Лекции по Эволюции местных телефонных сетей   

5. Долгосрочный прогноз развития местных сетей

5.1.2. Прогнозирование основных показателей

Перечень "основных показателей", характеризующих развитие электросвязи, может быть составлен с разных точек зрения. В предшествующих главах рассматривались, преимущественно, аспекты построения и эволюции сетей электросвязи. С этой точки зрения наибольший интерес представляют прогнозы изменений следующих параметров:

- удельный вес различных видов электросвязи, которые существенны для определения требований к сети и ее основным элементам;

- темпы роста терминалов, используемых на различных вторичных сетях;

- динамика процессов цифровизации первичной и/или вторичных сетей, включая внедрение;

- использование перспективных направляющих систем, из которых для местных сетей наибольший интерес представляют ОК и радиосредства.

Классический подход к прогнозированию основан на истории  изменения исследуемой характеристики, которая может быть заимствована из статистических данных [2]. Существует несколько методик прогнозирования, основанных на статистическом материале. Одна из наиболее простых и, вместе с тем, эффективных методик, основанная на регресионном анализе, изложена в [3]. Коэффициенты Регрессии определяются методом наименьших квадратов, который широко используется в подобных задачах.

Для аппроксимации исследуемого процесса необходимо подобрать аналитическую кривую из двенадцати функций, определенных в [3] следующим перечнем:

 I. Линейная.

 II. Экспоненциальная.

 III. Степенная.

 IV. Гиперболическая.

 V. Гиперболическая.

 VI. Гиперболическая 3 типа.

 VII. Логарифмическая.

 VIII. S-образная (логистическая);

 IX. Обратная логарифмической;

 X. Модифицированная экспонента;

 XI. Кривая Гомперца.

 XII. Логистическая.

Из представленных функций необходимо выбрать одну, обеспечивающую лучшее приближение к имеющимся статистическим данным. Процедура выбора искомой функции может быть представлена следующей последовательностью:

- для всех функций методом наименьших квадратов определяются неизвестные коэффициенты каждой кривой (в [3] предложено рассчитывать коэффициенты детерминации и корреляции, стандартную и среднеквадратическую ошибки);

- кривая для прогнозирования выбирается по максимальному значению коэффициента детерминации при минимальных (приемлемых) значениях соответствующих ошибок.

По выбранной кривой можно не только прогнозировать развитие исследуемого процесса, но и оценить ошибку прогноза в зависимости от периода, на который он выполняется. Ошибка прогноза, выраженная через величину доверительного интервала, определяется по известным в математической статистике формулам [2, 3].

Подобный подход может быть использован для прогнозирования таких величин как емкость ТФОП, протяженность линий передачи первичной сети, численность обслуживающего персонала и т.п. Существенно сложнее прогнозировать процессы, начавшиеся несколько лет назад. В качестве характерных примеров такой ситуации можно назвать численность абонентов ЦСИО и удельный вес ОК на абонентской сети. Еще сложнее прогнозировать течение процессов, которые, практически, не имеют истории. В качестве такого процесса могут рассматриваться многие аспекты создания широкополосной ЦСИО.

В этих случаях прогнозирование может основываться на методе экспертных оценок, на результатах, полученных для каких-либо похожих процессов, и на специальных методиках, ориентированных на ограниченный статистический материал [4].

В большинстве прогнозах, опубликованных в технической литературе по электросвязи, не приводятся сведения об использованном математическом аппарате. Поэтому соответствующие результаты приводятся в этом параграфе только с указанием источника. Использовать приводимые ниже результаты для прогноза аналогичных процессов для ВСС РФ следует очень осторожно.

Один из фундаментальных вопросов, возникающих на этапе разработки прогнозов основных характеристик системы электросвязи, заключается, по всей видимости, в оценке перспективности различных телекоммуникационных технологий. Значение подобных оценок могут оказать большое влияние на самые существенные аспекты развития сетей электросвязи.

Очень интересен, в этом плане, рисунок, приведенный, например, в [5]. Ряд кривых, показанных в упомянутой работе, приведен на рисунке 5.1. Зависимости, показанные на рисунке, можно рассматривать как исходный материал для прогноза как числа терминалов различного назначения, так и темпов изменения спроса на соответствующие услуги. Следует учесть, что приведенные кривые отражают некие усредненные тенденции, так как число терминалов – ось Y – относится ко всей совокупности оконечного оборудования во всех странах мира. Очевидные тенденции спада услуг, обеспечиваемых сетью Телекс и системами типа Телетекс, не являются справедливыми для всех стран.

Основной вывод, который можно сделать на основании поведения двух соответствующих кривых, состоит в том, что с определенной вероятностью через некоторое время трафик терминалов Телекс и Телетекс начнет падать. Оценки искомой вероятности и момента времени, когда проявится упомянутая тенденция, можно отнести к самым актуальным задачам, касающимся прогнозирования дальнейшей эволюции ВСС РФ.

Телефония, значительно опережая все остальные виды телекоммуникационных технологий по общему числу эксплуатируемых терминалов, существенно отстает от темпов роста таких видов электросвязи как передача данных и сотовые сети. Темпы роста ТФОП составляют, в среднем, 4% в год против 25% для сетей, создаваемых для передачи т.н. нетелефонной информации [5].

Столь низкие темпы роста телефонии объясняются, по всей видимости, тем, что большинство наиболее крупных национальных ТФОП уже обеспечили подключение практически всех потенциальных абонентов. И именно в этих странах весьма интенсивно развиваются сети и системы, ориентированные на услуги, которые не обеспечивает ТФОП. Это ситуация, в свою очередь, объясняет столь высокий показатель роста (25 процентов) терминалов, передающих нетелефонную информацию.


Приведенные данные по темповым характеристикам следует – применительно к ВСС РФ – рассматривать как весьма долгосрочные тенденции. По телефонной плотности Россия занимает весьма скромное место как в мире [1], так и среди государств, входивших в качестве союзных республик в СССР [6]. Низкий уровень телефонной плотности должен стимулировать достаточно интенсивное развитие ТФОП, хотя естественные сложности перехода к рыночным отношениям отрицательно сказываются на расширении ГТС и, особенно, СТС [7].

В дополнение к прогнозу рынка факсимильной связи, который иллюстрируется рисунком 4.12, интересно проанализировать аналогичную кривую, касающуюся электронной почты (E-mail). Приведенная в [8] прогностическая кривая воспроизведена на рисунке 5.2. Название оси Y не точно отражает использованное в [8] толкование. В оригинале оценивается объем продаж соответствующего оборудования в Европе в миллиардах ЭКЮ, который, практически, прямо пропорционален числу установленных терминалов. Отказ от денежных единиц обусловлен исключительно удобствами единообразного представления исследуемых характеристик. Прогноз, приведенный в [8], относится к терминалам электронной почты, используемым как для обмена алфавитно-цифровой информацией, так и факсимильными сообщениями, передаваемыми через факс-серверы.

 

Два интересных прогноза, выполненных группой американских специалистов TTFG (Telecommunications Technology Forecasting Group), приведены в [9]. Приведенные на рисунке 5.3 кривые темпов цифровизации можно рассматривать как функции распределения. Первая функция показывает характер внедрения цифрового коммутационного оборудования, а вторая – темпы цифровизации абонентской сети. Согласно этим кривым к 2000 году в США вся национальная ТФОП будет использовать только цифровые коммутационные станции и только одна треть абонентских сетей будет аналоговой.

Верхняя кривая, из показанных на рисунке 5.4, характеризует темпы замены проводных линий передачи первичной сети, построенных на кабелях с металлическими жилами, на цифровые тракты, реализуемые на базе ОК. Нижняя кривая изображает потенциальную возможность предоставления услуг широкополосной ЦСИО, а не число соответствующих пользователей.

Один из ключевых аспектов развития электросвязи заключается в широком использовании радиосредств для организации доступа к сети. Эти радиосредства могут применяться для создания индивидуальных АЛ, для организации систем множественного доступа и т.п. Применение радиосредств может рассматриваться с двух точек зрения. Во-первых, они могут быть – в довольно большом числе практических приложений – экономичнее проводных средств доступа к сети. Во-вторых, широкое внедрение радиосредств обеспечит хорошие условия для реализации услуг системы персональной связи. Прогноз использования радиосредств для доступа к сети электросвязи показан на рисунке 5.5 [10].

На рисунке 5.6, заимствованном из [11], показана прогностическая кривая роста числа АЛ, реализованных на базе ОК, на американской ТФОП. Судя по результатам прогноза, к концу 1996 года 2,5 миллиона абонентов будут подключены к сети электросвязи посредством ОК.

Статистические данные по уровню развития ТФОП, приведенные в [12] и аналогичных отчетных материалах Министерства связи России, позволяют прогнозировать только часть из рассмотренных выше характеристик эволюции электросвязи. Наибольший интерес обычно вызывают прогнозы роста монтированной емкости ТФОП. На основе методики, приведенной в начале данного параграфа, и опубликованных статистических данных по росту местных телефонных сетей, можно оценить процесс изменения емкости ТФОП.

Из всех двенадцати кривых наилучшее приближение дает линейная функция роста емкости ГТС, СТС и ТФОП в целом. Две прогностические кривые, характеризующие рост емкости ГТС и местных сетей в целом, приведены на рисунке 5.7. Суммарная емкость ТФОП к 2000 году – судя по результатам прогноза – составит примерно 35 млн номеров, из которых 85% будут использоваться на ГТС.


Все численные оценки, расчет которых предусмотрен методами математической статистики, свидетельствуют о достаточно высокой достоверности данного прогноза. С другой стороны, использованная методика не учитывает, по крайней мере, двух существенных моментов:

- исходные данные по росту емкости российских ГТС и СТС необходимо уточнить, так как достоверность некоторых величин – в силу ряда объективных и субъективных причин – вызывает некоторые сомнения;

- происходящие структурные изменения в экономике России окажут, по всей видимости, значительное влияние на рост емкости ТФОП.

С учетом двух последних обстоятельств прогностическими кривыми, показанными на рисунке 5.7, следует пользоваться как предварительными результатами.



*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.