Развитие сети сотовой связи в городе Улан-Удэ на примере компании Tele2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В выпускной квалификационной работе предлагается вариант развития сети сотовой связи в городе Улан-Удэ на примере компании Tele2. Цель проекта - улучшить качество связи. Выполняется техническая оценка проекта.



Оглавление

• Введение
• 1. Основы планирования развития сотовых сетей
• 1.1 Основы бизнес-планирования
• 1.2 История, поколения и стандарты сотовых сетей
• 1.3 Принцип действия сотовых сетей
• 1.4 Перспективы развития сотовой связи
• 2. Исследование объекта развития
• 2.1 Общие сведения о городе Улан-Удэ
• 2.2 Общие сведения о компании Tele2
• 2.3 Исследование рынка сотовой связи в Улан-Удэ
• 3. Технический проект развития
• 3.1. Обоснование выбора развития сотовой сети
• 3.2 Определение трафика, числа каналов в сотах и числа приемопередатчиков
• 3.3 Выбор оборудования для развития сети и расчет капитальных вложений
• 3.4 Расчет зоны радиопокрытия для разных вариантов приема
• 3.5 План маркетинга
• 4. Безопасность жизнедеятельности
• Заключение

Список литературы



Введение

Связь - одна из наиболее динамично развивающихся отраслей инфраструктуры современного общества. Мировая практика подтверждает необходимость приоритетного развития связи. В развитых странах связь становится непосредственной производительной силой, являясь неотъемлемой частью многочисленных технологических процессов в любой отрасли экономики страны и создающей условия для ее роста. Связь является одним из источников подъема экономики государства. Кроме того, связь несет и большую социальную нагрузку, предоставляя свои услуги широким слоям населения, содействуя развитию науки, образования, культуры. В настоящее время проявляется тенденция к стремительному росту разнообразия услуг, предоставляемых сетями связи. Появилась возможность выбора способов общения посредством передачи речи и данных, используя персональные средства связи, находящиеся всегда «под рукой» .

Среди современных телекоммуникационных средств наиболее стремительно развиваются сети сотовой радиотелефонной связи. Во многих странах такие сети получили очень большое распространение. Сотовые сети предназначены для организации радиотелефонной связи с абонентами, находящимися в движении. Они внедряются в первую очередь в крупных городах, населенных пунктах и на оживленных транспортных магистралях. Сотовые радиотелефонные сети являются наиболее эффективным способом сплошного покрытия связью обслуживаемой территории независимо от ее конфигурации.

Внедрение сетей сотовой радиотелефонной связи позволило решить проблему экономичного использования выделенной полосы радиочастот путем передачи сообщений на одних и тех же частотах и увеличить пропускную способность телекоммуникационных сетей. Свое название сети получили в соответствии с сотовым принципом организации связи, согласно которому зона обслуживания делится на ячейки (соты). Со времени появления сотовой связи остаются неизменными концепция и три принципа построения систем сотовой связи:

- повторное использование частот в сотах;

- непрерывность связи при перемещении мобильного абонента из соты в соту (handover);

- определение местоположения мобильного абонента системой сотовой связи.

Объединение именно этих трех принципов создает систему сотовой связи и ее услуги.

Развитие сотовой связи в России началось в 1991 г. Бурный рост числа абонентов пришелся на начало 2000-х гг., когда услуги сотовой связи стали становится дешевле и доступнее для большего количества людей. Сейчас проникновение сотовой связи в нашей стране составляет более 193%. Этот показатель демонстрирует, насколько большим спросом пользуются услуги сотовой связи, насколько она удобна для населения. В настоящее время операторы помимо услуги передачи речи предлагают своим абонентам множество дополнительных услуг. Происходит экспоненциальный рост трафика передачи данных, который значительно опережает незначительное повышение голосового трафика. В настоящее время активно развертываются сети третьего поколения (3G) и сети четвертого поколения (4G). Итак, сотовая связь является очень перспективным видом связи, поэтому выбранная тема является актуальной.

При этом надо заметить, что даже получившая огромное распространение связь второго поколения (2G) охватывает пока не всю территорию России. Если жители крупных городов, как правило, имеют возможность в любой момент поговорить по телефону или передать информацию, то во многих сельских населенных пунктах такой возможности нет. Так что есть зоны для развития.

В городах же по-прежнему актуальной остается задача повышения качества обслуживания, особенно увеличение скорости интернета. С этой целью необходимо увеличивать число базовых станций и ставить такое оборудование, чтобы они позволяли использовать технологию 4G.

В данной работе предлагается вариант развития сети сотовой связи в городе Улан-Удэ на примере компании Tele2.

Цель дипломной работы - рассмотреть такой проект.

Задачи дипломной работы:

- дать теоретические основы бизнес-планирования и принципа действия сотовых сетей связи;

- описать суть предлагаемого проекта;

- обосновать выбор предлагаемого проекта;

- проанализировать объекты исследования (город Улан-Удэ, компания Tele2);

- оценить проект с технической точки зрения;

- рассмотреть вопросы, касающиеся безопасности жизнедеятельности.

После подобных исследований мы должны ответить на вопрос, целесообразен ли проект в предлагаемом виде или нет.



1. Основы планирования развития сотовых сетей

1.1 Основы бизнес-планирования

Чтобы стать жизнеспособным, стабильным и прибыльным, бизнес нуждается в чем-то большем, чем деньги. Он нуждается в планировании. Серьезный подход к планированию создает основу для устойчивого и эффективного бизнеса.

В свое время классики менеджмента обратили внимание на то, что отсутствие планов на предприятии сопровождается колебаниями, ошибочными маневрами, несвоевременной переменой ориентации, что является причиной плохого состояния дел или их краха.

Как показала практика, применение планирования создает следующие важные преимущества:

- делает возможной подготовку к использованию будущих благоприятных условий;

- проясняет возникающие проблемы;

- стимулирует менеджеров к реализации своих решений в дальнейшей работе;

- улучшает координацию действий в организации;

- создает предпосылки для повышения образовательной подготовки менеджеров;

- увеличивает возможности в обеспечении фирмы необходимой информацией;

- способствует более рациональному распределению ресурсов;

- улучшает контроль в организации.

В современном менеджменте планирование - это предвидение. Планирование - естественная и составная часть менеджмента. Его можно определить как умение предвидеть цели организации, результаты ее деятельности и ресурсы, необходимые для достижения определенных целей.

Планирование - это первый и наиболее значимый этап процесса менеджмента. На основе системы планов, созданных фирмой, в дальнейшем осуществляются организация запланированных работ, мотивация задействованного для их выполнения персонала, контроль за результатами и их оценка с точки зрения плановых показателей. [4]

Планирование - это не только умение предусмотреть все необходимые действия, но и способность предвидеть любые неожиданности в виде рисков, которые могут возникнуть по ходу дела, и уметь с ними справляться. Фирма не может полностью устранить риск в своей деятельности, но способна управлять им при помощи эффективного предвидения.

Результатом процесса бизнес-планирования является система планов. План включает в себя основные показатели деятельности, которые должны быть достигнуты к концу планового периода. По существу, план - это набор инструкций для менеджеров, описывающих роль, которую каждая часть организации должна играть в процессе достижения целей фирмы.

От правильности составления бизнес-плана зависят получение одобрения проекта и его жизнеспособность. При составлении бизнес-плана мы должны ответить на вопросы: «Так ли уж хороша идея? На кого рассчитан новый продукт (услуга)? Найдет ли этот продукт (услуга) своего покупателя? С кем придется конкурировать?».

При составлении плана есть распространенная рекомендация - быть немного пессимистом. Надо по возможности учесть все риски, при расчете затрат учесть все нюансы, при расчете доходов опираться только на реально достижимые показатели. И только если при всем этом расчеты покажут эффективность проекта, можно приступать к делу.



1.2 История, поколения и стандарты сотовых сетей

Появлению сетей сотовой подвижной связи (ССПС) предшествовал долгий период эволюционного развития радиотелефонной системы связи (РСС), в течение которого осваивались различные частотные диапазоны и совершенствовалась техника связи. Идея сотовой связи была предложена в ответ на необходимость развития широкой сети подвижной РСС в условиях ограничений на доступные полосы частот [3].

В середине 40-х годов исследовательский центр BellLabs американской компании AT&T предложил идею разбиения обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами (cell - ячейка, сота). Каждая сота должна была обслуживаться передатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это позволило бы без взаимных помех использовать ту же самую частоту повторно в другой ячейке (соте). Но прошло около 30 лет прежде, чем такой принцип организации связи был реализован на аппаратном уровне.

В 70-х годах начались работы по созданию единого стандарта сотовой связи для пяти североевропейских стран - Швеции, Финляндии, Исландии, Дании и Норвегии, который получил название NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) и был предназначен для работы в диапазоне 450 МГц.

Эксплуатация первых систем сотовой связи стандарта NMT-450началась в 1981 г. Сети на основе стандарта NMT-450 и его модифицированных версий стали широко использоваться в Австрии, Голландии, Бельгии, Швейцарии, а также в странах Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока. На базе этого стандарта в 1985 г. был разработан стандарт NMT-900 диапазона 900 МГц, который позволил расширить функциональные возможности и значительно увеличить абонентскую емкость системы.

В 1983 г. в США вступила в эксплуатацию сеть стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service). Этот стандарт был разработан в исследовательском центре BellLaboratories.

В 1985 г. в Великобритании был принят в качестве национального стандарт TACS (Total Access Communications System), разработанный на основе американского стандарта AMPS. В 1987 г. была расширена его рабочая полоса частот. Новая версия этого стандарта получила название ETACS (Enhanced TACS). Во Франции в 1985 г. был принят стандарт Radiocom-2000.

В конце 80-х годов приступили к созданию систем сотовой связи, основанных на цифровых методах обработки сигналов. С целью разработки единого европейского стандарта цифровой сотовой связи для выделенного в этих целях диапазона 900 МГц в 1982 г. Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи (СЕРТ) создала специальную группу Groupe Special Mobile. Аббревиатура GSM дала название новому стандарту (позднее GSM стали расшифровывать как Global Systemfor Mobile Communications).

Результатом работы группы стали опубликованные в 1990 г. требования к системе ССС стандарта GSM. В 1989 г. ответственность за разработку GSM была передана Европейскому институту стандартов в области телекоммуникаций (ETSI). Первые спецификации GSM были изданы в 1990 г. Коммерческая эксплуатация была начата в середине 1991 г., и к 1993 г. существовало 36 сетей GSM в 22 странах [2].

В США в 1990 г. американская Промышленная Ассоциация в области связи TIA (Telecommunications Industry Association) утвердила национальный стандарт IS-54 цифровой сотовой связи. Этот стандарт более известен под аббревиатурой D-AMPS или ADC. В отличие от Европы, в США не были выделены новые частотные диапазоны, поэтому система должна была работать в полосе частот, общей с обычным AMPS. В то же время американская компания Qualcomm начала разработку нового стандарта сотовой связи, основанного на технологии шумоподобных сигналов и кодовом разделении каналов - CDMA (Code Division Multiple Access).

В 1991 г. в Европе появился стандарт DCS-1800 (Digital Cellular System 1800 МГц), созданный на базе стандарта GSM.

В Японии был разработан собственный стандарт сотовой связи JDC (Japanese Digital Cellular), близкий по своим показателям к стандарту D-AMPS. Стандарт JDC был утвержден в 1991 г. Министерством почт и связи Японии.

В 1993 г. в США Промышленная Ассоциация в области связи (TIA) приняла стандарт CDMA как внутренний стандарт цифровой сотовой связи, назвав его IS-95. В сентябре 1995 г. в Гонконге была открыта коммерческая эксплуатация первой сети стандарта IS-95.

В 1993 г. в Великобритании вступила в эксплуатацию первая сеть DCS-1800 One-2-One.

К началу 2000-х годов количество пользователей сотовых сетей радиосвязи в Европе достигло 20 млн., что по сравнению с 1990 г. составило двадцатикратное увеличение.

В эволюционном развитии систем сотовой связи можно выделить три поколения: первое - аналоговые системы; второе - цифровые системы; третье - универсальные системы мобильной связи.

На сегодняшний день широко используется второе поколение сотовых телефонных сетей. Для них разработан универсальный международный телефонный стандарт (УМТС), основанный на кодовом разделении каналов (CDMA). Широко внедряется третье поколение. Активно начинает внедряться и четвертое поколение, основанное в большинстве случае на стандарте LTE.

Стандартом сотовой связи называют совокупность установленных технических характеристик, обеспечивающих функционирование системы сотовой связи в заданном диапазоне частот.

К аналоговым системам сотовой связи относятся следующие стандарты:

- AMPS (усовершенствованная мобильная телефонная служба, диапазон 800 МГц);

- TACS (общедоступная система связи, диапазон 900 МГц);

- NMT-450 и NMT-900 (мобильный телефон северных стран, диапазоны 450 и 900 МГц соответственно);

- С-450 (диапазон 450 МГц);

- RTMS (Radio Telephone Mobile System - мобильная радиотелефонная система, диапазон 450 МГц);

- Radiocom 2000 (диапазоны I70, 200, 400 МГц);

- NTT (Nippon Telephoneand Telegraphsystem - японская система телефона и телеграфа, диапазон 800-900 МГц).

Системы стандарта NMT были разработаны для пяти скандинавских стран. Это были аналоговые системы первого поколения, которые работали в диапазоне 4500467 МГц и имели 180 каналов связи шириной по 25 кГц каждый. За счет многократного использования частот эффективное число каналов составляло 5568. Среднее число каналов, выделяемой базовой станции, было равно 30, радиус ячейки 5025 км.

Система стандарта AMPS работает в диапазоне 8250890 МГц и имеет 666 дуплексных каналов при ширине полосы частот каждого канала 30 кГц. На основе стандарта AMPS разработаны две его модификации (аналоговая N-AMPS и цифровая D-AMPS) для размещения в выделенной полосе частот большего числа разговорных каналов.

Системы стандарта TACS строятся по радиальному принципу с использованием небольшого числа базовых станций. В таких системах каждая базовая станция непосредственно соединяется с центральной станцией. По принципу построения, сопряжению между станциями и организации управления система стандарта TACS почти полностью идентична AMPS.

Во всех аналоговых стандартах применяется частотная (ЧМ) или фазовая (ФМ) модуляция для передачи речи и частотная манипуляция для передачи информации управления. Этот способ имеет ряд существенных недостатков: возможность прослушивания разговоров другими абонентами, отсутствие эффективных методов борьбы с замираниями сигналов под влиянием окружающего ландшафта и зданий или вследствие передвижения абонентов. Перечисленные недостатки обусловили появление цифровых систем сотовой связи. Переход к цифровым системам также стимулировался широким внедрением цифровой техники в отрасль связи и в значительной степени был обеспечен разработкой низкоскоростных методов.

Переход к цифровым системам натолкнулся на некоторые трудности. В Европе ситуация осложнялась наличием множества несовместимых аналоговых систем. Выходом оказалась разработка единого общеевропейского стандарта GSM (GSM-900 - диапазон 900 МГц). Цифровой стандарт, по техническим характеристикам схожий с D-AMPS, был разработан в Японии; первоначально он назывался JDC, а с 1994 г. - PDC (Personal Digital Cellular - «персональная цифровая сотовая связь»).

Первые цифровые системы второго поколения были основаны на методе множественного доступа с временным разделением каналов (Time Division Multiple Access - TDMA). Однако уже в 1992-1993 гг. в США был разработан стандарт на основе метода множественного доступа с кодовым разделением каналов (Code Division Multiple Access - CDMA) - стандарт IS-95 (диапазон 800 МГц). Он начал применяться с 1995-1996 гг. в Гонконге, США, Южной Корее, а в США начала использоваться и версия этого стандарта для диапазона 1900 МГц.

Основные современные цифровые стандарты систем сотовой связи:

- D-AMPS (Digital AMPS - цифровой AMPS; диапазоны 800 МГц и 1900 МГц);

- GSM (Global System for Mobile communications - глобальная система мобильной связи, диапазоны 900, 1800 и 1900 МГц) - это второй по распространенности стандарт мира;

- CDMA (диапазоны 800 и 1900 МГц);

- JDC (Japanese Digital Cellular - японский стандарт цифровой сотовой связи).

В России применяется в основном стандарт GSM.

Цифровые сети сотовой подвижной связи по сравнению с аналоговыми системами предоставляют абонентам больший набор услуг и обеспечивают повышенное качество связи, а также взаимодействие с цифровыми сетями ISDN и пакетной передачи данных (PDN).

В соответствии с рекомендацией CEPT 1980 г., касающейся использования частот подвижной связи в диапазоне 862 - 960 МГц, стандарт GSM предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот. Полоса частот 890-915 МГц используется для передачи сообщений с подвижной станции на базовую станцию, а полоса частот 935-960 МГц - для передачи сообщений с базовой станции на подвижную станцию. При переключении каналов по время сеанса связи разность между этими частотами постоянна и равна 45 МГц. Разнос частот между соседними каналами связи составляет 200 кГц. Таким образом, в отведенной для приема/передачи полосе частот шириной 25 МГц размещается 124 канала связи.

В стандарте GSM используется TDMA, что позволяет на одной несущей частоте разместить одновременно 8 речевых каналов. В качестве речепреобразующего устройства используется речевой кодек RPE-LTP с регулярным импульсным возбуждением и скоростью преобразования речи 13 кбит/с. [3]

Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс. Система синхронизации оборудования рассчитана на компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233 мкс. Это соответствует максимальной дальности связи 35 км (максимальный радиус соты).

GSM предоставляет следующие услуги: телефонная связь, передача коротких сообщений, доступ к службам «Видеотекст», «Телетекст», служба «Телефакс». Основная услуга, поддерживаемая GSM, - телефонная связь. Речь закодирована в цифровой форме и передается через сеть GSM как цифровой поток.

В 1994 г. был принят новый стандарт IS-136 на полностью цифровую сеть сотовой подвижной связи, который представляет собой усовершенствованный стандарт IS-54. Состав оборудования и его функциональное назначение почти полностью повторяют соответствующие положения стандарта GSM.

К особенностям систем стандарта JDC относятся: прямая связь с сетями ISDN, возможность шифрования передаваемых сообщений, применение низкоскоростного речевого кодека VSELP со скоростью преобразования речи 11,2 кбит/с, меньший, чем в D-AMPS, разнос частотных каналов (25 кГц).

Первая версия стандарта CDMAIS-95 была разработана компанией Qualcomm в 1994 г. Аббревиатура IS (interimstandard - временной стандарт) используется для учета в TIA, а цифра означает порядковый номер. В стандарте CDMA реализован метод многостанционного доступа с кодовым разделением каналов.

Характеристики цифровых стандартов сотовой связи представлены в таблице 1.1.

Дальнейшее развитие сетей сотовой подвижной связи осуществляется в рамках создания систем третьего поколения (3G), которые отличаются унифицированной системой радиодоступа.

Требования к системам 3G наиболее полно формулированы в рекомендациях IMT-2000 Международным союзом электросвязи. Наиболее важные из них:

- глобальный роуминг;

- сочетание пакетной коммутации данных и коммутации каналов;

- эффективное использование спектра частот;

- открытая архитектура;

- обеспечение передачи речи, данных и мультимедийных услуг;

- качество речи, сопоставимое с проводной связью;

- защита информации, сопоставимая с уже имеющейся системой в ТфОП/ISDN;

- взаимная работа со спутниковыми системами;

- высокая скорость передачи данных;

- поддержка иерархической структуры сот;

- поэтапный подход к повышению скорости передачи данных до 2 Мбит/с.

Таблица 1.1 Характеристика цифровых стандартов сотовой связи

Характеристика	GSM (DCS I800)	D-AMPS (ADC)	JDC	CDMA
Метод доступа	TDMA	TDMA	TDMA	CDMA
Число речевых каналов на несущую	8(16)	3	3	32
Рабочий диапазон частот, МГц	935-960 890-915 (1710-1785) (1805-1880)	824-840 869-894	810-826 940-956 1429-1441 1447-1489 1501-1513	824-840 869-894
Разнос каналов, кГц	200	30	25	1250
Эквивалентная полоса частот на один разговорный канал, кГц	25 (12,5)	10	8,3	-
Вид модуляции	0,3 GMSK	р/4 DQPSK	р/4 DQPSK	QPSK
Скорость передачи информации, кбит/с	270	48	42
Скорость преобразования речи, кбит/с	13(6,5)	8	11,2 (5,6)
Алгоритм преобразования речи	RPE-LTR	VSELP	VSELP
Радиус соты, км	0,5-35,0	0,5-20,0	0,5-20,0	0,5-25,0



Четвертое поколение сотовых сетей, которое активно внедряется в последние годы, имеет большие преимущества. В отношении технической эффективности внедрение LTE позволит в одной и той же полосе радиочастот существенно увеличить скорость передачи данных. Применение LTE существенно увеличивает не только пропускную способность, но и емкость сети, а также создает дополнительные возможности для совместного использования радиочастотного спектра. Что же касается экономической эффективности, то внедрение LTE не только повышает стоимость радиочастотного спектра, но и способствует сокращению затрат и росту доходов операторов, развитию добросовестной конкуренции, повышению инвестиционной привлекательности отрасли подвижной связи, обеспечивает дополнительные доходы в госбюджет. Так, себестоимость услуг передачи данных снижается в 6 раз по сравнению с сетями UMTS и в 2 раза - по сравнению с HSPA. С внедрением технологии LTE повышается и функциональная эффективность радиочастотного спектра: расширяется спектр оказываемых услуг, и они становятся все более персонифицированными.

В России развитие сотовой связи началось в 1991 году с создания в Санкт-Петербурге сотовой сети стандарта NMT. Позднее появились сети AMPS, GSM, CDMA. В 90-ые годы сотовая связь была очень дорогой, количество пользователей было незначительным. На данном этапе развития систем сотовой связи главной и доминирующей услугой, предоставляемой абонентам, была услуга передачи речи. Другие услуги только начали появляться и не носили массового характера. В начале 2000-ых годов сотовая связь потеряла свой элитарный характер и стала доступной разным слоям населения. Компании стали широко предлагать новые услуги.

Можно отметить следующие особенности развития сотовой связи в России:

- одновременное создание сетей первого и второго поколения;

- использование систем сотовой связи только зарубежного производства;

- выдача лицензий исключительно на конкурсной основе;

- разделение территории страны на регионы в пределах субъектов Федерации при лицензировании.

В настоящее время проникновение сотовой связи составляет около 193% [21]. Данные в динамике приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Число абонентских устройств подвижной радиотелефонной (сотовой) связи на 1000 человек в России

Годы	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016
									4 квар.	2 квар.
Число устр.	1199,3	1397,8	1613,8	1663,7	1790,3	1826,9	1933,3	1908,4	1937,8	1930,4

С 2007 г. в нашей стране начали внедряться сети связи третьего поколения. 25 ноября 2009 г. операторы «большой тройки» анонсировали запуск сетей 3-го поколения (UMTS/WCDMA) во всех 83-х субъектах Российской Федерации (некоторые сети смонтированы, но еще не работают в режиме коммерческой эксплуатации). В настоящее время фрагменты сетей связи UMTS обеспечивают предоставление услуг населению более чем в 50 крупнейших российских городах. Особенностью условий для развертывания сетей 3G/4G связи в условиях Урала, Сибири, Дальнего Востока, а также других регионов мира (BRIC и др.) является преобладание малозаселенных заселенных, удаленных и труднодоступных территорий со слабой транспортной инфраструктурой. Еще одной проблемой является дефицит диапазона частот.

На территории России действует множество компаний, имеющих лицензии на предоставление услуг сотовой связи. Тремя наиболее крупными компаниями являются «МТС», «Мегафон» и «Вымпелком».

Лидирующую позицию на российском рынке занимает оператор МТС с числом абонентов 70 миллионов и долей рынка 31% [12].

«МегаФон» является первым общероссийским оператором мобильной связи стандарта GSM 900/1800.

Следует также отметить компанию Tele2, которая присутствует на российском рынке с 2001 г.

В большинстве крупных городов развилась жесткая конкурентная среда: услуги сотовой связи предоставляют четыре указанные выше компании, так что рынок сотовой связи можно считать олигополией.

1.3 Принцип действия сотовых сетей

Система сотовой связи строится в виде совокупности ячеек (сот), покрывающих обслуживаемую территорию. Ячейки обычно схематически изображают в виде правильных шестиугольников. В центре каждой ячейки находится базовая станция, обслуживающая все подвижные станции в пределах своей ячейки. При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой. Все базовые станции соединены с центром коммутации подвижной связи по выделенным проводным или радиорелейным каналам связи. С центра коммутации имеется выход на телефонную сеть общего пользования. Упрощенная функциональная схема сети сотовой связи приведена на рисунке 1.1.



Рисунок 1.1 Состав сети сотовой подвижной связи

В простейшей ситуации система содержит один центр коммутации, при котором имеется домашний регистр, и она обслуживает относительно небольшую замкнутую территорию, с которой не граничат территории, обслуживаемые другими системами. Если система обслуживает большую территорию, то она может содержать два или более центра коммутации, из которых только при «головном» имеется домашний регистр, но обслуживаемая системой территория по-прежнему не граничит с территориями других систем. В обоих этих случаях при перемещении абонента между ячейками одной системы происходит передача обслуживания, а при перемещении на территорию другой системы - роуминг. Если система граничит с другой системой сотовой связи, то при перемещении абонента из одной системы в другую имеет место межсистемная передача обслуживания.

В состав подвижной станции входят: блок управления; приемопередающий блок; антенный блок.

Блок управления включает в себя микротелефонную трубку (микрофон и динамик), клавиатуру и дисплей.

Приемопередающий блок состоит из передатчика, приемника, синтезатора частот и логического блока.

В состав передатчика входят: аналого-цифровой преобразователь, кодер речи, кодер канала, модулятор. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует в цифровую форму сигнал с выхода микрофона, и вся последующая обработка и передача сигнала речи производится в цифровой форме. Кодер речи осуществляет кодирование сигнала речи, то есть преобразование сигнала, имеющего цифровую форму, по определенным законам с целью сокращения его избыточности. Кодер канала добавляет в цифровой сигнал, получаемый с выхода кодера речи, дополнительную (избыточную) информацию, предназначенную для защиты от ошибок при передаче сигнала по линии связи; с той же целью информация подвергается определенной переупаковке (перемежению); кроме того, кодер канала вводит в состав передаваемого сигнала информацию управления, поступающую от логического блока. Модулятор осуществляет перенос информации кодированного видеосигнала на несущую частоту.

Приемник по составу соответствует передатчику, но с обратными функциями входящих в него блоков. Демодулятор выделяет из модулированного радиосигнала кодированный видеосигнал, несущий информацию. Декодер канала выделяет из входного потока управляющую информацию и направляет ее на логический блок; принятая информация проверяется на наличие ошибок, и выявленные ошибки исправляются; до последующей обработки принятая информация подвергается обратной (по отношению к кодеру) переупаковке. Декодер речи восстанавливает поступающий на него с кодера канала сигнал речи, переводя его в естественную форму, со свойственной ему избыточностью, но в цифровом виде. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) преобразует принятый цифровой сигнал речи в аналоговую форму и подает его на вход динамика.

Особенностью базовой станции является использование разнесенного приема, для чего станция должна иметь две приемные антенны. Кроме того, базовая станция может иметь раздельные антенны на передачу и на прием. Другая особенность - наличие нескольких приемников и такого же числа передатчиков, позволяющих вести одновременную работу на нескольких каналах с различными частотами.

Приемник и передатчик имеют ту же структуру, что и в подвижной станции, за исключением того, что в них отсутствуют ЦАП и АЦП, поскольку и входной сигнал передатчика и выходной сигнал приемника имеют цифровую форму.

Контроллер базовой станции (компьютер) обеспечивает управление работой станции, а также контроль работоспособности всех входящих в нее блоков и узлов.

Для обеспечения надежности многие блоки и узлы базовой станции резервируются (дублируются), в состав станции включаются автономные источники бесперебойного питания (аккумуляторы).

Центр коммутации - это автоматическая телефонная станция системы сотовой связи, обеспечивающая все функции управления сетью. Центр коммутации осуществляет постоянное слежение за подвижными станциями, организует их эстафетную передачу, в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении подвижной станции из соты в соту и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностей.

На центре коммутации замыкаются потоки информации со всех базовых станций, и через него осуществляется выход на другие сети связи - стационарную телефонную сеть, сети междугородной связи, спутниковой связи, другие сотовые сети. В состав центра коммутации входит несколько процессоров (контроллеров).

Коммутатор подключается к линиям связи через соответствующие контроллеры связи, осуществляющие промежуточную обработку потоков информации. Управление работой центра коммутации и системы в целом производится от центрального контроллера. Работа центра коммутации предполагает участие операторов, поэтому в состав центра входят соответствующие терминалы, а также средства отображения и регистрации (документирования) информации.

Важными элементами системы являются базы данных - домашний регистр, гостевой регистр, центр аутентификации, регистр аппаратуры.

Как и в базовой станции, в центре коммутации предусматривается резервирование основных элементов аппаратуры, включая источник питания, процессоры и базы данных. Базы данных часто не входят в состав центра коммутации, а реализуются в виде отдельных элементов.

Предусмотрены свои интерфейсы для связи подвижной станции с базовой станцией, базовой станции - с центром коммутации, центра коммутации - с домашним регистром, с гостевым регистром, с регистром аппаратуры, со стационарной телефонной сетью и другие.

Рассмотрим также современную технологию пакетной передачи данных - GPRS (General Packet Radio Service). Впервые она появилась еще в 2000 г., но массово внедряться стала недавно. В этой технологии существенно выше пропускная способность канала передачи данных (до 171,2 кбит/с).

В технологии GPRS использован принцип коммутации пакетов. Это позволило более эффективно использовать ресурсы на базовых станциях. В то же время эта технология «потребовала» внесения в структуру сети дополнительных элементов - SGSN, GGSN.

С технологией GPRS связана и другая технология - EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) практически ничем не отличается от GPRS, так как может быть реализована на уже существующей сети. Изменения при внедрении EDGE касаются изменения схем кодирования на радиоинтерфейсе, а также изменения программного обеспечения на сетевых элементах. Максимальная скорость, которую может предоставить EDGE составляет 473,6 кбит/с.

Таким образом, технологии GPRS/EDGE, по сравнению с технологиями с коммутацией каналов (CSD/HSCSD), позволила предоставить конечному пользователю:

- высокую скорость передачи;

- меньшее время на открытие сессии;

- более выгодные тарифы использования;

- тарификация по объему переданных данных, а не поминутно;

- не занимать весь канал на время передачи данных.

Служба передачи данных GPRS надстраивается над существующей сетью GSM. На структурном уровне систему GPRS можно разделить на две части: подсистему базовых станций (BSS) и опорную сеть GPRS (GPRS Core Network).

В BSS входят все базовые станции и контроллеры, которые поддерживают пакетную передачу данных. Для этого BSC (Base Station Controller) дополняется блоком управления пакетами - PCU (Packet Controller Unit), а BTS (Base Tranceiver Station) - кодирующим устройством CCU (Channel Codec Unit).

Основным сетевым элементом является пакетный коммутатор - SGSN (Serving GPRS Support Node). Данный сетевой элемент берет на себя все функции обработки пакетной информации и преобразования кадров GSM в форматы, используемые протоколами TCP/IP глобальной компьютерной сети Internet. Пакетный коммутатор призван разгрузить GSM коммутатор, обеспечивая обработку пакетной информации, оставляя обычному коммутатору лишь голосовой трафик.

Функционально SGSN позволяет:

- предоставлять абонентам возможность передавать и получать пакетные данные (mobile internet/wap/mms/intranet);

- проводить аутентификацию и авторизацию абонентов;

- предоставлять биллинговые данные оператору;

- передавать SMS over GPRS;

- предоставлять интерфейсы для государственных органов;

- контролировать и обновлять данные об абонентах в HLR/MSC, т.н. Mobility Management;

- осуществлять управление сессиями пользователей.

Вторым важным сетевым элементом является GPRS шлюз - GGSN (Gataway GPRS Support Node). Он обеспечивает связь системы GPRS с пакетными сетями передачи данных: Internet, Intranet, X.25 и др. GGSN содержит всю необходимую информацию о сетях, куда абоненты GPRS могут получать доступ, а также параметры соединения.

Кроме упомянутых элементов в GPRS Core входят другие элементы: DNS (Сервер доменных имен), Charging Gateway (Шлюз для связи с системой тарификации), Border Gateway (Пограничный шлюз) и другие вспомогательные элементы.

Архитектура сети GPRS представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 Архитектура сети GPRS



1.4 Перспективы развития сотовой связи

В настоящее время проявляется тенденция к стремительному росту разнообразия услуг, предоставляемых сетями связи. Появилась возможность выбора способов общения посредством передачи речи и данных, используя персональные средства связи, находящиеся всегда «под рукой» . Персональная связь расширилась настолько, что стала использоваться в качестве общедоступного средства человеческого общения.

Дальнейшее развитие телекоммуникаций будет идти со следующими особенностями.

Происходит интенсивная цифровизация с компьютеризацией всех видов информации, обеспечивающая экономичные методы ее передачи, распределения, хранения и обработки. Существенными достоинствами цифровых систем передачи по сравнению с аналоговыми являются высокая помехоустойчивость, слабая зависимость качества передачи от длины линии связи, стабильность электрических параметров каналов связи, эффективность использования пропускной способности при передаче дискретных сообщений. Есть и другие достоинства.

Современной тенденцией развития телекоммуникаций является освоение наиболее высокочастотных диапазонов волн, включая миллиметровый, децимиллиметровый и оптический. Цель - обеспечить широкополосность и связанную с ней скорость передачи информации, а также облегчить решение проблемы электромагнитной совместимости.

В целом можно сказать, что цивилизация движется в направлении создания Глобального информационного общества: объем информации, подлежащий передаче телекоммуникациями, удваивается в геометрической прогрессии.

Сотовая связь представляет собой современный и очень удобный вид телекоммуникационных услуг. Не случайно этот вид связи достаточно быстро стал популярным и востребованным: люди быстро осознали все возможности, которые предоставляет сотовая связь.

Эволюционное развитие технологий подвижной связи позволяет предположить, что сети стандарта GSM будут активно эксплуатироваться в течение нескольких лет, обеспечивая предоставление базовых услуг большинству населения.

В то же время будут активно внедряться и сети третьего поколения, и сети четвертого поколения. Качество голосовых вызовов и текстовых сообщений уже является в среднем достаточно высоким, что пока не в полной мере относится к передаче качественных изображений и, особенно, видеофайлов. Поэтому здесь есть зоны для развития.

Зона покрытия должна распространяться на всю территорию Земного шара, кроме тех районов, где в этом нет необходимости. Будет увеличиваться скорость мобильного интернета. Будет становиться еще лучше качество передаваемой информации, то есть не будет помех, искажений и т.п. Во-вторых, более доступной для потребителей должна стать мобильная связь в другие регионы и страны. Если внутри региона, мобильная связь уже стала достаточна дешевой и потому доступной практически для всего населения, то звонки в другие регионы и страны пока стоят достаточно дорого.

Также можно отметить, что идет тенденция к широкому использованию «умных телефонов», которые, по сути, заменяют собой компьютер. Сотовые компании в связи с этим предлагают новые услуги, связанные с различными приложениями, работающими через мобильный интернет, поэтому его дальнейшее развитие сейчас еще более актуально, чем раньше.



2. Исследование объекта развития

2.1 Общие сведения о городе Улан-Удэ

Прежде чем предлагать какой-либо проект, нужно получить всестороннее представление об объекте проектирование. В данном случае нужно иметь представление о городе Улан-Удэ, его площади численности населения, рельефе, климате и других подобных вещах - все это пригодится при принятии конкретных управленческих решений.

Итак, Улан-Удэ - крупный российский город, столица Республики Бурятия. Образует городской округ город Улан-Удэ. Это крупный культурный, научный, промышленный центр Восточной Сибири. В городе достаточно много достопримечательностей, что делает его привлекательным для гостей города. Годом основания города считается 1666 год, когда отряд казаков заложил Удинское зимовье. В 1730 году поселение было переименовано в Верхнеудинск, в 1934 году постановлением президиума ЦИК СССР название было сменено на Улан-Удэ.

Схема города приведена на рисунке 2.1. Отметим некоторую вытянутость города с запада на восток.



Рисунок 2.1 Схема Улан-Удэ

Площадь города составляет 347,6 км2 [23]. Население города в настоящее время составляет 430 550 человек [23]. По численности населения город находился на 42 месте из городов Российской Федерации. В последние 5 лет население города имеет тенденцию к росту (в среднем по 0,5% в год). Разница во времени с Москвой составляет 9 часов.

Улан-Удэ расположен в Западном Забайкалье, в 100 км восточнее озера Байкал, в Иволгино-Удинской межгорной впадине, на обоих берегах реки Селенги, при впадении в нее реки Уды. Впадина представляет собой обширное понижение, вытянутое с юго-запада на северо-восток, и ограниченное с северо-запада хребтами Хамар-Дабана, с севера - хребтом Улан-Бургасы, с юго-востока - хребтом Цаган-Дабан.

Отроги Хамар-Дабана в пригородной зеленой зоне достигают абсолютной высоты 1114 м и находятся выше ложа долины реки Селенги на 500-700 м. Отроги хребта Улан-Бургасы имеют средние высоты в 800-1000 м. Наибольшая высота северных отрогов Цаган-Дабана, примыкающих непосредственно к городу, составляет 813 м, что на 310 м выше уровня долины реки Уды. Высотные отметки на территории города колеблются в пределах 500-800 м.

Город Улан-Удэ делится на 3 района:

Советский район. Образован под названием Городской район постановлением Президиума ВЦИК от 25 марта 1938 года. Переименован в Советский район Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 20 июня 1957 года.

Железнодорожный район. Образован постановлением Президиума ВЦИК от 25 марта 1938 года.

Октябрьский район. Образован Постановлением ВЦИК от 25 марта 1938 года под названием Пригородный район. Переименован в Октябрьский район Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 20 июня 1957 года.

Преимущественно в городе расположены девятиэтажные благоустроенные дома, кварталы имеют правильную прямоугольную форму. Но заметную площадь занимают частные дома. Поэтому средняя этажность постройки сильно зависит от конкретного места. На рисунке 2.2 приведен вид сверху микрорайона Пентагон.

Рисунок 2.2 Микрорайон Пентагон. Улан-Удэ



Разнообразие форм рельефа создает значительную пестроту почвенного покрова в Улан-Удэ. В нагорной части города преобладают дерново-лесные и супесчаные почвы; низинные места поймы рек Селенги и Уды заняты аллювиальными луговыми почвами легкого механического состава. В пониженных местах поймы встречаются небольшие участки болотных и лугово-болотных почв. Лесостепным и степным ландшафтам, где находится восточная часть города, на левом берегу Селенги, а также правобережье Уды, район поселка Загорск, свойственны каштановые, солонцеватые почвы

В пределах города Улан-Удэ протекают две крупные реки - Селенга (с протоками Забока, Степная, Посельская и др.) и Уда.

Климат города умеренный резко континентальный засушливый, что объясняется его удаленностью от больших водоемов (в частности, озеро Байкал от города заслоняют горные хребты Хамар-Дабан и Улан-Бургасы), расположением города в межгорной котловине и нахождением его в центре обширного евразийского материка. Климатическая зима в городе длится более пяти месяцев, начинаясь в конце октября и заканчиваясь в начале апреля. В холодный период года в Восточной Сибири получает развитие Сибирский антициклон, возникающий в октябре и исчезающий в апреле. Вследствие этого зимний период в городе характеризуется большим количеством солнечных дней и слабыми ветрами. Из-за отсутствия ветров воздух в Иволгино-Удинской межгорной впадине застаивается и охлаждается, вследствие чего зимние температуры воздуха бывают достаточно низкими, однако благодаря низкой влажности воздуха переносятся относительно легко. Количество осадков в этот период относительно мало, основные снегопады выпадают в первой половине зимы (ноябрь-декабрь). Средняя годовая температура воздуха -0,1 °C.

В плане промышленности отметим такие отрасли, как машиностроение (Улан-Удэнский авиационный завод, Улан-Удэнский локомотивовагоноремонтный завод, Улан-Удэстальмост), лесная промышленность («Байкальская лесная компания»), энергетика («Бурятсетьремонт», «Бурятэнергосбыт», «Бурятские магистральные электрические сети» и др.), добыча полезных ископаемых («Бурятзолото», «Разрез Тугнуйский», «Николаевский карьер»).

Улан-Удэ - крупный железнодорожный узел (главный ход Транссибирской магистрали, начальный пункт южной линии ВСЖД на Наушки и далее в Монголию и Китай). Международный аэропорт Байкал расположен в 15 км к западу от центра Улан-Удэ. Осуществляются, в том числе и международные перевозки в такие страны, как Монголия, Китай, Таиланд, Вьетнам и другие. Городской транспорт включает трамвай, автобус, маршрутное такси.

В 1912 году в городе начала работать телефонная связь. 15 марта 1924 года началось междугороднее телефонное сообщение между городами Верхнеудинск - Новоселенгинск - Троицкосавск.

В начале 2008 года в Улан-Удэ услуги связи предоставляли 27 операторов.

В 130 километрах от города расположено знаменитое озеро Байкал, считающееся самым уникальным озером во всем мире, а вокруг озера находится красивейшая природа.

2.2 Общие сведения о компании Tele2

Tele2 - один их лидирующих европейских телекоммуникационных операторов. Это международная телекоммуникационная компания. Штаб-квартира Tele2 находится в Стокгольме. Tele2 обслуживает более 34 миллионов абонентов в 11 странах Европы [16].

Крупнейший акционер компании - Investment AB Kinnevik (47,9 % голосующих акций), остальные акции находятся в свободном обращении. Официальный сайт компании:tele2.ru.

Компания предлагает услуги мобильной и фиксированной телефонной связи, доступа в интернет, кабельного телевидения и контента.

История самой Tele2 началась в 1970-х годах в Швеции, когда Ян Стенбек, сын основателя Группы Хьюго Стенбека, начал развивать телекоммуникационное направление. Вдохновившись идеей производителя мебели IKEA, он сформулировал основные принципы, которым до сих пор следует компания. Это качественный продукт по низким ценам [7].