Определение пикосот
Пикосота (picocell) — это небольшая базовая станция малой мощности - 0,3 – 5 Вт в наружном (outdoor) исполнении и менее 300 мВт для расположения внутри помещений (indoor). Пикосоты работают в лицензируемом диапазоне и подключаются к транспортной сети самим же сотовым оператором, и им же управляются в рамках единой сети. Пикосоты предназначены, как правило, для повышения уровня сигнала внутри больших помещений и в общественных местах либо для увеличения емкости сети.
Пикосоты относятся к т.н. малым сотам (small cells), которые, обладая общим назначением (улучшение покрытия мобильной связи, емкости сети, различные приложения для частных и корпоративных пользователей), различаются по радиусу действия, значительно уступая по «дальнобойности» обычным базовым станциям сотовой связи — макросотам (Рис. 1). Соответственно, «малые соты» различаются по месту применения — домохозяйство, предприятие, городская среда или сельская местность (Рис. 2). Как правило, фемтосоты используются в частном и корпоративном секторе, пикосоты — на крупных предприятиях и в закрытых общественных местах (аэропорты, железнодорожные вокзалы, торговые центры), микросоты — в городах (в тех случаях, когда можно обойтись без внедрения «больших» базовых станций — макросот), метросоты — также в городах для решения проблемы недостаточной пропускной способности сетей на определенных участках (проблема «бутылочного горлышка»). Кроме того, существуют попытки использовать «малые соты» и в сельской местности
Преимущества и недостатки пикосот
По прогнозам Informa Telecoms & Media, рынок малых сот составит $22 млрд к 2016 г.; при этом 73% его будут составлять малые соты для покрытия общественных мест.
Полная интеграция пикосот с макросетью позволяет использовать существующую операторскую инфраструктуру (контроллеры базовых станций, ядро сети, транспорт) без необходимости развертывания специализированных сетевых элементов, как в случае с фемтосотами. Это позволяет использовать пикосоты в рамках т.н. гетерогенных сетей (HetNet). Пикосоты являются наиболее эффективным способом улучшения покрытия и увеличения емкости сети внутри помещений, оставаясь под контролем сотового оператора и работая в лицензируемом диапазоне.
Один из основных недостатков пикосот — их высокая стоимость, которая все еще выше стоимости компонентов распределенных антенных систем (Distributed Antenna Systems, DAS). В то же время, малый радиус действия пикосот требует их точного размещения с определением конкретных мест концентрации абонентов или мест с плохим покрытием внутри помещений. При построении гетерогенных сетей единый ограниченный частотный ресурс, с которым работают базовые станции уровней макро, микро- и пико, вызовет необходимость постоянного контроля и управления распределением между слоями. Для этого потребуется высокая степень автоматизации работ по первоначальной настройке сети, ее оптимизации, поиску и устранению неисправностей, с тем, чтобы повысить эффективность процедур эксплуатации и обслуживания (O&M) и снизить их себестоимость в расчете на один сетевой элемент.
Основные поставщики
Экосистема пикосот и шире — малых сот в целом, включает в себя около 70 различных вендоров, объединенных в рамках Small Cell Forum. Их можно разделить на несколько ключевых категорий (Таблица 1).
Прежде всего, это поставщики комплексных системных решений (end-to-end), начиная от самих базовых станций, шлюзов, разработки ПО и поставки других компонентов для полномасштабных операторских проектов (Alcatel-Lucent, Huawei, Nokia Siemens Networks, ZTE). Далее идут производители непосредственно оборудования доступа (ip.access, SpiderCloud Wireless, Cisco/Ubiquisys, российская компания «Телум» (торговая марка Ranberry)1, а также южнокорейские Juni и Contela). Большинство разработчиков поставляет кластерные решения по пикосотам, когда большое их число (до 1000 устройств) управляется и конфигурируется локальным контроллером, выступающим единственной точкой входа в опорную сеть операторам для всего кластера, настройке сети, ее оптимизации, поиску и устранению неисправностей, с тем, чтобы повысить эффективность процедур O&M и снизить себестоимость эксплуатации.
Рынок пикосетей: текущее состояние, тенденции и прогнозы
В мире
Как правило, пикосоты используются для улучшения покрытия сотовой сети в 2G/GSM и увеличения пропускной способности в сетях 3G/LTE в местах непосредственной концентрации абонентов, в перспективе — в составе комплексных гетерогенных решений. Из-за компактных размеров и простоты установки пикосоты часто используются для покрытия сотовой связи на т.н. «подкидных» удаленных объектах, связанных с опорной сетью оператора лишь по спутниковому каналу (морские суда, авиалайнеры, буровые платформы и т.д.). Крупнейшие проекты внедрения пикосот в мире связаны, в основном, с GSM и частично с 3G. В LTE же они начинают активно развиваться, особенно в странах с высоким проникновением услуг LTE (Южная Корея, США, Япония), где уже назрела реальная проблема увеличения емкости сетей.
Ключевые драйверы роста рынка малых сот, в том числе и пикосот, включают рост трафика мобильной передачи данных в условиях дефицита спектра, необходимость в разгрузке трафика и расширении зоны покрытия, в том числе покрытия внутри помещений (Рис. 3).
Также существенным фактором роста рынка пикосот может стать снижение их стоимости. В конечном итоге они должны стать настолько доступными как фемтосоты, сохранив функциональность полноценной операторской базовой станции. Но это может случиться только в случае появления массового рынка пикосот, удешевлению компонентной базы за счет перехода на микроэлектронные технологии и их интеграции в BSC (base station-on-chip).
Технологическим драйвером рынка станет развитие сетей LTE — с ростом проникновения 4G возникает необходимость увеличения емкости сетей. По прогнозам Mobile Experts, в 2017 г. на сегмент LTE будет приходиться до 2/3 всех поставок малых сот.
С другой стороны, массовое внедрение пикосот в рамках сетей HetNet приведет к резкому возрастанию количества сетевых элементов. Даже с учетом функционала самоорганизующихся сетей (SON), управлять такими многослойными сетями традиционными методами станет экономически невыгодно. Поэтому потребуется не только полная автоматизация точек доступа, но сложная и дорогая работа по оптимизации всей сети, поиску и устранению неисправностей и т.д. При этом с 3G-пикосотами класса indoor пока еще конкурируют распределенные антенные системы (DAS)2; для организации indoor-покрытия используются также различного рода репитеры (пассивные, активные и смарт-репитеры).
По прогнозам Informa Telecom & Media, рынок малых сот к 2017 г. достигнет 8,6 млн единиц, фемтосоты останутся доминирующим типом оборудования этого класса, доля пикосот существенно вырастет, но все равно останется незначительной (Рис. 4).
По прогнозам SpiderCloud Wireless, сегмент пикосот начнет расти примерно с конца 2013 - начала 2014 г. (Рис. 5), и к 2016 г. вместе с фемтосотами, микросотами и метросотами достигнет 18% от общих затрат операторов на сети радиодоступа (RAN). При этом, доля пикосот совместно с метросотами, начав быстрый рост с 2015 г, будет занимать уже более трети сегмента малых сот. Это связано с достижением к тому времени зрелости экосистемы LTE в мире и необходимостью перехода от начального этапа территориальной экспансии к этапу точечного увеличения емкости таких сетей.
В перспективе, в сегменте сетей 3G, малые соты достигнут паритета в своем развитии с основным сегодняшним своим конкурентом при расширении покрытия внутри помещений — распределенными антенными системами (DAS). По данным ABI Research, к концу 2016 г, рынок малых сот для предприятий (enterprise small cell), составивший в 2012 г. треть рынка DAS, сравнится с ним, достигнув объема $2 млрд в год. При этом внедрения решений DAS будут продолжать расти при необходимости обеспечения услуг сотовой связи в помещениях площадью свыше 45 тыс. кв. м, а решения enterprise small cell — в основном, в помещениях площадью менее 30 тыс. кв. м.
По мнению ABI Research, разработчики решений DAS более обеспокоены сегодня опасностью со стороны малых сот, чем это было несколько лет назад. И хотя большинство поставщиков распределенных антенных систем сегодня не видят реальной угрозы, наиболее прозорливые начинают изучать потенциал малых сот, понимая, что за ними — будущее.
Однако, как считает технический эксперт в одном из операторов «большой тройки», распределенные антенные системы обеспечивают сектора существенно большего размера, чем пикосоты, и в некоторых случаях использование DAS более предпочтительно. Например, по его мнению, возможны перегрузки пикосоты, обслуживающей планерку в одном из помещений здания, в то время как другие пикосоты, расположенные на том же этаже, будут стоять «пустыми». DAS такой миграции просто не «заметит».
Пока сегменты enterprise small cell и DAS развиваются параллельно, нацеленные на обеспечение покрытия в зданиях различной площади. Однако набирающая обороты тенденция по покрытию различных общественных мест, таких как аэропорты, торговые центры, вокзалы, стадионы и т.д. малыми сотами может в перспективе сократить рыночную долю DAS. Но, скорее всего, оба сегмента будут постепенно взаимопроникать друг в друга, особенно в зданиях средней площади. По прогнозам ABI Research, к 2017 г. малые соты будут составлять до четверти элементов DAS, помимо традиционных репитеров, макробазовых станций и вынесенных антенн, поскольку они легки в установке, имеют небольшие размеры и дешевле других решений.
Сегмент пикосот начнет расти примерно с конца 2013 - начала 2014 г, и к 2016 г. вместе с фемтосотами, микросотами и метросотами достигнет 18% от общих затрат операторов на сети радиодоступа. При этом, доля пикосот совместно с метросотами, начав быстрый рост с 2015 г, будет занимать уже более трети сегмента малых сот.
В России
«МегаФон» на сегодняшний день использует пикосоты для организации связи, там, где применение макро-базовых станций нецелесообразно или невозможно. К таким объектам относятся крупные торговые и бизнес-центры, аэропорты, вокзалы и т.п. Как считают в компании, на данном этапе развития сети оператора массовое внедрение пикосот нецелесообразно, поскольку имеются достаточные ресурсы емкости макросети.
Компания МТС предлагает коммерческое решение для рынка B2B — пикосоты устанавливаются для ключевых бизнес-клиентов, у которых есть необходимость в установке такого решения.
В Самаре «ВымпелКом» реализовал проект по созданию коврового покрытия внутри помещений высотного бизнес-центра, на каждом этаже было размещено по две пико-базовой станции. Столичный филиал оператора в настоящее время внедряет микро-базовые станции, размещаемые там, где невозможно установить макро-базовую станцию для получения качественного радиопокрытия.
Российские сотовые операторы, в основном, используют пикосоты для улучшения покрытия общественных мест, где использование макро-базовых станций нецелесообразно (торговые центры, аэропорты, вокзалы, спортивные сооружения), либо для решения точечных проблем с покрытием территории ключевых корпоративных заказчиков. Исследования по внедрению пикосот 3G и LTE в России ведутся, но емкости построенных сетей еще достаточно для существующих объемов трафика. С точки зрения планирования сети проекты такого рода являются эксклюзивным решением, и рынок пикосот в России еще не сформирован.
При этом в России действует упрощенный характер введения в эксплуатацию маломощных РЭС стандартов GSM/UMTS/LTE внутри помещений, в том числе и пикосот, — без оформления отдельных решений ГКРЧ и разрешений на использование радиочастот или радиочастотных каналов. Использование маломощных РЭС должны работать только на тех радиочастотах или радиочастотных каналах, которые присвоены (назначены) соответствующей базовой станции, а их мощность ограничена. Использование маломощных РЭС разрешается внутри зданий, закрытых офисных, складских и производственных помещений, тоннелей, подземных (заглубленных) сооружений, на территориях подземных перегонов и станций метрополитена. Соотношение разрешенных диапазонов и технологий, использование которых в них допускается с ограничениями по уровню мощности, представлены в таблице 2. Схожей «мягкой» концепции применения малых сот придерживаются национальные регуляторы большинства стран и мира.
По прогнозам J’son & Partners Consulting, сегмент пикосот начнет активнее развиваться не ранее 2016 гг, в период, на который ожидается пик строительства сетей 4G/LTE. К тому времени в мире уже будет сформирована экосистема малых сот, включая пикосоты; возрастут и требования корпоративных заказчиков к качеству радиосвязи и уровню покрытия.