Экономические аспекты решения проблемы рационального выбора технологий в сетях доступа единой сети электросвязи РФ

Актуальность темы

исследования. В настоящее время в результате перехода к рыночным отношениям связь и информатизация стала одной из наиболее динамично развивающихся отраслей российской экономики. Имеет место постоянно опережающий, по сравнению с другими отраслями, прирост доходов. В среднем, в начале 2000;х годов, он составил 30−40% в год. Доля телекоммуникаций в ВВП страны увеличилась до 5%.

Системные изменения, происходящие в Российской экономике с конца 90-х годов, позволяют сегодня говорить о переходе от этапа стабилизации к этапу устойчивого роста. На первое место сегодня выходит эффективное использование сформированного за последние годы национального финансового резерва. Трудно переоценить роль телекоммуникационной отрасли в этих условиях. Во-первых, телекоммуникации весьма выгодны с точки зрения вложения капитала, обеспечивают достаточно высокую экономическую эффективность вложений. Во-вторых, имеет место так называемый косвенный эффект, когда использование средств телекоммуникаций в других секторах экономики приводит к повышению их эффективности.

Сетевой основой российских телекоммуникаций определена Единая сеть электросвязи (ЕСЭ). На ЕСЭ имеется множество сетей, различающихся по назначению, типам, характеристикам и размерам. Наиболее капиталоемкой частью ЕСЭ является сеть доступа. Самая разветвленная и трудоемкая в обслуживании сеть доступа предназначена для передачи специализированных сигналов от потребителей к портам транспортной сети и обратно. Исторически сеть доступа уже почти 100 лет строится на основе многопарных симметричных линий связи. В настоящее время, несмотря на существенные технологические изменения, около 98% абонентских терминалов фиксированной связи подключено к узлам доступа с использованием многопарных кабелей связи.

В соответствии с ранее действующей в СССР концепцией развития связи, основное внимание уделялось обеспечению безопасности и обороноспособности страны. Развитию связи народнохозяйственного комплекса, а также обеспечение потребности населения страны в связи уделялось недостаточное внимание. При этом имело место недооценка возможности повышения производительности труда и экономии личного времени граждан за счет использования средств связи. Такая государственная политика, в сочетании с колоссальной концентрацией капитала в военно-промышленном комплексе, послужила причиной серьезных перекосов в развитии связи общего пользования в секторе «население», особенно в сельских районах.

Концепция развития связи в капиталистических странах изначально предусматривала получение коммерческой выгоды. Тем не менее, развитию связи в труднодоступных и отдаленных районах уделялось серьезное внимание государства. Поэтому диспропорции в развитии связи развитых капиталистических стран были существенно ниже. Большое внимание уделялось удовлетворению потребностей конечных пользователей.

В конце прошлого века, несмотря на отставание России в развитии связи, сложилась ситуация, когда технологические инновации создали возможность сокращения этого разрыва. Так, например, темпы развития рынка мобильной связи в России превосходят самые оптимистичные прогнозы. На рынке фиксированной связи также имеется ряд примеров, внушающих определенный оптимизм в оценках возможностей снижения диспропорций развития телекоммуникаций.

Сегодня доля капитальных затрат на строительство сети доступа составляет по разным оценкам от 70−80% затрат на строительство всего телекоммуникационного комплекса. При этом для традиционной технологии связи имеет место рост капиталоемкости сети доступа. В последнее время наблюдается отток части трафика, в том числе высокодоходного трафика дальней связи к операторам мобильной связи, что также обуславливает снижение экономической эффективности сети фиксированной связи.

Модернизация сети связи, позволяющая увеличить доход па линию за счет внедрения новых услуг, потребует существенных инвестиций. Такая модернизация может проводиться с использованием различных телекоммуникационных технологий, реализуя различные сценарии повышения пропускной способности сети доступа, плотности абонентских терминалов и д.р. Как известно инфокоммупикациоипая закономерность связывает душевой ВВП с потреблением телекоммуникационных услуг. Появление различных технологий доступа позволяет распространить действие инфокоммупикационной закономерности и на технологический ресурс сети доступа.

Возвращаясь к тезису о значимости телекоммуникаций в национальной экономики, которая без преувеличения должна играть роль своего рода локомотивом, создавая условия эффективного развития экономики в целом, еще раз подчеркнем значение сети доступа, как основы ЕСЭ. Именно сбалансированное развитие телекоммуникаций, включая самый капиталоемкий ее участок — сеть доступа в целом позволит выполнить задачи стоящие перед отраслью.

Рост жилищного строительства и приоритетное развитие сельского хозяйства страны потребует значительных инвестиций в развитие сети доступа. Задача сбалансированного развития эффективных технологий на уровне сети доступа стоит в одном ряду с важнейшими задачами повышения экономической эффективности экономики страны, приоритетного развития наукоемких отраслей народного хозяйства, снижения удельного веса ресурсодобывающих отраслей в ВВП страны.

Анализ современного состояния телекоммуникаций РФ показывает, что комплекс социально-экономических и технологических проблем, стоящих перед отраслью, требует детального изучения, структурирования и разработки технико-экономических моделей функционирования современных сетей связи.

Модели построения городской телефонной сети связи, разработанные в 6070 годы прошлого века, в настоящее время мало применимы на практике. За прошедшие годы произошли такие серьезные технологические перемены, изменились стоимостные характеристики компонентов сети, что необходимо частично пересмотреть даже собственно подходы к построению модели. Как будет отмечено далее, существенное влияние на структуру сети оказали современные тенденции конвергенции и деспециализации сетей. Появилось целое семейство беспроводных технологий доступа, имеющих принципиально иную структура себестоимости.

Отметим, что вопросам повышения экономической эффективности связи, посвящено большое количество исследований. Весомый вклад в их решение виесли и отечественные ученые: В. Б. Булгак, Варакии JI.E., Н. П. Резникова, Т. А. Кузовкова, Е. А. Голубицкая, Е. В. Демииа, В. О. Тихвинский, М. А. Быховский, А. С. Добронравов и др. В частности, исследованию вопросов эффективности сетей доступа посвящены работы Н. А. Соколова, касающиеся, в основном, технологических аспектов. Тем пе менее, решение задачи повышения экономической эффективности сетей доступа далеко от полного завершения.

С этих позиций весьма актуальным является вопрос разработки моделей функционирования и оптимизации по экономическим критериям современных сетей доступа с использованием как проводных, так и беспроводных технологий. На базе разработанных моделей возможно, во-первых, провести сравнение технологий между собой, во-вторых, определить технологию доступа, позволяющую повысить экономическую эффективность сетей для конкретной территории или региона, в-третьих, оценить эффективность сетей доступа в условиях, традиционно сложных для развертывания наземной сети, сравнив наиболее экономичные технологии сетей доступа с технологиями спутниковой связи. Решению этих вопросов и посвящена настоящая диссертационная работа.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является исследование проблем повышения экономической эффективности сетей доступа ЕСЭ РФ па основе рационального выбора технологии. В соответствии с поставленной целыо в диссертационной работе решались следующие основные задачи:

• анализ закономерностей, особенностей и основных направлений развития сетей доступа в Российской Федерации и в мире;

• обоснование выбора технологий сетей доступа, подлежащих анализу (базовых);

• определение и формализация значимых характеристик территорий, охватываемых сетями доступа;

• разработка технико-экономической модели функционирования сетей доступа;

• обоснование и выбор критерия рационального выбора технологии в сетях доступа;

• оптимизация функционирования сетей доступа за счет рационального выбора технологии сети доступа по выбранному экономическому критерию;

• разработка практических рекомендаций по применению каждой из базовых технологий доступа в Единой сети электросвязи РФ.

Объектом исследования в работе являются сети доступа ЕСЭ РФ.

Предметом исследования является экономическая эффективность сетей доступа Российской Федерации и методы ее повышения па основе рационального выбора технологии доступа.

Методологической и теоретической основой исследования явился ряд положений и методов, часть из которых применена для проведения предварительных исследований, другие — как органические составные части разрабатываемого метода принятия стратегических решений с использованием моделирования сложных организационно-экономических систем связи.

Информационной базой исследования являются: статистические и аналитические данные Министерства Российской Федерации по связи и информатизации, официальные публикации и отчеты о состоянии рынка связи в России и в мире ряда российских и зарубежных изданий и аналитических агентств, а также данные, предоставленные операторами связи.

Научная новизна работы состоит в разработанных подходах и методах рационального выбора технологии сетей доступа ЕСЭ России, расширяющих существующие представления о возможностях повышения ее экономической эффективности и позволяющих из множества возможных технологий выбрать наилучшую по критерию минимума приведенных затрат оператора с учетом ограничений, накладываемых на этот выбор социально-экономическими показателями региона и уровнем развития телекоммуникационной инфраструктуры оператора. К основным результатам исследования, отличающимся научной новизной, относятся:

• выявленные и значимые показатели развития телекоммуникационной инфраструктуры оператора — территориальная плотность узлов доступа, аптенно-мачтовых сооружений, использования BOJ1C на сети межстанциопной связи и социально-экономические характеристики территории, охватываемой сстыо доступа — площадь территориального сегмента, плотность населения, тип застройки, а также способ их формализации;

• установленные взаимосвязи между набором социально-экономических показателей региона, уровнем развития телекоммуникационной инфраструктуры оператора и показателями экономической эффективности сети доступа и их формализация в форме экономико-математических моделей;

• методика рационального выбора технологии на базе экономикоматематической модели оптимизации показателей эффективности сетей доступа;

• перечень технологий доступа для целей универсального обслуживания, полученные с использованием предложенной методики.

Основные положения, выносимые на защиту, могут быть сформулированы следующим образом:

• результаты анализа современного состояния сетей доступа России и экономических проблем развития сетей доступа в РФ;

• требования и критерии рационального выбора технологии в сетях доступа ЕСЭ РФ;

• метод формализации взаимосвязей показателей развития телекоммуникационной инфраструктуры оператора и значимых социально-экономических характеристик территории, охватываемой сетями доступа;

• модель оптимизации сети доступа по экономическому критерию;

• алгоритм и результаты рационального выбора технологии в сетях доступа, в том числе для целей универсального обслуживания.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования:

• инвестором или оператором разработанных моделей функционирования и оптимизации в качестве инструмента выбора технологии сетей доступа при принятии управленческих решений о строительстве и модернизации сети связи;

• оператором, в том числе оператором универсального обслуживания, практических рекомендаций по внедрению анализируемых технологий доступа. Наиболее существенный для практического применения результат заключается в том, что теоретический анализ доведен в работе до практических рекомендаций и выводов, касающихся повышению экономической эффективности сети доступа.

Использование результатов работы. Результаты диссертационного исследования нашли отражение в практической деятельности ряда отечественных операторов фиксированной связи, что подтверждается соответствующими актами об использовании. Кроме того, результаты были использованы в учебном процессе МТУСИ.

Апробация результатов работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались па научно-технических конференциях профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ (Москва, 2000;2005 гг.), на конференции Международной академии информатизации (2000;2005 гг.). По результатам исследования опубликовано 7 печатных работ, в том числе 5 статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и 7-ми приложений. Основная часть работы содержит 155 страниц машинописного текста, 26 таблиц, 39 рисунков.

Список литературы

включает 106 наименований.

3.6. ВЫВОДЫ.

На основе семейства моделей, разработанных во второй главе проведен параметрический анализ экономико-математических моделей. Исследована удельная стоимость сети в постановке задачи, рассмотренной в [1, 34]. Полученные результаты соответствуют качественным положениям и оценкам изложенным в [31, 43, 71, 78]. На основание полученных результатов сформулированы рекомендации к применению рассмотренных технологий доступа для городских, сельских и малонаселенных территорий- 1. Получены пороговые значения спроса, при которых наложенные сети на основе любых технологий доступа не обеспечивают достаточной эффективности сети. Подобные оценки могут быть интересны как альтернативным операторам, планирующим строительство наложенной сети, так и традиционным операторам, желающим сохранить доминирующее положение;

3. Показано, что преимущества радиотехнологий, как правило сказываются в сельских населенных пунктах и в условиях малонаселенных территорий. Результаты анализа показывают привлекательность уплотнения абонентских линий с использованием технологии ADSL для городских поселений. Полученные численные оценки представляют практический интерес для сравнения полученных стоимостных характеристик проектируемых сетей полученных в рамках бизнес-планирования и разрабатываемых рабочих проектах;

4. Рассчитаны отношения удельных затрат на строительство сельских и городских сетей доступа. Показано, что средние удельные затраты строительства сельских сетей превышают средние показатели городских населенных пунктов. Причем для «проводных» технологий это справедливо в большей степени, чем для «беспроводных» особенно для небольших — 0,5 — 2 кв. км сельских населенных пунктов. Этот факт, очевидно, является одной из основных причиной так называемого «цифрового разрыва»;

5. Рассмотрено место и возможности каждой из анализируемых технологий в национальной телекоммуникационной сети. Исследована чувствительность результирующего показателя к вариации уровня развития телекоммуникационной инфраструктуры оператора. Сформулированы рекомендации по применению анализируемых технологий;

6. Проведен выбор технологий доступа для сетей универсального обслуживания. Сравнение эффективности вариантов применения наземной телекоммуникационной сети или VSAT сети проводилось по критерию равенства приведенных затрат вариантов. Результаты анализа показывают, что наземные средства телекоммуникаций с целью решения задач универсального обслуживания целесообразно использовать в диапазоне плотностей абонентских терминалов от 0,002 вплоть до 1−10 аб.терм./кв.км. Получены численные оценки эксплуатационных затрат и капитальных вложений для анализируемых технологий. Проводные технологии оказываются убыточны вплоть до плотностей 20- 100 аб.терм./кв.км.

7. Намечены подходы к анализу эффективности комбинированных систем. В условиях значительной дисперсии плотности населения совокупность «очаговых» расселений можно рассматривать как совокупность «групповых» абонентских терминалов с суммарным трафиком такого компактного населенного пункта. Задача решается в два этапа: определяется технология связывающая «очаговые» расселения, далее определяется технология «внутри» (или в пределах) населенных пунктов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Показано, что имеет место существенное отставание в развитии телекоммуникаций Российской Федерации в целом по сравнению с экономически развитыми странами мира, а также дисбаланс в развитии телекоммуникаций в пределах национальной сети — между городом и селом. Одна из причин сложившегося положения состоит в невысокой по сравнению с развитыми странами средней плотности населения страны (8,7 чел / кв. км), особенно в сельских (2,2 — 2,3 чел / кв. км) и малонаселенных (менее 0,77 чел / кв. км) районах. Экономическая эффективность сети доступа на основе многопарных медных кабелях связи, в таких условиях, недостаточно высока, а в сельских районах, зачастую, оказывается недопустимо низкой (срок окупаемости более 20−50 лет). Современные требования к полосе пропускания сети связи на абонентском участке соответствуют уровню около 10 Мбит/с и реализуются при использовании различных сред передачи, в том числе BOJ1C, коротких симметричных линий связи, коаксиальных кабелей, открытой воздушной среды;

2. Установлено, что выбор технологии сети доступа в настоящее время является сложной технико-экономической задачей. Особенности сети доступа — высокая капиталоемкость, консервативности и трудоемкости обслуживания во многом определяют сложность доведения современных услуг до конечного пользователя. Эффективность сети связи в целом определяющаяся эффективностью сети доступа, зависит, в свою очередь, от многих внешних по отношению к сети социально-экономических факторов и значимых внутренних показателей развития телекоммуникационной инфраструктуры оператора;

3. Определены базовые технологии доступа (11 технологий), и па основании проведенного анализа, области их рационального использования в ЕСЭ РФ;

4. Предложена методика рационального выбора технологии доступа. В основе методики положен комплекс моделей в которых, для формирования набора переменных выделены, рассмотрены и систематизированы значимые параметры внешней и внутренней среды, оказывающие существенное влияние на ее стоимостные характеристики. Эти параметры представляют собой семейство социально-экономических характеристик региона, характеристик, определяющих уровень развития телекоммуникационной инфраструктуры оператора, и экономически обоснованная на основе информационно-экономической закономерности территориальная плотности вводимых абонентских терминалов. Для снижения количества базовых переменных модели, предложена свертка показателей, разработан комплексный дискретный показатель, характеризующий расселение и развитие телекоммуникационной инфраструктуры оператора в пределах анализируемой территории;

5. Получены относительные численные значения удельных затрат строительства сети доступа в городских, сельских и малонаселенных территориях. Для средних городских поселений удельные затраты па строительство сети технологий HFC, DECT, ADSL составляют около 2,5−3,5 тыс. руб. Удельные затраты для средних сельских поселений составляют от 9 до 15 тыс. руб. Рассмотрено место и возможности каждой из анализируемых технологий в национальной телекоммуникационной сети. Исследована чувствительность результирующего показателя к вариации уровня развития телекоммуникационной инфраструктуры оператора;

6. Проведен рациональный выбор технологий, обеспечивающих минимальные удельные приведенные затраты в условиях универсального обслуживания. Вычислены диапазоны плотностей абонентских терминалов, при которых выбранные технологии обеспечивают наименьшие удельные приведенные затраты. Получены значения плотности абонентских терминалов, являющихся пороговыми с точки зрения эффективности развертывания наемной сети доступа в малонаселенных территориях;

7. Полученные в работе результаты закладывают достаточную основу исследования комбинированных технологий доступа и повышения эффективности мультисервисных сетей на базе рационального управления контентом.

Таким образом, полученные в диссертации новые научные результаты, методика расчетов, конкретные выводы и рекомендации представляют собой систему обоснованных управленческих решений, использование и дальнейшее развитие которых может способствовать повышению экономической эффективности сетей доступа операторов связи РФ.