Mobiliojo ryšio technologijos nuolat tobulėja, o kartu su jomis kinta ir būdai, kuriais nustatoma vartotojų buvimo vieta. Šiame straipsnyje gilinsimės į GSM (2G) tinklo aptarnavimo zonų apibrėžimą, nagrinėdami istorines metodikas ir lyginant jas su šiuolaikiniais sprendimais, tokiais kaip 4G, 5G ir pažangiosios vietos nustatymo sistemos. Aptarsime, kaip mobiliojo ryšio operatoriai ir reguliavimo institucijos kuria bei skelbia aprėpčių žemėlapius, ir kaip šie duomenys gali padėti vartotojams priimti informuotus sprendimus.
Bazinės vietos nustatymo metodai GSM tinkle
GSM, kaip antros kartos (2G) tinklas, nuo 2004 metų yra plačiausiai pasaulyje paplitęs mobiliųjų telefonų ryšio standartas, sudarantis 55% rinkos. Šiame tinkle mobilioji stotis, įjungta, informuojama apie ateinantį skambutį per PAGCH kanalą. Vienas iš esminių GSM tinklo bruožų yra jo požiūris į vartotojo buvimo vietos nustatymą. Nors kraštinis variantas būtų, jei mobilioji stotis nuolat pranešinėtų sistemai apie savo buvimo vietą individualios ląstelės lygiu, GSM sistemoje buvo pasirinktas kompromisinis sprendimas. Siekiant sumažinti signalizacijos apkrovą, ląstelės yra apjungiamos į grupes, vadinamas "location area" (aptarnavimo zonomis). Pranešimas apie buvimo vietos pakeitimą yra būtinas tik tuomet, kai vartotojas kerta ribas tarp ląstelių, priklausančių skirtingoms grupėms. Kai mobilioji stotis įjungta naujoje ląstelių grupėje arba patenka į kito operatoriaus tinklą, ji privalo registruotis.
Reikalavimai minimaliam signalizacijos srautui ir maksimaliam atnaujinimo greičiui GSM tinkle prieštarauja vienas kitam. Dėl šios priežasties, siekiant užtikrinti patikimumą, GSM turi periodinę buvimo vietos atnaujinimo procedūrą. Jei sistema bandytų vienu metu priregistruoti visas mobilias stotis, tai galėtų sukelti tinklo perkrovą. Todėl duomenų bazė yra atnaujinama tik įvykus buvimo vietos pasikeitimui. Buvimo vietos atnaujinimo procedūrai giminingos IMSI priskyrimo ir atskyrimo procedūros. Atskyrimas reiškia, kad mobilioji stotis yra nepasiekiama.
Evoliucinis žingsnis: „Timing Advance“ / „Round Trip Time“ metodas
Iki 2017 metų daugelyje pasaulio valstybių, įskaitant Lietuvą, mobiliojo ryšio operatoriai, siekdami nustatyti apytikrę skambinančiojo vietą, naudojo metodą, pagrįstą telefono aparato prisijungimu prie artimiausios mobiliojo ryšio bazinės stoties (bokšto) ir jos aprėpties bei krypties sektoriaus ploto nustatymu. Tačiau šis metodas neturėjo didelio tikslumo.
Nuo 2017 metų pradžios, Lietuvos mobiliojo ryšio operatorių tinkluose įdiegus atitinkamus pakeitimus, pradėtas naudoti pažangesnis metodas - „Timing Advance“ / „Round Trip Time“. Šis metodas ne tik atsižvelgia į telefono prisijungimą prie bazinės stoties ir jos sektoriaus plotą, bet ir į radijo ryšio signalo sklidimo laiką. Lyginant su ankstesniu metodu, skambinančiojo buvimo zonos plotas sumažėjo daugiau nei 10 kartų, žymiai padidinant tikslumą.
AML: Pažangiausia vietos nustatymo sistema išmaniuosiuose telefonuose
Beveik tuo pat metu, kai buvo tobulinami operatorių tinklų metodai, kompanijos „Google“ ir „Apple“ sukūrė ir pradėjo diegti šiuo metu pažangiausią vietos nustatymo sistemą - AML (angl. Advanced Mobile Location). Kai numeriu 112 skambinama iš išmaniojo telefono su atnaujinta „Android“ ar „iOS“ operacine sistema, pats telefonas, naudodamasis GPS, Wi-Fi arba mobiliojo ryšio siųstuvų radijo signalais, nustato savo buvimo vietą. Šios koordinatės automatiškai išsiunčiamos numeriu 112 koduota SMS žinute.
AML gaunamų vietos nustatymo duomenų tikslumas svyruoja nuo 6 metrų iki 1,2 kilometro. Lietuvoje AML funkcija pradėta diegti 2016 metais, Lietuvai tapus ketvirta šalimi pasaulyje, kuri pradėjo naudoti šį pažangiausią vietos nustatymo metodą.
60 Seconds on the AML M7225
4G (LTE) tinklų aprėpties zonos Lietuvoje
Lietuvos Respublikos ryšių reguliavimo tarnyba (RRT) atnaujina judriojo ryšio operatorių UAB „Bitė Lietuva“, „Telia Lietuva“, AB ir UAB „Tele2“ LTE (4G) tinklų tikėtinų aprėpties zonų žemėlapius. Paskelbti duomenys rodo, kad naujos kartos LTE (4G) technologijos judrusis ryšys, užtikrinantis didesnį duomenų perdavimo greitį, apima daugiau kaip 97 proc. Lietuvos teritorijos.
Lyginant su 2016 m. duomenimis, pastebimas reikšmingas 4G tinklų plėtros progresas. Aprėpties zonos pateikiamos pagal skirtingus elektromagnetinio signalo lygius, pradedant nuo minimalaus, leidžiančio užmegzti ryšį atviroje vietovėje, iki lygio, užtikrinančio ryšį pastatų viduje. Visų operatorių tinklų aprėpties zonos skaičiuojamos taikant vienodus metodus, įvertinant vietovės reljefo, pastatų ir miškų įtaką. Skaičiavimai atlikti pagal operatorių pateiktus ir RRT iki 2017 m. vasario 1 d. duomenis.
Žemėlapiai skirti operatorių tinklų palyginimui tiek visos Lietuvos teritorijos, tiek ir atskirų savivaldybių mastu. Anksčiau lyginant operatorių aprėpties žemėlapius buvo galima aiškiai išskirti „Telia“ (tuo metu - „Omnitel“) pirmavimą, tačiau dabar atotrūkis nuo „Tele2“ yra visiškai sutirpęs. Tiek „Telia“, tiek „Tele2“ 3G ir 4G ryšį teikia praktiškai identiškai kokybiškai - skirtumų galima ieškoti tik konkrečiuose rajonuose, ir tai tie skirtumai dažniausiai būna pakankamai nedideli. UAB „Tele2“ atstovas teigė, kad tai yra seniai numatytos įmonės strategijos įgyvendinimas: „Jau anksčiau sakėme, kad pirmas mūsų tikslas buvo užtikrinti padengimą visoje šalyje, ir įgyvendinome tai per porą metų nuo tinklo plėtros pradžios. Vien pernai pastatėme daugiau nei 600 naujų bazinių 4G stočių, įdiegėme 4,5G ir VoLTE balso bei duomenų perdavimo technologijas.“ Tuo tarpu UAB „Bitė“ atstovė spaudai paaiškino, kad jų tinklo plėtros strategija yra kiek kitokia: „Investicijų į tinklą lygis šiemet išlieka toks pat, kaip ir 2016 m. Pirmiausiai maksimaliai kokybišką ir stiprų ryšį užtikriname ten, kur jo labiausiai reikia, t. y. miestuose ir didesnėse gyvenvietėse. Todėl kai kuriais atvejais mūsų padengimas gali nežymiai skirtis teritorijos požiūriu, tačiau yra stipresnis miestuose.“ „Telia“ tinkle persiunčiamų 4G duomenų kiekis sudaro daugiau nei 80 proc. viso mobiliųjų duomenų srauto.
5G tinklų plėtra ir aprėpties skaičiavimai
5G NR Non-Standalone (NSA) tinklo aprėpčių skaičiavimams panaudotas Tarptautinės telekomunikacijų sąjungos ITU-R P. 525 radijo bangų sklidimo modelis bei elektromagnetinių bangų difrakcijos modelis „Deygout 1994“. Rezultatai atspindi tikėtinus 5G atraminio signalo (SS-RSRP) lygius lauke 1,5 m aukštyje virš žemės paviršiaus imtuvui, kurio antenos stiprinimo koeficientas yra -3 dBi. Skaičiavimai atlikti naudojant lazeriniais matavimais gautą Lietuvos reljefo sluoksnio žemėlapį (mastelis 1:6000), kurio gardelės dydis yra 60×60 m, kartu įvertinant paviršiaus užstatymą bei miškų įtaką.
Dėl sąsajos su 4G tinklu, 5G tikėtinų aprėpties zonų skaičiavimas yra sudėtingesnis už atitinkamus 4G skaičiavimus. Kai kuriais atvejais gyvenvietėse, 5G bazinės stoties artimoje zonoje (kelių šimtų metrų atstumu nuo bazinės stoties), skaičiavimai, tikėtina, davė pesimistiškesnius rezultatus. Ateityje, tobulinant skaičiavimo metodiką, bus siekiama pereiti prie didesnės raiškos skaičiavimų (gardelės ne didesnis nei 10×10 m), įskaitant individualius pastatus bei detalesnę augmeniją.
RRT skelbiami judriojo ryšio 5G padengimo skaičiavimų rezultatai, priklausomai nuo skaičiavimo datos, gali ženkliai skirtis nuo realios padengimo situacijos dabartiniu metu. RRT pagal galimybes aprėpčių žemėlapius atnaujina 1-2 kartus per metus ir skelbiamos tikėtinos aprėpties zonos atspindi situaciją skaičiavimų dieną. Todėl RRT negali garantuoti šių rezultatų tikslumo aktualiai datai. RRT rekomenduoja vadovautis protingumo ir racionalumo principais, bei įsivertinti, ar skelbiamų aprėpties rezultatų aktualumo data atitinka vartotojo poreikius.
Skaičiavimai atlikti pagal operatorių pateiktus ir tarnyboje iki 2025 m. spalio 23 d. užregistruotus bazinių stočių duomenis.
Užregistruotų 5G bazinių stočių skaičius pagal vietą:
- BITĖ LIETUVA: 1005
- TELIA LIETUVA: 1604
- TELE2: 698
Aktyvių 5G celių skaičius pagal kanalo plotį:
| Operatorius | 5 MHz | 10 MHz | 20 MHz | 60 MHz | 80 MHz | 100 MHz | Viso |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BITĖ LIETUVA | 65 | 47 | 55 | 28 | 237 | 28 | 313 |
| TELIA LIETUVA | 10 | 20 | 160 | 2 | 14 | 1468 | 1674 |
| TELE2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Pastaba: lentelėje esantys duomenys gali neatspindėti visos 5G technologijos plėtros situacijos.
Šioje lentelėje pateikiama, kokia dalis Lietuvoje esančių namų ūkių patenka į bendrą kiekvieno operatoriaus 5G NR tinklo aprėptį, t. y. kokiai daliai namų ūkių gali būti teikiamos 5G ryšio paslaugos. Rodiklis apskaičiuotas darant prielaidą, kad gyvenamoji patalpa prilyginama namų ūkiui.
5G NR namų ūkių padengimas, %:
- BITĖ LIETUVA: 77
- TELIA LIETUVA: 99,7
- TELE2: 72,6
5G NR signalo lygio aprašymas
| 5G NR signalo lygis (SS-RSRP) | Aprašymas |
|---|---|
| -115 dBm - -110 dBm (3,5 GHz dažnių juostoje) | Silpnas ryšys. Ryšys atvirose vietovėse. |
| -105 dBm - -100 dBm (3,5 GHz dažnių juostoje) | Vidutinio stiprumo ryšys. Ryšys automobiliuose, mažaaukštės statybos rajonuose, kaimo tipo gyvenvietėse. |
| -95 dBm - -90 dBm (3,5 GHz dažnių juostoje) | Stiprus ryšys. Ryšys visur 1,5 m. aukštyje. |
5G NR aprėpčių vertės atvaizduotos intervalais. Toliau dviem būdais - lentelėje ir grafiškai - pateikiamos aprėpčių vertės, išreikštos procentais.
Aprėpčių žemėlapių svarba vartotojams
Aprėpčių žemėlapiai leidžia vartotojams palyginti ir pasirinkti judriojo ryšio paslaugas pagal jų poreikius atitinkantį kokybės lygį. Juos naudojant galima įvertinti, ar konkretaus operatoriaus tinklas užtikrina reikiamą ryšio kokybę tam tikroje vietovėje, ar jis yra tinkamas naudoti pastatų viduje, ar atvirose erdvėse.
Skambinant numeriu 112, tiksli skambinančiojo vieta žinoma tik tuo atveju, kai skambinama iš fiksuoto ryšio telefono, nes jis yra registruotas konkrečiu adresu. Nei Bendrasis pagalbos centras, nei kiti skubios pagalbos skambučių centrai patys nenustatinėja skambinančio asmens buvimo vietos. Apytikrę vietą nustato ir duomenis jiems perduoda mobiliojo ryšio operatoriai. Šiuolaikinės technologijos, tokios kaip AML, žymiai pagerina šį procesą, užtikrinant greitesnį ir tikslesnį pagalbos suteikimą kritinėse situacijose.