в определении городов, в которых по техническим характеристикам сети электросвязи могут быть предложены новые услуги того или иного типа в зависимости от расположения относительно го-
рода-центра генерации услуг. Допущение о данной зависимости обосновывается пространственными закономерностями агломерационной экономики [7], физическими особенностями прохождения сигнала в волоконно-оптических линиях связи [5] и ограничениями самого Тактильного Интернета [8]. Такой подход позволяет задать некоторые этапы (стадии) снижения цифрового неравенства через идентификацию территориальных скоплений городов вокруг центров генерации услуг. Это открывает возможность заранее (до наступления эпохи Тактильного Интернета) выявить города, выходящие из зоны цифрового неравенства на разных стадиях. При этом надо понимать, что полная ликвидация цифрового неравенства в плане доступности новых информационно-коммуникационных услуг займет много времени. Поэтому целесообразно сначала разработать стратегию минимизации (снижения до приемлемого минимума) неравенства, чтобы при наступлении указанной эпохи скорректировать стратегию и определить последовательность тактических действий по окончательному устранению неравенства.
Для России указанная стратегия еще не создавалась. Аналогичные разработки по другим странам отсутствуют. Не претендуя на развернутое обоснование национальной стратегии, в статье предпринята попытка на примере 12 регионов Сибири наметить контуры возможных этапов подключения городов к принципиально новым типам информационно-коммуникационных услуг с оценкой социальной значимости реализации каждого этапа через определение доли населения, потенциально охватываемого конкретным типом услуг. Поскольку новые типы услуг только зарождаются и начнут функционировать не ранее 2025 г., то приведенные далее результаты расчетов следует рассматривать как проекцию будущих услуг на современную (2017 г.) сеть электросвязи и систему расселения.
С некоторой условностью можно выделить три наслаивающиеся друг на друга эпохи развития Всемирной паутины: «Интернет Людей» (от образования «Консор-
циума Всемирной паутины» в 1995 г.), «Интернет Вещей» (с 2008 г., когда количество подключенных к сети предметов превысило количество людей на Земле) и «Тактильный Интернет» (эпоха еще не наступила, но ее параметры были заданы в отчете Международного союза электросвязи в 2014 г. [9]). Тактильный Интернет представляет собой синтез обычного Интернета и межмашинного обмена данными («Интернета Вещей»), когда территориально удаленные пользователи и/или роботы в режиме реального времени могут обмениваться тактильной информацией (ощущениями прикосновения, давления, теплоты, шероховатости, упругости, проницаемости и др.) через специальные устройства (сенсорные перчатки, датчики и т.д.). Грядущая эпоха условно названа по принципиально новой - тактильной - информации и будет опираться на множество других прорывных технологий, позволяющих осуществлять голографические звонки, ощущать виртуальную реальность, работать в дополненной реальности, дистанционно проводить сложные медицинские операции и выполнять иные, на сегодня невозможные киберфизические действия [10].
Предоставление услуг типа Тактильного Интернета предъявляет повышенные требования к параметрам связи, среди которых наиболее критичным является задержка сигнала [5; 8]. Опираясь на рекомендации Международного союза электросвязи [11] учитывать критические задержки в 1, 10 и 100 мс (1 миллисекунда = 0,001 секунды), а также предложение называть первые две величины «сверхмалой» и «малой» задержкой [8], можно выделить четыре типа услуг: со сверхмалыми (до 1 мс; тип A), малыми (1-10 мс; Б), большими (10-100 мс; С) и сверхбольшими (свыше 100 мс; П) задержками информационного потока. При оказании услуг типа А существует техническая возможность предоставления услуг всех остальных типов, при Б - всех типов, кроме А, при С - С- и П-типа, при П - только типа П.
Большинство современных услуг, не предъявляющих особых требований к задержкам в мгновенном взаимодействии,
относятся к типу П. Задержка до 100 мс (тип С) допускается при видеосвязи высокого разрешения и видеоконференцсвязи с эффектом «виртуального присутствия». Ведущиеся разработки в области медицинских сетей, интерактивных игр в реальном времени и «Интернета нановещей» ориентируются на задержки не более 10 мс, а «Тактильного Интернета» и связанных с ним технологий - до 1 мс [8-10]. Идентификация названных типов позволяет относительно каждого ядра генерации услуг выделить четыре зоны, из которых наиболее близкая к ядру будет соответствовать возможности предоставления населению услуг типа А, а самая дальняя - типа П.
По данным государственной статистики [12], в 12 регионах Сибирского федерального округа на 1 января 2017 г. было 130 городов, в которых проживало 12,76 млн человек или 66,04% населения округа. Соответственно, вне рассмотрения остались поселки городского типа (6,93%), сельские населенные пункты (27,01%) и межселен-ские территории (0,02%). Цифровая связность городов определялась по авторской базе данных «Линии электросвязи Российской Федерации», составленной по отчетам отечественных операторов связи на 1 января 2017 г. Расстояние между двумя любыми городами определялось с точностью до одного километра. При наличии между сравниваемыми городами нескольких линий электросвязи, выбирался кратчайший путь. В итоге была составлена симметричная матрица кратчайших расстояний между сибирскими городами {И} (размер 130x130).
Перевод расстояния между городами в величину задержки информационного потока Т производился по следующей формуле [8]:
Т = Дт + 0,
где И - расстояние (км), т - задержка, связанная с физическими ограничениями по передаче информации (мкс/км; 1 микросекунда = 0,000001 секунды), 0 - задержка, вносимая техническими средствами связи (мкс). Развитие средств связи ве-
дет к тому, что 0 стремится к нулю. В волоконно-оптических линиях связи т = 5 мкс/км [8]. Тогда при 0 = 0 минимально возможная задержка Т = 5И. Такой переход от расстояния ко времени задержки сигнала позволил преобразовать {И} в {Т}.
При вычислении Т надо учитывать наличие разных вариантов: расчет задержки от города-центра генерации новых услуг до остальных городов или определение задержки между любой парой городов через город-центр, прямая (от одного города к другому) или круговая (от исходного города к следующему и обратно к исходному городу) задержка, измеряемая (по данным операторов связи) или расчетная (по формуле) задержка. В нашем исследовании использовалась только прямая расчетная задержка от центра генерации услуг.
Следуя отмеченной выше российской специфике распространения информационно-коммуникационных нововведений, для Сибири были выделены четыре этапа минимизации будущего цифрового неравенства: 1) создание крупных центров обработки данных (ЦОД) и подключение к ним компаний-генераторов высокотехнологичных услуг в городах с числом жителей не менее одного миллиона, 2) аналогичные действия в оставшихся городах с людностью более 500 тыс., 3) свыше 250 тыс. и 4) от 100 тыс. человек. Выделение следующих этапов (с генерацией услуг в городах с меньшей людностью) представляется маловероятным по причинам дороговизны и целесообразности (как будет показано далее, из-за повсеместности предоставления услуг B-типа после четвертого этапа).
При оценке социальной значимости реализации каждого этапа целесообразно исходить из некоторого критерия эффективности, достигаемого при решении оптимизационной задачи. Если через P обозначить долю населения, потенциально охваченного определенной услугой, то относительно трех типов услуг (Л, B, С) задача оптимизации будет иметь следующий
вид: P(A) ^ max, P(A) > P(B) > P(C), P(C) ^ min. С учетом предельных значений (0 и 100%) наибольшая социальная значимость достигается при P(A) = 100% и P(B) = P(C) = 0%.
Следуя людности городских поселений, на первом этапе предполагается предоставление новых услуг из городов-миллионеров (на 1 января 2017 г. таковых в Сибири было три - Новосибирск, Омск и Красноярск), на втором - из еще 5 сибирских городов, третьем - из 2 и четвертом -из 11. При этом расчеты велись относительно гипотетической возможности предоставления в 2017 г. услуг типа A, B и C (услуги D-типа уже существуют, и поэтому нет необходимости выстраивать для них стратегию). Относительно четвертого этапа следует отметить, что из 11 городов с количеством жителей от 100 до 250 тыс. было выбрано только семь - Абакан, Ачинск, Бийск, Братск, Кызыл, Норильск и Рубцовск. Создание ЦОД и размещение компаний-генераторов услуг первых трех типов в оставшихся четырех городах Сибири не обязательно по причине дублирования услуг, предоставляемых соседними ядрами (созданы на предыдущих этапах). Полученные результаты расчетов по отношению к количеству жителей всех 130 городов приведены в табл. 1. Таким образом, размещение компаний-генераторов новых информационно-
коммуникационных услуг со сверхмалыми и малыми задержками информационного потока в 17 городах предоставит жителям всех 130 сибирских городов возможность пользоваться услугами A- и B-типа. Поэтому после четырех этапов реализации стратегии в отношении первых двух типов будущих услуг будет полностью ликвидировано цифровое неравенство в Сибири. Если же рассматривать услуги только со сверхмалыми задержками, то предлагаемая поэтапная стратегия минимизации цифрового неравенства снизит удельный вес горожан, которым не будет доступен Тактильный Интернет, до 8,59% (табл. 1).
Таблица 1. Доля горожан Сибири (на 01.01.2017; %), имеющих потенциальную воз-
можность получения услуг типа А, Б и С на разных этапах
Этап Города-центры генерации услуг Тип A Тип B Тип C
1 Новосибирск, Омск, Красноярск 36,53 57,61 3,93
2 Новосибирск, Омск, Красноярск, Барнаул, Иркутск, Томск, Кемерово, Новокузнецк 74,G1 23,96 G,1G
3 Новосибирск, Омск, Красноярск, Барнаул, Иркутск, Томск, Кемерово, Новокузнецк, Улан-Удэ, Чита 8G,79 17,51 G,1G
4 Новосибирск, Омск, Красноярск, Барнаул, Иркутск, Томск, Кемерово, Новокузнецк, Улан-Удэ, Чита, Братск, Бийск, Абакан, Норильск, Рубцовск, Кызыл, Ачинск 91,41 8,59 G
Примечание: На первых трех этапах имеются города, в которых могут быть предоставлены услуги только типа П.
Исходя из полученных значений (см. табл. 1), первый этап следует признать неэффективным, так как Р(А) < Р(Б). Последующие этапы позволяют приблизиться к максимуму, но существующая в Сибири система расселения с учетом размещения ЦОД и компаний-генераторов новых услуг в городах с числом жителей более 100 тыс. дает возможность охватить услугами со сверхмалыми задержками до 91,41% всех горожан. Соответственно, оставшаяся
часть горожан Сибири (8,59%) не будет получать услуги типа Тактильного Интернета (А-тип), что породит новое цифровое неравенство. Следует также отметить, что за рамками данной оптимизационной задачи осталась стоимость реализации каждого этапа, так как в настоящее время нет стоимостных оценок услуг А- и Б-типа. Полученные результаты (табл. 1) могут быть представлены в разрезе 12 регионов относительно первых двух типов (табл. 2).
Таблица 2. Возможность охвата городских жителей сибирских регионов (на 01.01.2017; %) услугами А- и Б-типа на разных этапах реализации стратегии
Регион Этап 1 Этап 2 Этап 3 Этап 4
A B A B A B A B
Республика Алтай G 1GG G 1GG G 1GG 1GG G
Республика Бурятия G 1GG G 1GG 89 11 89 11
Республика Тыва G 1GG G 1GG G 1GG 85 15
Республика Хакасия G 1GG G 1GG G 1GG 1GG G
Алтайский край G 1GG 76 24 76 24 98 2
Забайкальский край G 5 G 1GG 71 29 71 29
Красноярский край 71 19 71 19 71 19 9G 1G
Иркутская область G 99 63 36 63 36 78 22
Кемеровская область 4 96 98 2 98 2 98 2
Новосибирская область 94 6 94 6 94 6 94 6
Омская область 98 2 98 2 98 2 98 2
Томская область G 94 91 3 97 3 97 3
Получается (табл. 2), что в разрезе регионов общее для Сибири цифровое неравенство относительно услуг типа А в 8,59% (табл. 1) будет преодолеваться по-разному: Новосибирская и Омская области пройдут этот барьер уже на первом этапе, Кемеровская область - на втором, Томская
область - на третьем, а Алтайский край, Республики Алтай и Хакасия - на четвертом этапе. Оставшиеся регионы - Иркутская область, Республики Бурятия и Тыва, Забайкальский и Красноярский край - за четыре этапа не смогут преодолеть указанный барьер.
Библиографический список
1. Блануца В.И. Существует ли «Сибнет» как сегмент Интернета? Определение связности автономных систем Сибири // Изв. Ирк. гос. ун-та. Серия: Политология. Религиоведение. - 2017. - Т. 22. - С. 195-202.
2. Федеральный закон от 03.02.2014 г. № 9-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон "О связи"» [Электронный ресурс] // Президент Российской Федерации. - Режим доступа: http://www.kremlin.ru/acts/bank/38086 (дата обращения: 01.08.2018).
3. Перфильев Ю.Ю. Пространственное распространение сети Интернет в России как процесс диффузии инноваций // Вест. Моск. ун-та. Сер. 5. Геогр. - 2003. - № 2. - С. 30-36.
4. Рачинский А.А. Распространение мобильной связи в России // Прикладная эконометрика. - 2010. - № 2. - С. 111-122.
5. Тихвинский В.О., Бочечка Г.С. Перспективы сетей 5G и требования к качеству их обслуживания // Электросвязь. - 2014. - № 11. - С. 40-43.
6. Simsek M., Aijaz A., Dohler M., Sachs J., Fettweis G. 5G-enabled Tactile Internet // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. - 2016. - Vol. 34. - № 3. - P. 460-473.
7. Combes P.-P., Duranton G., Gobillon L. The identification of agglomeration economies // Journal of Economic Geography. - 2011. - Vol. 11. - № 2. - P. 253-266.
8. Кучерявый А.Е., Маколкина М.А., Киричек Р.В. Тактильный Интернет. Сети связи со сверхмалыми задержками // Электросвязь. - 2016. - № 1. - С. 44-46.
9. The Tactile Internet: ITU-T Technology Watch Report, August 2014. - Geneva: ITU, 2014. - 24 p.
10. Martin M., Mahfuzulhoq C., Bhaskar P., Dung P. The Tactile Internet: Vision, Recent Progress, and Open Challenges // IEEE Communications Magazine. - 2016. - Vol. 54. - № 5. -P. 138-145.
11. Recommendation ITU-T Y.1541. Network Performance Objectives for IP-based Services. - Geneva: ITU, 2011. - 57 p.
12. Численность населения Российской Федерации по муниципальным образованиям на 1 января 2017 г. [Электронный ресурс] // Федеральная служба государственной статистики. - Режим доступа: http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_main/rosstat/ru/statistics/publications/catalog/afc8e a004d56a39ab251f2bafc3a6fce (дата обращения: 21.12.2017).
STRATEGY OF DIGITAL DIVIDE MINIMIZING BETWEEN SIBERIAN CITIES
IN THE ERA OF TACTILE INTERNET
V.I. Blanutsa, doctor of geographical sciences, leading researcher
V.B. Sochava institute of geography, siberian branch of Russian academy of sciences
(Russia, Irkutsk)
Abstract. In Russia, the digital divide in the coming years will be minimized to three percent of the country's population, for which high-speed Internet will not be available. However, in the future, there will be services such as Tactile Internet, which will generate new inequality. For 130 cities in Siberia, a strategy has been developed to gradually reduce the future digital divide. It is shown that after four stages of inequality can be minimized to 8.6% of Siberian urban population. The values of reducing the digital divide after the implementation of each stage in 12 Siberian regions are given.
Keywords: signal delay, digital connectivity of cities, Tactile Internet, digital divide, Siberia.
