UvoDnA REČ SADRŽAJ
Uvodna reč urednika Poštovani čitaoci, Predstavljamo vam još jedno izdanje časopisa Telekomunikacije. Broj koji je pred vama se, pored ostalog, bavi telekomunikacionim tržištem. Jedan od radova na ovu temu analizira tehno-ekonomske aspekte planiranja i razvoja optičkih mreža, a u drugom je predstavljen model za predikciju broja korisnika na konkurentnom telekomunikacionom tržištu na kome istovremeno postoji više operatora.
vam rad o hibridnim vetar-solar-dizel sistemima za napajanje mobilnih uređaja, kao i rad o pouzdanosti mikroelektromehaničkih sistema (MEMS) koji se koriste u telekomunikacijama. Pored toga, objavljujemo drugi deo rada koji se bavi analizom buduće implementacije standarda iEEE 802.11n-2009 za bežično povezivanje računara i drugih uređaja u okviru lAn mreža. iz oblasti pružanja usluga distribucije medijskih sadržaja i internet usluga, imaćete priliku da se upoznate sa mogućnostima hibridne optičko-koaksijalne mreže za prenos digitalnih video servisa, koju je predstavio operator Radijus vektor.
U ovom trenutku aktuelna tema je evropski sistem za hitne slučajeve kome je dodeljen telefonski broj 112, čije uvođenje je predviđeno i u našoj zemlji, za pozivanje službe za hitne intervencije. Rad koji govori o načinu funkcionisanja sistema broja 112 u zemljama Evropske unije daje prikaz ovog sistema, kao i način objedinjenog delovanja hitnih službi (hitna medicinska pomoć, vatrogasci i policija) i povećanje efikasnosti koje ovaj sistem donosi.
glavni i odgovorni urednik Prof. dr Jovan Radunović
Tema organizovanja i koordiniranja antivladinih protesta korišćenjem društvenih mreža zaokuplja svetsku javnost već duže vreme. Rad na ovu temu se bavi multidisciplinarnim teorijskim izučavanjem značaja i uloge društvenih mreža u političkom prevratu, koje uključuje više naučnih oblasti, poput sociologije, političkih nauka i informacionih tehnologija. Tehnološki aspekti u oblasti telekomunikacija su i do sada bili nezaobilazna tema u našem časopisu. U ovom broju predstavljamo
Sadržaj TEhno-EkonoMSki ASPEkTi PlAniRAnJA i RAZvoJA oPTiČkih MREŽA
02
Milan Blanuša prof. dr Petar Matavulj
SlUŽBA 112 – UnAPREÐEni SvEoBUhvATni oDgovoR U hiTniM i kRiTiČniM SiTUACiJAMA
22
MoDEliRAnJE konkUREnCiJE nA TElEkoMUnikACionoM TRŽiŠTU
32
Mladen vratonjić
prof. dr valentina Radojičič doc. dr goran Maković Milan Janković
PoUZDAnoST MikRoElEkTRoMEhAniČkih SiSTEMA koJi SE koRiSTE U TElEkoMUnikACiJAMA
46
dr Zdravko Stanimirović dr ivanka Stanimirović
hiBRiDni vETAR-SolAR-DiZEl SiSTEMi ZA nAPAJAnJE oPREME MoBilnE TElEfoniJE nA iZolovAniM lokACiJAMA
Milan Srndović mr Željko Ðurišić prof. dr Zlatan Stojković doc. dr Jovan Mikulović Boban Panajotović
54
STAnDARD 802.11n - ii DEo: iMPlEMEnTACiJA i BUDUĆnoST
66
ZnAČAJ i UlogA DRUŠTvEnih MREŽA U PoliTiČkoM PREvRATU
80
viDEo SERviSi i SERviSi U DoMEnU DigiTAlnih USlUgA nA oPTiČko-koAkSiJAlniM MREŽAMA kABlovSkog oPERAToRA RADiJUS vEkToR
92
Dejan nemec
dr Marko Parezanović
mr Milovan nikić Miroslav Stantić Miroslav Jovanović Bratislav golubović
Milan Blanuša* The City of Sombor Development Agency
Petar Matavulj University of Belgrade, School of Electrical Engineering Microelectronics and Physics Department
Techno-economic Aspects of Optical Networks Planning and Development ABSTRACT Telecommunications market is very competitive, and technical superiority is no guarantee for success in the market. In addition to technical specialization, an adequate techno-economic approach for development of telecommunications network is also necessary. A detailed methodology and necessary tools developed for techno-economic analysis of telecommunications networks are described in this paper. Techno-economic evaluation and comparative analysis of the two most likely scenarios for the implementation of NGN (Next Generation Network) access networks is conducted by using the presented methodology on a real example. The analyzed business cases reflect current position of the dominant telecommunications operators regarding their decision to improve the optical access network infrastructure.
Key words
2
* milan.blanusa@yahoo.com
FTTx, GPON, real options, techno-economic analysis.
Milan Blanuša* Razvojna agencija grada Sombora
Petar Matavulj Univerzitet u Beogradu, Elektrotehnički fakultet Katedra za mikroelektroniku i tehničku fiziku
TEHNO-EKONOMSKI ASPEKTI PLANIRANJA I RAZVOJA OPTIČKIH MREŽA SADRŽAJ Telekomunikciono tržište je veoma konkurentno, a tehnička superiornost ne predstavlja garanciju za uspeh na tržištu. Pored tehničkog usavršavanja, neophodan je odgovarajući tehno-ekonomski pristup za razvoj telekomunikacione mreže. U ovom radu predstavljeni su detaljna metodologija i potrebni alati, razvijeni za tehno-ekonomsku analizu telekomunikacionih mreža. Korišćenjem opisane metodologije na konkretnom primeru, sprovedena je tehno-ekonomska procena i komparativna analiza dva najverovatnija scenarija implementacije NGN (Next Generation Network) mreža za pristup. Analizirani poslovni slučajevi odražavaju trenutni stav dominantnih telekomunikacionih operatora u pogledu njihove odluke da unaprede infrastrukturu optičkih mreža za pristup.
Ključne reči
* milan.blanusa@yahoo.com
FTTx, GPON, realne opcije, tehno-ekonomska analiza.
3
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
1. UvoD Pri donošenju odluke o izgradnji novih ili unapređivanju već postojećih telekomunikacionih mreža, operatori se danas susreću sa najrazličitijim tehnoekonomskim faktorima, kao i izazovima koji se ogledaju u njihovoj mogućnosti da se prilagode trenutnim uslovima na tržištu, zahtevima korisnika, regulatornim okvirima, najsavremenijoj tehnologiji, itd. Privatne inicijative za razvoj budućih mreža, kao i one javne, pogotovo uz subvencije iz državnih i lokalnih uprava kako bi se podržao razvoj, dovode do kritičnih pitanja koja se odnose na troškove i prihode, uglavnom povezane sa tehnologijom, tržištem, i regulacijom mreža. Budući da će finansijski podaci iz ovih rešenja odrediti nivo subvencije ili alokaciju troškova između različitih učesnika i interesnih grupa, detaljan tehno-ekonomski pristup prilikom planiranja svake telekomunikacione mreže danas je više nego značajan. Proces planiranja mreže je veoma kompleksan i suočava se sa mnogo problema: kolika je potrebna širina propusnog opsega i koji su korisnički zahtevi, gde instalirati mrežne čvorove, između kojih čvorova instalirati direktni link (topološki dizajn), koliki kapacitet obezbediti za svaku liniju (problem dimenzionisanja), koju tehnologiju izabrati, kako rutirati saobraćaj kroz mrežu od ulaznog do izlaznog čvora (problem rutiranja), u kom sloju mreže obezbediti zaštitu itd. Kada se posmatra šira slika, socijalni, ekonomski, regulatorni i politički aspekti takođe igraju važnu ulogu u planiranju razvoja mreže i servisnih ponuda. Svi ovi problemi imaju direktan uticaj na održivost poslovnog plana (business case) i u velikoj meri mogu da utiču na sam pojekat. 4
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Strateški proces planiranja mreže ukazuje na to koje investicije treba da budu realizovane u kojim vremenskim trenucima (Slika 1). Nezavisno od graničnih uslova postojeće mreže, tehničkih i fizičkih ograničenja, postoje dva glavna ulazna podatka koje prati dinamičan i neizvestan razvoj događaja. Prvo, zahtevi korisnika su uvek vođeni potrebom za novim aplikacijama, pa ukupni zahtevani propusni opseg stalno raste. Pouzdane prognoze budućih zahteva veoma je teško napraviti i njihova evolucija je neizvesna Drugo, cena opreme uglavnom opada, međutim, često je teško napraviti pouzdanu procenu evolucije cene opreme, i to uglavnom zbog konkurencije i tehnoloških inovacija.
2. PREglED oPŠTE METoDologiJE Tehno-ekonomska analiza koja se sprovodi prilikom planiranja i razvoja telekomunikacionih mreža može
Slika 1. Planiranje mreže
se opisati kroz četiri glavna koraka: „Obim“, „Model“, „Procena“ i „Usavršavanje“ (Slika 2). Ciklična struktura ovakvog pristupa je veoma bitna, jer dozvoljava postepeno usavršavanje poslovnog procesa koji se proučava. „Obim“, kao početni korak, sastoji se od prikupljanja potrebnih ulaznih podataka (tehnologija, tržište, ciljno područje, korisnici, itd.), kategorizacije problema (područja, korisnici/ usluge, učesnici, tehnologije, prihodi/ troškovi, itd.) i inicijalne obrade ulaznih podataka (korisničko usvajanje i evolucija cene opreme). Drugi korak podrazumeva modelovanje troškova i prihoda koje treba uzeti u obzir prilikom analize. Kako bi se troškovi što realnije pridružili svojim nosiocima, koriste se modeli obračuna troškova. Uz izabrani model potrebno je odabrati odgovarajući metod za alokaciju (razdvajanje) troškova na nosioce, odnosno usluge. Sledeći korak predstavlja zapravo tehno-ekonomsku procenu, uzimaju-
Milan Blanuša, Petar Matavulj Tehno-ekonomski aspekti planiranja i razvoja optičkih mreža Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 2-20
3.1 Difuzioni modeli i krive usvajanja
Slika 2. Detaljna tehno-ekonomska metodologija
ći u obzir sve ulazne i izlazne tokove novca (cash flow) proračunate korišćenjem modela koji su razmotreni u koraku „Model“, a na osnovu ulaznih informacija iz koraka „Obim“. Investiciona analiza može biti primenjena kao kombinacija klasičnih metoda za odlučivanje prilikom ulaganja, kao što su: neto sadašnja vrednost (Net Present Value – NPV), interna stopa prinosa (Internal Rate of Return – IRR), prinos na investicije (Return On Investment – ROI) i vreme otplate (Payback Time – PB). Konačno, u četvrtom koraku, tehnoekonomska procena može biti usavršena. Analiza osetljivosti daje više informacija o uticaju različitih ulaznih parametara na konačni ekonomski pokazatelj, a primena vrednovanja realnih opcija omogućava uključivanje vrednosti fleksibilnosti kako bi se dobio odgovor na neizvesne promene koje se javljaju u toku projekta. U narednim odeljcima ovi koraci će biti detaljnije razmotreni.
3. oBiM U prvom koraku, proučava se cilj poslovnog slučaja i način na koji će on biti postignut. Sakupljaju se svi ulazni podaci potrebni za kasniju analizu i stiče predstava o obimu problema koji se potom deli na različite potprobleme. Na ovom mestu, nakon prikupljanja ulaznih informacija, najbolje je strukturisati, grupisati i povezati sve ulazne podatke. Takođe, skup podataka se deli na logičke celine, kao što su fizički regioni, tehnologija, grupe korisnika, godine trajanja projekta, itd. Konačno, u preliminarnom koraku obrade neki od većih skupova podataka su usaglašeni sa postojećim modelima. U ovoj fazi ulazni podaci se obrađuju kroz logičke ulazne modele, koji pružaju informacije koje se koriste za dalje proračune. Ovo se odnosi na sve modele koji nisu direktno uključeni u glavni obim istraživanja, već služe kao ulazni modeli (alati) za pravljenje globalnog poslovnog slučaja. Ovi modeli se odnose na difuzione modele, odnosno modele predikcije korisničkog usvajanja nove tehnologije/usluge, i na model evolucije troška komponente mreže u funkciji vremena.
Prognoziranje prihvatanja novih tehnologija/usluga može se, sa velikim uspehom, ostvariti primenom difuzionih modela. Proces difuzije se opisuje kao proces koji se odvija u društvu u kome inovatori putem različitih vidova socijalnog komuniciranja šire ideju o postojanju i prihvaćenosti neke nove usluge. Razvoj novih telekomunikacionih usluga zahteva višegodišnji napor i velika materijalna ulaganja. U tom smislu, predviđanje ponašanja tržišta u odnosu na novu ponuđenu uslugu/tehnologiju je od izuzetnog značaja [1]. Takođe, korisnik predstavlja glavni fokus operatora, i procena njegovog ponašanja, u smislu prihvatanja nove tehnologije/ usluge, je najvažniji ulazni podatak za izgradnju finansijskog modela. U nastavku su prikazani najčešće korišćeni modeli prognoze korisničkog usvajanja. Fišer-Prajov (Fisher-Pry) model predstavlja proširenje logističke krive u opštiju sigma krivu (S-kriva). Ovaj model je posebno primenljiv u slučaju usvajanja nove tehnologije koja, usled tehnološke i ekonomske superiornosti, zamenjuje staru. Kumulativni udeo u tržištu za Fišer-Prajov model dat je izrazom
,
(1)
gde je: m– maksimalni potencijal tržišta, a– tačka nagiba, tj. godina između sporog i brzog trenda rasta koji se dešava na usvajanju od 50 %, b– stopa usvajanja, tj. indikacija nagiba maksimalnog prirasta. Gompercov (Benjamin Gompertz) model difuzije se veoma često koristi prilikom prognoziranja usvajanja nove tehTElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
5
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
nologije/usluge. Gompercov model takođe formira S-krivu, ali je ona asimetrična, sa usvajanjem koje je najsporije na kraju posmatranog vremenskog perioda, tj. kriva brzo raste do određenog iznosa usvajanja kada nastupa period sporog dostizanja zasićenja. Preciznije, Gompercova kriva pretpostavlja da je period povećanog rasta usvajanja kraći od perioda za koji ovaj rast opada i u kojem se ona podešava na svoj nivo zasićenja. Matematički model za kumulativni udeo u tržištu opisan je izrazom (2)
,
gde je: m– maksimalni potencijal tržišta, a– određuje tačku nagiba, koja se dešava na vrednosti usvajanja od 37% (t=a), b– stopa usvajanja (definiše nagib krive). Basov (Frank Bass) model difuzije, kao i njegovo proširenje BasNortonov (Bass-Norton) model, koji se koristi za prognozu sukcesnivnih generacija iste ili uporedive tehnologije, predstavljaju jedan od najkorišćenijih modela za prognozu korisničkog usvajanja. Bas predlaže model koji zastupa ideju da tržište može da se podeli na inovatore i imitatore. Inovatori će prihvatiti novu uslugu bez obzira na njenu prihvaćenost na tržištu. U tom smislu, da bi se uspešno predvideo stepen penetracije neke usluge na tržištu neophodno je korektno proceniti broj tzv. inovatora. To je obično mali procenat osnovne populacije stanovništva i kreće se između 2% i 4% [1]. Izraz za Basov difuzioni model kumulativnog udela u tržištu dat je sledećom jednačinom
Bas-Nortonov model, koji predstavlja proširenje Basovog modela, obuhvata usvajanje različitih uzastopnih generacija iste ili uporedive tehnologije. Formule za prognozu korisničkog usvajanja tri sukcesivne generacije proizvoda ili tehnologija date su jednačinama
(4)
gde je: , potencijal generacije i koja je usvojena kroz vreme t, mi – pi – qi – τi –
tržišni potencijal jedinstveno opslužen generacijom i (i sledećim generacijama), koeficijent inovacije i-te generacije, koeficijent imitacije i-te generacije, vreme za koje je generacija i predstavljena korisnicima (npr. u celoj zemlji).
Na Slici 3. prikazano je kako se menja kumulativni broj korisnika nove usluge tokom vremena, za različite difuzione modele. Pouzdanost prognoziranog usvajanja je od velikog značaja, pa je izbor odgovarajućeg modela difuzije jako bitan. Da bi se napravio dobar izbor, modeli su podešeni prema postojećim (dostupnim) podacima na dva načina. Prvi način se odnosi na pouzdanost modela za opseg postojećih podataka. Svaki model se podešava prema postojećim podacima i izračunava se razlika između podešenih i stvarnih vrednosti. Što je model pouzdaniji,
(3) , gde je: m– ukupna veličina tržišta, tj. potencijal tržišta, p– parametar koji reprezentuje stepen prihvaćenosti usluge od strane inovatora u određenom vremenskom periodu (veća vrednost parametra p će dovesti do bržeg usvajanja, naročito u inicijalnoj fazi), q– parametar koji reprezentuje stepen prihvatanja usluge od strane imitatora u određenom vremenskom periodu (veća vrednost parametra q će dovesti do bržeg usvajanja). 6
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Slika 3. Krive usvajanja za različite modele difuzije
Milan Blanuša, Petar Matavulj Tehno-ekonomski aspekti planiranja i razvoja optičkih mreža Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 2-20
on će bliže pratiti stvarne vrednosti podataka. Drugi način se odnosi na pouzdanost modela za prognoze izvan postojećih podataka. Model se podešava prema prvim dostupnim podacima (npr. prvih 50%), a zatim se proračunava razlika između prognoziranih vrednosti i stvarnih vrednosti za preostali deo podataka. Što je model pouzdaniji, manja razlika će postojati između prognoziranih i stvarnih podataka za preostali deo podataka. Prvi pristup pruža indikaciju o tome koliko model može da odražava stvarne podatke, dok drugi pristup daje indikaciju pouzdanosti modela u pogledu prognoze novih podataka. U tom smislu drugi pristup je relevantniji pošto je pouzdanost prognoze osnova za sve Bottom-Up proračune. Bottom-Up, zajedno sa Top-Down proračunom, predstavlja metod koji se sreće u procesu razdvajanja troškova na nosioce (usluge). Ovim metodama određuje se jedinični trošak usluge, s tim što Bottom-Up metod polazi od pojedinačnih troškova potrebnih za pružanje usluge i za početnu tačku ima zahtev za uslugom, dok Top-Down metod određuje jedinični trošak usluge polazeći od ukupnih troškova operatora. Različita istraživanja i projekti koji su sporovedeni tokom poslednjih godina pokazuju da se za slučaj usvajanja širokopojasnih tehnologija, postojeći i prognozirani podaci najpouzdanije modeluju korišćenjem Gompercovog i Basovog modela [2].
3.2 Model za prognoziranje evolucije troška komponenata i tehnologija Pored alata za prognozu penetracije određene tehnologije/ usluge, kao terminalna faza koraka „Obim“ određuje se evolucija troška svakog mrežnog uređaja. Da bi korišćenje modela predikcije troška bilo moguće u ekonomskim proračunima, neophodno je napraviti prognozu evolucije troška u funkciji vremena, a ne u funkciji jedinice proizvoda. Model je sačinjen u okviru evropskog programa RACE (Research in Advanced Communications in Europe) – projekat TITAN (Tool for Introduction scenario and Techno-economic evaluation of Access Networks), koji je uočio potrebu za modelovanjem troška komponenata mreže kao funkciju vremena [3]. U okviru projekta TITAN razvijen je model kojim se vrši predikcija evolucije troškova komponenata mreže, zasnovan na kombinaciji krivih učenja i logističkih modela. Kriva učenja se često koristi da reprezentuje u kojoj meri prosečna cena proizvodne jedinice opada kao odgovor na povećanje njene ukupne proizvodnje. Model krive učenja, koji definiše trošak komponente u funkciji obima prizvodnje, može po-
godno da se transformiše u model koji procenjuje troškove u funkciji vremena, uvođenjem logističkog modela. Kriva koja povezuje cenu jednog uređaja i vreme proteklo od njegove proizvodnje naziva se proširena kriva učenja i data je sledećim izrazom
(5) . Parametri u modelu proširene krive učenja definišu se na sledeći način: – P(0) trošak (cena) proizvoda u referentnoj godini, – nr(0) relativna (normalizovana) akumulisana količina u referentnoj godini, – ΔT vreme potrebno da se od 10% ukupne količine opreme koju tržište može da apsorbuje dostigne 90% količine opreme koju tržište može da apsorbuje. Ono se odnosi na vreme potrebno da proizvod bude široko komercijalizovan. Male vrednosti ∆T ukazuju na tehnologiju koja će ranije biti zamenjena ili proizvod koji će brzo zasititi tržište, –K koeficijent krive učenja; odražava povećanje proizvodnog iskustva u vezi sa tipom komponente. Kako bi se odredila evolucija troška svake pojedinačne mrežne komponente potrebno je pravilno proceniti vrednost parametara koji figurišu u jednačini proširene krive učenja. To se radi tako što se sve komponente klasifikuju prema tipu opreme i tehnologiji, a odgovarajući parametri im se pridružuju u zavisnosti od klase kojoj pripadaju [3].
4. MoDEl Proces razumevanja načina na koji se troškovi generišu u mrežnoj strukturi i načina na koji su resursi utrošeni pruženom uslugom nije jednostavan i zahteva strukturisan pristup. Nekoliko različitih metoda se uvode prilikom procesa razdvajanja troškova na nosioce (usluge) zasnovanih na različitim bazama troškova, ali mali skup pristupa se odnosi na identifikaciju proizvodnog procesa. Najviše korišćeni među njima su metodi Top-Down i Bottom-Up koji obezbeđuju referentnu šemu za sagledavanje proizvodnog procesa i otkrivanja troškova, npr. kako i gde su troškovi generisani u kompaniji, i na TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
7
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
taj način omogućavaju detaljno sproveden proces alokacije troškova. Da bi se pravilno protumačile indikacije troškova i konstruisao homogeni skup vrednosti troškova, važno je uzeti u obzir vremenski okvir na koji se oni odnose. Obračun troškova može da se izvede pretpostavljajući različite vrednosti troškova u odnosu na vreme u kom su generisani, pa rezultati koje nalazimo u različitim bazama troškova mogu biti primetno drugačiji. Polazeći od ovih argumenata, prilikom pridruživanja troškova i prihoda njihovim nosiocima (uslugama), postoje tri karakteristična modela za primenu troškovnog principa koje telekomunikacioni operator može da primeni: model istorijskih troškova (Historical Cost Accounting – HCA), model tekućih troškova (Current Cost Accounting – CCA) i model budućih troškova (Forward Looking Cost – FLC). Uz izabrani model potrebno je odabrati neki od metoda obračuna troškova (Top-Down ili Bottom-Up) koji mogu biti zasnovani na funkcionalnom principu raspodele ukupnih troškova (Fully Distributed Cost – FDC), ili na razdvajanju troškova po aktivnostima (Activity Based Costing – ABC) [4]. Istorijski troškovi (HCA) koriste troškove kupovine sredstava kao proknjiženu vrednost, uzimajući u obzir i amortizaciju. Model HCA se zasniva na stvarnim troškovima koji su iskazani u knjigovodstvenoj evidenciji operatora. Za model HCA se vezuje princip potpuno raspodeljenih troškova (FDC) koji predstavlja troškovni pristup po kom su svi troškovi nastali u proizvodnji aktivnosti/usluga dodeljeni preko tih aktivnosti/usluga, tj. svi troškovi nastali u kompaniji vezuju se za krajnje proizvode i usluge koji se plasiraju na tržištu. 8
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
Alociranje troškova može biti direktno – jednoznačno povezani sa uslugom (npr. godišnji troškovi opreme specifične za određenu uslugu, operativni troškovi koji se odnose na održavanje mreže, itd.) i posredno – preko odgovarajućih ključeva za alokaciju, koji se razlikuju u zavisnosti od vrste troška i same usluge na koju se on odnosi. Glavni nedostatak modela HCA se odnosi na njegovo vezivanje za postojeće stanje mreže i usluga. Pored FDC pristupa raspodele troškova u teoriji i praksi se često susreće i ABC pristup. Obračun troškova po aktivnostima (ABC) je paradigma koja se temelji na principu da nisu proizvodi koje izrađuje kompanija ti koji generišu troškove, već su to zapravo aktivnosti koje se izvode u procesu logistike, proizvodnje, marketinga, prodaje i ostalih funkcija podrške. Resursi neophodni za podršku tih aktivnosti proizvode određene troškove, koji se potom raspoređuju na pojedinačne proizvode/usluge (preko ključeva za alokaciju), kako bi se utvrdilo koliko je svaki od njih imao podrške u izvedenim aktivnostima. Cilj sistema trošenja na osnovu aktivnosti je tačnije utvrđivanje troškova za pojedine proizvode u odnosu na tradicionalne principe njihovog obračunavanja, odnosno što veće redukovanje i eliminisanje rasipanja resursa. U tom kontekstu ovaj sistem je blisko vezan s ciljevima i aktivnostima i kao takav je elementarni deo svake vrednosne analize procesa, čije fundamentalno načelo je da troškovi imaju svoje uzroke i da se tim uzrocima može upravljati, odnosno da se mogu kontrolisati. Dakle, ABC pripisuje troškove proizvodima i uslugama analiziranjem uzroka tih troškova (pokretača troškova). To se radi pretragom i alociranjem troškova kroz aktivnosti koje se primenjuju prilikom dobijanja proizvoda ili usluga. Na taj način, ABC
uspostavlja jasnu uzročno–posledičnu vezu između primenjenih aktivnosti, sa njima povezanih troškova i rezultujućom uslugom koja proizilazi iz tih aktivnosti. Tekući troškovi (CCA) koriste troškove sredstava po trenutnoj tržišnoj ceni. Ova baza troškova se zasniva na troškovima zamenjenog sredstva, odnosno na troškovima nove opreme za ekvivalentnu mrežu u smislu efikasnosti i pružanja usluge. Međutim, zbog kontinuiranog razvoja tehnologije, na tržištu nije uvek moguće pronaći istu opremu kakva je prethodno instalirana u mreži. Moguće rešenje ovog problema daje baza troškova Modernih ekvivalentnih sredstava (Modern Equivalent Asset – MEA), gde su troškovi opreme određeni korišćenjem cene nove tehnologije koja nudi iste (ili veće) funkcionalnosti kao ona koja je trenutno instalirana. MEA se može definisati kao ono sredstvo koje poseduje zahtevani kapacitet i funkcionalnost i ima minimalne troškove tokom budućeg perioda [5]. Budući troškovi (FLC) predstavljaju pristup troškovima gde je imovina kompanije procenjena posmatranjem troška uspostavljanja strukture koja ima istu produktivnu funkcionalnost kao postojeća, koristeći jeftiniju tehnologiju. Dobijanje najefikasnije produktivne strukture za telekomunikacione kompanije može ukazivati na redizajniranje mreže ili njenog dela. Metod Top-Down polazi od glavne knjige kompanije i raspodeljuje troškove na usluge, direktno ili preko ključeva za alokaciju. Nakon prikupljenih podataka o finansijskom poslovanju operatora, potrebno je izvršiti klasifikaciju troškova u pojedinačne grupe troškova,
Milan Blanuša, Petar Matavulj Tehno-ekonomski aspekti planiranja i razvoja optičkih mreža Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 2-20
kako bi se alocirali pojedinačni uzročnici tih troškova. Dalje se vrši alokacija i razdvajanje kapitalnih i operativnih troškova pojedinačnih usluga, i dodeljivanje troškova različitim mrežnim elementima. Grafički prikaz toka raspodele troškova po metodu Top-Down dat je na Slici 4. Metod Bottom-Up, umesto toga, za početnu tačku uzima zahtev za uslugom i
usvajanje odgovarajuće efikasne hipotetičke mreže koja može da opsluži određeni profil saobraćajnih zahteva (model mreže je zbog toga zahtevan, zajedno sa pravilima dimenzionisanja iz kojeg proizilaze elementi mreže). Potom se vrši određivanje i agregacija kapitalnih i operativnih troškova za svaki element mreže, nakon čega se troškovi transformišu u jedinične troškove za svaki element mreže i utvrđuju troškovi usluge uzimajući u obzir troškove
elemenata koji učestvuju u pružanju te usluge. Ovo je elementarni pristup, koji dozvoljava praćenje usluge u mreži kroz svaki element koji doprinosi njenom pružanju. Pojedinačne faze u razdvajanju troškova po ovom metodu prikazane su na Slici 5. Trošak usluge se, u oba slučaja, dobija iz procesa inženjerskog dimenzionisanja i analizom načina na koji su resursi upotrebljeni, i daje indikaci-
Slika 4. Metod Top-Down
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
9
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Slika 5. Metod Bottom-Up
je o tome koji funkcionalni elementi se koriste kako bi se pružila određena usluga. U principu, pristup Top-Down se izjednačava sa modelima koji se oslanjaju na istorijske troškove, dok model Bottom-Up pretpostavlja da su primenjene savremena tehnologija i efikasne operativne metode. U principu, oba pristupa treba da dovedu do istog rešenja, ukoliko su konzistentne pretpostavke o uticajnim faktorima primenjenih metoda.
ukupne investicije. Operativni, administrativni i troškovi održavanja mogu se razdvojiti na tri komponente, i to na sledeći način:
4.1 Modelovanje operativnih, administrativnih i troškova održavanja
Izraz za dobijanje OA&M troška definisan je kao
Tradicionalno, OA&M trošak (Operating, Administrative and Maintenance – OA&M), tj. OpEx nije modelovan na detaljan način. Ponekad je on jednostavno modelovan kao procenat od 10
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
• t rošak zamenjenog dela, • trošak rada potrebnog za zamenu dela, • operativni i administrativni trošak za svaki uslugu koja je u vezi sa brojem korisnika ili brojem kritičnih mrežnih komponenata.
(6)
Milan Blanuša, Petar Matavulj Tehno-ekonomski aspekti planiranja i razvoja optičkih mreža Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 2-20
gde je Vi količina opreme u godini i, Pi je cena komponente u godini i, Rclass je procenat troška održavanja za svaku komponentu, Pl pretstavlja cenu radnog sata, MTTR je srednje vreme zamene, dok je MTBR srednje vreme između zamena za posmatranu komponentu. Prvi član u zagradi predstavlja trošak zamenjenog dela (komponente), drugi član predstavlja trošak rada potrebnog za zamenu dela. Kako bi se dobio trošak održavanja, moraju biti poznate klase za MTTR i MTBF, kao i vrednosti Pl i Pi svakog mrežnog uređaja [6]. Operativni i administrativni (OA) troškovi se određuju kao procenat kapitalnih, infrastrukturnih ili sistemskih troškova, ili kao procenat prihoda. U Tabeli 1. je prikazano na koji način se modeluju komponente operativnih i administrativnih troškova [7].
5. PRoCEnA Za procenu ulaganja, u tradicionalnim investicionim analizama se koriste različite metode. Analiza diskontovanih tokova novca (Discounted Cash Flow – DCF) predstavlja najčešće korišćen metod vrednovanja projekta. DCF analiza uzima u obzir vremensku vrednost novca i procenjuje i diskontuje buduće novčane tokove u sadašnjem trenutku, odnosno procenjuje sadašnju vrednost (Present Value – PV) budućih novčanih tokova (Future Value – FV), po određenoj diskontnoj stopi. Glavne prednosti DCF analize su te da ona predstavlja jednostavnu, široko prihvaćenu, kvantitativnu metodu za implementaciju, i daje jasne i postojane ekonomske pokazatelje (npr. Net Present Value – NPV, Internal Rate of Return – IRR, Return On Investment – ROI, Payback Period – PB itd.) za sve vrste projekata.
Tabela 1. Modelovanje pojedinih komponenata operativnih i administrativnih troškova
komponente oA troškova
Vrednost
objašnjenje
Mrežne operacije
3%
% od kumulativnih sistemskih investicija
infrastrukturne operacije
2%
% od kumulativnih infrastrukturnih investicija
Administracija
2%
% od godišnjih sistemskih investicija
Marketing i prodaja
3%
% godišnjih prihoda
nadgledanje
1
Jedna osoba na 5000 korisnika
korisnička podrška
1
Jedna osoba na 5000 korisnika
Ako je FV (Future Value) buduća vrednost određene sadašnje vrednosti (Present Value – PV) za t godina po diskontnoj stopi r, tada važi jednačina (7) odnosno: (8) čime je buduća vrednost FV diskontovana na sadašnju vrednost PV, po diskontnoj stopi r. Analogno tome diskontovani tok novca predstavlja sadašnju vrednost budućeg toka novca. Izraz za diskontovani tok novca dat je izrazom (9)
gde je: t– referentna jedinica vremena (npr. godina), CFt – tok novca u periodu vremena t, r– diskontna stopa. Neto sadašnja vrednost (NPV) generalno predstavlja najpouzdaniji statični pokazatelj i kriterijum za komparaciju. Ona se izračunava kao suma svih diskontovanih tokova novca tokom trajanja projekta
(jednačina 10). Projekat može da se izabere samo pod uslovom da ima pozitivnu neto sadašnju vrednost, pošto je dobitak u ovom slučaju viši od troškova kapitala i projekat će u tom slučaju doneti korist kompaniji. Neto sadašnja vrednost može takođe da se koristi za komparaciju dva projekta, gde će projekat sa većom neto sadašnjom vrednošću biti izabran. (10)
gde je: t – referentna jedinica vremena, CFt – cash flow u vremenu t, τ – ukupno vreme trajanja projekta, r – diskontna stopa. Iako je metod neto sadašnje vrednosti superioran, za ocenu poželjnosti projekta često se koristi i interna stopa prinosa (Internal Rate of Return – IRR). Ona se definiše kao diskontna stopa koja izjednačava sadašnju vrednost neto novčanog toka od eksploatacije projekta sa sadašnjom vrednošću kapitalnog ulaganja, odnosno kao diskontna stopa po kojoj je neto sadašnja vrednost jednaka nuli (jednačina 11) [8]. Interna stopa prinosa se čini veoma intuitivnom u svojoj upotrebi; svaki projekat sa TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
11
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
internom stopom prinosa višom od troškova kapitala će takođe imati pozitivnu neto sadašnju vrednost. Interna stopa prinosa se najčešće koristi da proceni poželjnost određene investicije ili projekta. Što je IRR projekta veća, implementacija projekta je poželjnija. (11)
Međutim, interna stopa prinosa ima neke bitne nedostatke: • o na pretpostavlja da su prethodni tokovi novca reinvestirani sa istom stopom prinosa kao i projekаt koji ih je generisao. Verovatnije je da će sredstva biti reinvestirana po stopi bliskoj troškovima kapitala. Kada je veća od troškova kapitala, interna stopa prinosa daje preterano optimističan rezultat; • u projektima koji imaju neregularne tokove novca, naizmenično između pozitivnih i negativnih vrednosti, mogu da se identifikuju mnogobrojne interne stope prinosa. Ovo dovodi do konfuzije i posledično moguće pogrešne investicione odluke. Rešenje ovog problema leži u formi modifikovane interne stope prinosa (Modified Internal Rate Of Return – MIRR). Modifikovana interna stopa prinosa predstavlja bolji indikator za ocenu rentabilnosti investicionih ulaganja u odnosu na internu stopu prinosa. Kako bi se izračunala modifikovana interna stopa prinosa, potrebno je utvrditi buduću vrednost očekivanih godišnjih neto novčanih tokova do isteka trajanja projekta, koristeći za obračun prosečnu cenu kapitala preduzeća, a zatim prona12
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
ći diskontnu stopu koja će izjednačiti buduće vrednosti neto novčanog toka u sadašnjem trenutku sa sadašnjom vrednošću kapitalnog izdatka. Tako izračunata diskontna stopa je modifikovana interna stopa prinosa koja pretpostavlja reinvestiranje novčanih tokova po ceni kapitala preduzeća [8]. Pomoću modifikovane interne stope rešava se i problem višestrukih internih stopa prinosa. Treba napomenuti da DCF analiza koristi dinamičke metode za ocenu rentabiliteta investicionih projekata, međutim rezultati koji se na ovaj način generišu su deterministički i statički, a odluke fiksne. Ovo važi u ekonomskom okruženju u kome nema promena, ali u realnosti tržište je dinamično i uslovi na njemu se vrlo brzo menjaju. Zbog toga, donosilac odluke u projektu ima fleksibilnost da načini promene ukoliko uslovi to zahtevaju. Ovа činjenicа ukаzuje nа potrebu аnаlize neizvesnosti i rizika povezanih sa projektom. Prvi korak u modelovanju neizvesnosti je kreiranje bazičnog DCF modela, uzimajući u obzir što je moguće više faktora, pogotovo u kompleksnim projektima kakvi su telekomunikacioni, a zatim primeniti analizu osetljivosti i rizika kako bi se uključili (ne)očekivani događaji [9]. Analiza osetljivosti i rizika sprovodi se u koraku „Usavršavanje“.
6. USAVRŠAVANJE Prethodni korak često zaključuje slučaj tehno-ekonomskog istraživanja. Model je razvijen, svi tokovi novca su proračunati i diskontovani, i projekat je konačno procenjen i upoređen sa ostalim projektima korišćenjem nekog od pokazatelja DCF analize. Na ovom mestu krug se može zatvoriti i svaki korak može biti predmet usavršavanja.
Međutim, takođe i celokupna tehnoekonomska analiza može biti usavršena i proširena u različitim pravcima. Trenutna statična implementacija poslovnog slučaja ipak obezbeđuje ograničen pogled na konačan ishod projekta. Ne postoji informacija koja se odnosi na neizvesnost i rizik povezan sa projektom. Šta će se dogoditi ako cena opreme opada brže/sporije nego što je očekivano? Šta ukoliko bude manje/više korisnika? Kolika je verovatnoća pozitivnog ishoda poslovnog slučaja? Kako bi se dobili odgovori na ova pitanja, koristi se analiza osetljivosti. DCF analiza takođe zanemaruje i svaku fleksibilnost upravljanja projektom. Dok neizvesnosti mogu da izmene ishod poslovnog slučaja, one takođe mogu u nekim slučajevima pozitivno da se iskoriste. Telekomunikacioni projekat, kao i svaki drugi, odvija se u veoma dinamičnom tržišnom okruženju, a menadžeri imaju fleksibilnost u njegovom upravljanju. Za ocenu fleksibilnosti upravljanja projektom koristi se vrednovanje realnih opcija, i na taj način se procenjuje pozitivan efekat ovih akcija na poslovni slučaj.
6.1 Osetljivost i rizik Analiza osetljivosti se koristi radi dobijanja više informacija o mogućim varijacijama izlaznog ekonomskog pokazatelja pri varijacijama ulaznih podataka koji učestvuju u finansijskom modelu, što daje širi pogled na rizik projekta. Analiza osetljivosti je neophodna, pogotovo u slučaju kada postoji velika nesigurnost po pitanju određenih ulaznih podataka. U pogledu pristupa, razlikuju se osnovna analiza osetljivosti i globalna (multi-
Milan Blanuša, Petar Matavulj Tehno-ekonomski aspekti planiranja i razvoja optičkih mreža Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 2-20
varijabilna) analiza osetljivosti. U osnovnoj analizi osetljivosti varira se jedan ulazni parametar, dok su ostali parametri fiksni, i posmatra se uticaj ovog variranja na izlazni ekonomski pokazatelj. Rezultujuća informacija o osetljivosti je varijacija ishoda za zadatu varijaciju ulaznog parametra, bez ikakve korelacije sa ostalim parametrima. Kad se izvrši variranje svih ulaznih parametara, može da se izračuna normalizovana varijansa za svaki parametar deljenjem sopstvene varijanse ukupnom varijansom (sumom varijansi svih parametara). Ovaj metod je pogodan za prvu procenu, pošto zahteva veoma malo podataka za proračun, ali ipak nije preporučljiv za detaljnu analizu, već za smanjenje broja ulaznih parametara koji se uzimaju u obzir u globalnoj analizi osetljivosti.
Korporativna investiciona prilika je analogna call opciji, pošto kompanija ima pravo, ali ne i obavezu, da investira u tačno određeno (odloženo) vreme. Kako bi bilo moguće vrednovati realne opcije, potrebno je uspostaviti analogiju između projektnih karakteristika i promenljivih koje određuju vrednost call opcije. Povezivanjem karakteristika poslovne prilike sa parametrima call opcije, dobija se model projekta koji kombinuje svoje karakteristike sa strukturom call opcije [12]. call opcija koja se najčešće koristi je Evropska call opcija. To je opcija koja može biti izvršena samo na njen datum dospeća, za razliku od Američke call opcije, koja može biti izvršena u bilo kom trenutku od datuma kupovine do datuma dospeća.
U globalnoj analizi osetljivosti različiti ulazni parametri se razlikuju prema predefinisanoj raspodeli verovatnoće. Za dobijanje velikog broja mogućih ishoda za poslovni slučaj koristi se Monte Karlo simulacija [10]. U svakom koraku ove simulacije, slučajna vrednost za svaki ključni ulazni parametar dobijena je prema funkciji raspodele verovatnoće. Glavni rezultat globalne analize osetljivosti je raspodela verovatnoće svih mogućih ishoda za izlazni ekonomski pokazatelj (npr. NPV). Korišćenjem ove raspodelu može se odrediti verovatnoća ishoda u okviru predefinisanih granica. Razlika između osnovne analize osetljivosti i analize bazirane na Monte Karlo simulaciji jeste da prva daje rezultate samo o tome šta je moguće, a ne šta je verovatno, dok Monte Karlo simulacija daje statističke rezultate vezane za osetljivost i rizik izlaznog ekonomskog pokazatelja.
Vrednost Evropske call opcije određuje se pomoću Blek-Šolsove (Black-Scholes) formule, koja je data sledećim izrazom
(12)
6.2 Realne opcije
Parametri call opcije koji figurišu u Blek-Šolsovoj formuli, i njihova analogija sa parametrima koji karakterišu investicionu priliku dati su na sledeći način: C – trenutna cena call opcije (vrednost investicione prilike), S – cena akcije (sadašnja vrednost sredstava koja treba da se steknu u budućnosti), X – cena izvršenja opcije (troškovi investicione prilike), t – vreme dospeća opcije (period vremena u kome odluka može da se odlaže bez gubitka mogućnosti ulaganja), rf – kamatna stopa na nerizičnu aktivu (vremenska vrednost novca), σ2 – varijansa prinosa na akciju (rizičnost projekta). N(d) je verovatnoća slučajne promenljive d, izvedena na bazi normalne raspodele, srednje vrednosti 0 i standardne devijacije 1.
Metodologija procene realnih opcija (Real Options Analysis – ROA) pokušava da uključi vrednost fleksibilnosti poslovanja prisutne u poslovnom slučaju, u mnogome na isti način kao što se vrednuju fleksibilnosti sadržane u finansijskim opcijama. Finansijska opcija ukazuju na pravo, ali ne i obavezu, da se kupi (call opcija) ili proda (put opcija) određena finansijska aktiva za unapred definisano vreme po unapred definisanoj ceni. Pošto je to pravo (a ne obaveza), vrednost opcije će uvek biti pozitivna.
Na Slici 6. prikazano je preslikavanje parametara investicionog projekta u parametre call opcije. Koristeći analogije prikazane u tabeli, realne opcije mogu da se prevedu u finansijske opcije, a njihova vrednost da se odredi pomoću BlekŠolsove formule [13]. Vrednovanjem investicione opcije korišćenjem parametara čije su vrednosti dobijene iz projekta, vrednost projekta se sagledava na drugačiji način u poređenju sa analizom diskontovanih novčanih tokova (DCF).
Ulaznim parametrima modela najčešće se pridružuje Beta raspodela verovatnoće. Beta raspodela ima karakteristike koje je čine veoma pogodnom za većinu situacija: ograničena je na specificirani interval; može da se ograniči samo na pozitivan interval, što je slučaj sa većinom parametara u analizama [11].
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
13
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Slika 6. Preslikavanje parametara investicionog projekta u call opciju.
Slika 7. Evolucija cene OLT servisne kartice
7. TEhno-EkonoMSkA PRoCEnA gPon i fTTC/ vDSl MREŽA ZA PRiSTUP Izložena tehno-ekonomska metodologija ima dovoljan stepen opštosti i predstavlja generalan alat za procenu najrazličitijih vrsta telekomunikacionih projekata. U nastavku je na konkretnom slučaju sprovedena i detaljno opisana tehno-ekonomska studija i komparativna analiza dva najverovatnija slučaja implementacije optičkih mreža za pristup – GPON (Gigabit Passive Optical Network) i FTTC/VDSL (Fiber-To-The-Cabinet/ Very high bit rate Digital Subscriber Line). Ekonomski pokazatelji, kao i rizik pove14
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
zan sa odlukom operatora da investira, dobijeni su korišćenjem analize diskontovanih novčanih tokova, analize osetljivosti i analize realnih opcija. Analiza je sprovedena korišćenjem prethodno opisane tehno-ekonomske metodologije, i to na rezidencijalnom području od 4032 korisnika, koga čine gusto urbana zona (sačinjena od zgrada) i urbana zona sačinjena od 260 kuća korisnika. U inicijalnoj fazi („Obim“) prikupljaju se svi podaci potrebni za izgradnju poslovnog plana. Pošto je izabrana tehnologija, izvršena detaljna topološka studija, određen procenat dostupne kanalizacije, utvrđen broj korisnika usluga
iz prethodnih godina i definisane vrsta i količina mrežne opreme potrebne za implementaciju, pristupa se prikupljanju podataka o troškovima svakog elementa mreže koji se integrišu u bazu troškova. Bazu čine podaci dobijeni od glavnih telekomunikacionih operatora, dobavljača, standardizacionih tela i drugih dostupnih izvora. Podaci se odnose na inicijalne cene za buduće komercijalne komponente mreže, kao i na projekciju za budući obim proizvodnje istih. Evolucija troška različitih komponenata se procenjuje na osnovu troška za zadatu referentnu godinu i skupa parametara koji opisuju osnovne karakteristike komponente, odnosno pomoću Modela proširene krive učenja koji je detaljno opisan u odeljku 3.2. Na Slici 7. prikazana je evolucija cene OLT (Optical Line Terminal) servisne kartice koja se koristi za GPON scenario implementacije. Sledeći neophodni koraci u analizi su specifikacija usluga koje se pružaju krajnjem korisniku i prognoza prihvatanja usluga korišćenjem nekog od modela usvajanja. Korisničko usvajanje je verovatno jedan od najvažnijih ulaznih podataka za izgradnju poslovnog plana, pošto od broja korisnika zavise prihodi i kapitalni troškovi, jer se sa povećanjem broja korisnika povećava broj mrežnih elemenata, a sa tim i operativni troškovi. Zbog toga je bitno napraviti pouzdanu prognozu korisničkog usvajanja nove tehnologije i usluga koje ona nudi. U analizi se koriste osnovni i prošireni Basov model. Što se tiče prognoze broja GPON korisnika koristi se prošireni Basov model, tj. Bas-Nortonov model. Podaci na osnovu kojih se vrši prognoza jesu broj korisnika ADSL-a (Asymmetric Digital Subscriber Line) i broj korisnika KDS-a (Kablovski distributivni sistem) na republičkom nivou, od početka pružanja usluga putem
Milan Blanuša, Petar Matavulj Tehno-ekonomski aspekti planiranja i razvoja optičkih mreža Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 2-20
ovih tehnologija, koji se zatim normiraju prema broju korisnika koje GPON dostiže u zasićenju na ciljnom području [14,15]. Prognoza bi mogla da se vrši i na osnovu ukupnog broja korisnika širokopojasnog Interneta i osnovnog Basovog modela, međutim, pošto se GPON može posmatrati kao sukcesivna širokopojasna tehnologija u odnosu na ADSL i KDS, proširenim Basovim modelom (jednačina 4) dobijaju se verodostojniji podaci u pogledu korisničkog usvajanja. Na Slici 8. prikazane su krive usvajanja za ove tri sukcesivne širokopojasne tehnologije korišćenjem Bas-Nortonovog modela, na osnovu podataka o broju korisnika ADSL-a i KDS-a na republičkom nivou iz prethodnih godina, zaključno sa 2010. godinom [14,15]. Na Slici 9. je prikazana kriva usvajanja GPON tehnologije, koja proizilazi iz BasNortonovog modela (Slika 8.), za maksimalan broj korisnika na ciljnom području. Parametri inovacije i imitacije koji opisuju krivu usvajanja su 0,012 i 0,32, respektivno. Prognoza broja korisnika VDSL-a vrši se pomoću osnovnog Basovog modela. Na Slici 10. je prikazana prognozirana kriva usvajanja VDSL tehnologije za maksimalan broj korisnika koji se nalazi na ciljnom području, na osnovu podataka o broju korisnika ADSL tehnologije iz prethodnih godina na republičkom nivou [14,15]. Ovi podaci mogu se uzeti kao postojani za prognozu VDSL tehnologije pomoću osnovnog Basovog modela, s obzirom na to da su korisnici već upoznati sa DSL tehnologijom. Parametar inovacije je p=0,022, a parametar imitacije q=0,38. U fazi „Procena“ pristupa se vrednovanju oba scenarija implementacije, i to ko-
Slika 8. Prognoza korisničkog usvajanja ADSL, KDS i GPON tehnologije
Slika 9. Prognoza broja korisnika za GPON
Slika 10. Prognozirani broj korisnika za VDSL
rišćenjem DCF analize. Period trajanja projekta za koji se očekuje povraćaj uloženih sredstava je 8 godina (od 2012. do 2019. godine), a diskontna stopa je 8%.
U analizu je takođe uračunat i porez na dobit koji iznosi 10%. Za svaku godinu trajanja projekta procenjuju se kapitalni troškovi (CapEx), operativni troškovi TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
15
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
(OpEx) i prihodi, na osnovu kojih se dobijaju novčani tokovi, koji se zatim diskontuju i sabiraju kako bi se dobio NPV za svaki od scenarija. Kapitalne troškove čine infrastrukturni troškovi i troškovi aktivne opreme. Operativni troškovi se dobijaju na način opisan u odeljku 4.1. Pošto su definisane usluge koje se nude korisniku, određuju se njihove tarife uzimajući u obzir ekonomske modele (faza model), kao i prognoziranu penetraciju usluga na tržištu tokom perioda trajanja analize. Buduća penetracija usluga na tržištu i njihove tarife koriste se za konstrukciju modela evolucije tržišta. Politika tarifiranja operatora može da se uzme u obzir menjanjem tarifnih nivoa zajedno sa očekivanom penetracijom ponuđenih usluga. Na osnovu procene penetracije pojedinačnih paketa usluga koje se nude korisniku i njihovih tarifa dobija se prosečni prihod po korisniku (Average Revenue Per User – ARPU), a na osnovu ARPU i prognoziranog broja korisnika usluga dobijaju se prihodi za svaku godinu trajanja projekta.
16
nog NPV-a na kraju trajanja projekta. Na grafiku sa Slike 12. se vidi da je za FTTC/VDSL scenario NPV pozitivan, što znači da projekat treba usvojiti, pošto je NPV veći od nule. NPV na kraju perioda trajanja projekta za GPON scenario je negativan (Slika 11.), što znači da projekat treba odbaciti. Međutim, pošto DCF analiza ne uzima u obzir dinamičku prirodu paramatara koji učestvuju u modelu, kao ni moguće fleksibilnosti tokom trajanja projekta, pre donošenja konačne odluke potrebno je izvršiti analizu osetljivosti
i rizika, a primenom analize realnih opcija sagledati celokupnu sliku, pa tek onda doneti konačnu odluku. U fazi „Usavršavanje“ analiziraju se dobijeni rezultati, tj. računaju se kritični pokazatelji koji se odnose na osetljivost i rizik povezan sa projektima, a takođe se vrednuju i fleksibilnosti uključene u projekat, nakon čega može da se donese odluka o implementaciji. Takođe, na osnovu ovih pokazatelja vrši se komparacija predloženih scenarija implementacije.
Nakon što su definisani troškovi i prihodi za svaku godinu može da se počne sa gradnjom finansijskog modela. Pokazatelji koji se posmatraju su diskontovani novčani tokovi, novčani balans (kumulativni diskontovani novčani tokovi – cash balance) i neto sadašnja vrednost – NPV. Novčani tok opisuje ekonomski balans za svaku godinu trajanja projekta, a kumulativni novčani tok sumira ekonomske pokazatelje i daje prikaz ukupne finansijske evolucije celokupnog projekta. Na Slikama 11. i 12. grafički su prikazani rezultati DCF analize za GPON i FTTC/VDSL scenario, respektivno.
Slika 11. Prihodi, troškovi, diskontovani tok novca, kumulativni tok novca i NPV za GPON scenario
Kriterijum za prihvatanje ili odbacivanje projekta jeste vrednost dobije-
Slika 12. Prihodi, troškovi, diskontovani tok novca, kumulativni tok novca i NPV za FTTC/ VDSL scenario
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Milan Blanuša, Petar Matavulj Tehno-ekonomski aspekti planiranja i razvoja optičkih mreža Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 2-20
U fazi „Procena“ dobijeni su izlazni ekonomski pokazatelji za oba scenarija implementacije pristupne mreže. Dobijeni rezultat (NPV) predstavlja statičnu vrednost, i kao takav ne može biti pouzdan pokazatelj za odluku. Potrebno je dobiti podatke o pouzdanosti statično dobijenog NPV-a, odnosno statističke podatke o raspodeli verovatnoće dobijenog rezultata, odakle se dobijaju neizvesnost i rizik povezani sa projektom. Prvo je potrebno odrediti koji ulazni parametri i u kojoj meri utiču na NPV. Svaki parametar se menja u opsegu od 50% do 150% svoje vrednosti, dok su vrednosti ostalih parametara fiksirane, i posmatra se na koji način se menja vrednost NPV-a kao odgovor na promenu svakog pojedinačnog parametra. Na taj način se dobija uvid u uticaj pojedinačnog parametra na NPV, bez bilo kakve korelacije sa ostalim parametrima. Ovaj postupak se, kao što je objašnjeno, naziva osnovna analiza osetljivosti. Parametri koji učestvuju u analizi osetljivosti za GPON scenario su tarifa usluge (ARPU), penetracija (broj korisnika), stopa rasta (diskontna stopa) i cena ONT-a (Optical Network Termination). Za slučaj FTTC/ VDSL, parametri za analizu osetljivosti su tarifa usluge (ARPU), penetracija (broj korisnika), stopa rasta (diskontna stopa), cena VDSL kartice i cena VDSL modema. Grafici na Slici 13. i Slici 14. daju uvid u osnovnu analizu osetljivosti NPV-a za svaki od scenarija. Osnovna analiza osetljivosti ne daje informacije o neizvesnosti i riziku projekta, već samo uvid u to u kojoj meri pojedini ulazni parametri utiču na NPV. Nakon osnovne analize osetljivosti potrebno je izvršiti multivarijabilnu analizu osetljivosti metodom Monte Karlo. Svakom od gore navedenih ulaznih parametara se pridružuje odgovarajuća raspodela vero-
Slika 13. Osnovna analiza osetljivosti NPV za GPON scenario
Slika 14. Osnovna analiza osetljivosti NPV za FTTC/VDSL scenario
vatnoće, a kao rezultat se dobija raspodela verovatnoće NPV-a i statistički podaci dobijene raspodele (srednja vrednost, standardna devijacija, itd.). Raspodela verovatnoće koja se pridružuje ulaznim parametrima je Beta raspodela. Za Monte Karlo simulaciju se koristi programski paket Crystal Ball u Excel okruženju. Nakon pokretanja Monte Karlo simulacije za 10000 prolazaka dobija se raspodela verovatnoće NPV-a. Rezultat simulacije je prikazan na Slici 15. za GPON slučaj, a za FTTC/VDSL slučaj na Slici 16. Nakon izvršene multivarijabilne analize osetljivosti dolazi se do zaključka da
za implementaciju FTTC/VDSL rešenja praktično ne postoji rizik (slika 16), pošto je verovatnoća pozitivnog NPV-a skoro 100% (99,55%), pa na ovom mestu može da se donese odluka o prihvatanju projekta. Verovatnoća pozitivnog ishoda za GPON slučaj, tj. verovatnoća da NPV bude veći od 0 iznosi tek nešto više od 5% (Slika 15.), što projekat čini izuzetno rizičnim. Na osnovu izvršene analize rizika može se doneti odluka o odbacivanju celokupnog GPON projekta, međutim pre takve odluke potrebno je sagledati projekat kao lanac investicionih prilika (opcija), i ukoliko takve opcije postoje izvršiti analizu projekta metodom realnih opcija. TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
17
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Slika 15. Raspodela verovatnoće NPV-a za GPON scenario
Slika 16. Raspodela verovatnoće NPV-a za FTTC/VDSL scenario
Kao što je ranije objašnjeno, tradicionalni DCF pristup ne uzima u obzir mogućnost odlaganja investicione odluke donete na početku projekta, pa na taj način zanemaruje dodatne informacije, koje će postati dostupne, a koje smanjuju neizvesnost. Sa druge strane, realne opcije imaju tu prednost što uključuju fleksibilnost menjanja odluka, i preduzimanja strateških poteza i korekcija tokom perioda trajanja projekta, kada dodatne informacije postanu dostupne. Metodo18
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
logija vrednovanja realnih opcija je naročito pogodna ako projekat može da se podeli u dve faze, sa jednom opcionom fazom koja može da se odlaže. GPON scenario se sastoji od inicijalne investicije koja obuhvata implementaciju mreže u gusto urbano područje sačinjeno od zgrada, a nakon 2 godine se mreža proširuje na urbano područje sačinjeno isključivo od kuća. Na grafiku sa Slike 11. može da se
uoči značajna investicija dve godine nakon početka implementacije, koja se odnosi upravo na troškove izgradnje mreže u urbanom području. Pošto operator ima pravo, ali ne i obavezu, da investira u urbano područje, proširenje mreže za njega predstavlja realnu opciju koja se vrednuje pomoću Blek-Šolsove formule (12). Celokupan projekat može da se podeli u dve faze, prvu koja se odnosi na ulaganje u gusto urbano područje i drugu koja se odnosi na ulaganje u urbano područje. Nakon što je projekat podeljen u dve faze, potrebno je odrediti koji tokovi novca pripadaju kojoj investiciji (fazi) i odrediti parametre koji karakterišu investiciju koja se odnosi na proširenje mreže u urbano područje, a zatim pomoću analogije prikazane na Slici 6. i Blek-Šolsove formule odrediti vrednost opcije proširenja. Opcija proširenja može da se odlaže do 2018. godine. To je krajnji rok da se investira u urbano područje, odnosno opcija tada ističe. Rezultujući NPV se dobija kao suma konvencionalnog NPV-a koji se odnosi na inicijalnu fazu ulaganja i vrednosti opcije proširenja. Na Slici 17. su prikazane vrednosti NPV-a koje daje DCF analiza i analiza realnih opcija u zavisnosti od godine ekspanzije mreže u urbano područje. Na Slici 17. može se uočiti da su nove vrednosti NPV-a značajno više od onih dobijenih tradicionalnom DCF analizom, ali, što je još važnije, njihova vrednost je pozitivna za svaku godinu ekspanzije mreže, što znači da projekat može da se prihvati. Takođe se uočava da je NPV projekta najveći 4 godine nakon inicijalne investicije, i to je godina kada, prema ROA, treba izvršiti implementaciju mreže u urbano područje, tj. sprovesti opciju proširenja.
Milan Blanuša, Petar Matavulj Tehno-ekonomski aspekti planiranja i razvoja optičkih mreža Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 2-20
todologija je dalje upotpunjena metodom analize rizika, koja se sprovodi Monte Karlo simulacijom, i metodom realnih opcija kojom se vrednuju fleksibilnosti uključene u projekat. Doprinos metode realnih opcija ogleda se prvenstveno u proceni trenutka kada operator treba da proširi svoje kapacitete i na taj način strateški odredi svoju poziciju na tržištu.
Slika 17. Rezultati DCF i ROA u zavisnosti od godine ekspanzije mreže u urbano područje
Međutim, razlika između vrednosti NPV-a u drugoj i četvrtoj godine je marginalna, pa ako se implementacija mreže u urbano područje izvrši dve godine nakon početka projekta, to može biti opravdano. Ovo je uglavnom objašnjenje trenutnog stava telekomunikacionih operatora, pogotovo u Evropi, koji se ogleda u ulaganju samo u gusto urbano područje, zanemarujući na taj način mogućnost ostvarivanja profita ulaganjem i u urbano područje. Ovakav stav je i posledica nepostojanja zdrave
konkurencije koja bi ubrzala razvoj optičkih mreža za pristup.
8. ZAklJUČAk U ovom radu opisan je način na koji se ekonomski modeli, zajedno sa alatima za prognozu korisničkog usvajanja, evoluciju cene opreme i procenu operativnih troškova, integrišu u jedinstvenu tehnoekonomsku metodologiju za procenu svih vrsta telekomunikacionih projekata. Me-
U nastavku je sprovedena tehno-ekonomska studija GPON i FTTC/VDSL mreža za pristup na konkretnom slučaju, korišćenjem opisane metodologije, a rezultati pokazuju da u slučaju investicionog subvencionisanja, vrednost opcije proširenja u kasnijim fazama može značajno da poboljša finansijske pokazatelje poslovnog plana. Migracija postojećih mreža za pristup prema optičkim mrežama za pristup predstavlja veliki tehnološki izazov. Kako bi se izabrao odgovarajući scenario implementacije, detaljna tehnoekonomska analiza danas je više nego potrebna, što je u ovim radu, na sistematičan način, i pokazano.
literatura [1] Valentina Radojičić, Aleksandra Kostić-Ljubisavljević, Goran Marković, „Prognoziranje prihvatanja novih servisa na telekomunikacionom tržištu”, Tehnika-menadžment, vol. 57, br.5, 2007, str. 9-16. [2] T. Monath, N. K. Elnegaard, P. Cadro, D. Katsianis, and D. Varoutas, “Economics of fixed broadband access network strategies,” IEEE Communication Magazine, vol. 41, no. 9, September 2003, pp. 132-139. [3] Borgar T. Olsen, Kjell Stordahl, “Models for forecasting cost evolution of components and technologies,” Telektronikk, vol. 12, no. 4, September 2004, pp. 138–147. [4] Salvatore Majorana, Attila Gyurke, Jordan Iordanidis, Alex Jalalian, Nils Kristian Elnegaard, Jesus F. Lobo, Leif Aarthun Ims, “Extended investment analysis of telecommunication operator strategies,” Eurescom, Project P901-PF, Deliverable 2 “Investment analysis modeling”, vol. 1 of 4: Main Report, August 2000, pp. 15-32. [5] Valentina Radojičić, Aleksandra Kostić-Ljubisavljević: „Pristupi za primenu LRIC modela“, XXV Simpozijum o novim tehnologijama u poštanskom i telekomunikacionom saobraćaju PosTel 2007, Zbornik radova, Beograd, 2007, str. 225-234. [6] Salvatore Majorana, Dimitris Tsagoulis, Leif Aarthun, “Extended investment analysis of telecommunication operator strategies,” Eurescom, Project P901-PF, Deliverable 2 “Investment analysis modeling”, vol. 2 of 4, annex A “Investment, operation, administration and maintenance cost modeling,” August 2000, pp. 120-247. [7] Thomas Monath, “Techno-economic results for fixed access network evolution scenarios,” in 5th Concertation Meeting of ISTFP6 Communication and Network Technologies, Brussels, Belgium, September 2005, pp. 22-24. [8] Nenad Vunjak, Finansijski menadžment, peto izdanje, izdavači Proleter AD Bečej, Ekonomski fakultet Subotica, Unireks AD Podgorica, 2005, str. 220-242, [9] Theodoros Rokkas, Dimitris Katsianis, Thomas Kamalakis, and Dimitris Varoutas, “Economics of Time and Wavelength Domain Multiplexed Passive Optical Networks,” Journal of Optical Communications and Networking, vol. 2, no. 12, December 2010, pp. 1042-1051.
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
19
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
[10] Ilias Dedopoulos, Nils Kristian Elnegaard, Ralph Lorentzen, Bjørn Hansen, Leif Aarthun Ims, Istvan Fekete, Dr. Vassilis Orfanos, Dimitris Katsianis, Antonio Ruiz-Cantera Salvatore Majorana, “Extended investment analysis of telecommunication operator strategies,” Eurescom, Project P901-PF, Deliverable 2 “Investment analysis modeling”, vol. 4 of 4, annex C “Investment Analysis under Uncertainty,” August 2000, pp. 26-32. [11] Nils Kristian Elnegaard, Kjell Stordahl, “Analysing the impact of forecast uncertainties in broadband access rollouts by the use of risk analysis,” Telektronikk, vol. 4, no. 9, Januar 2004, pp. 157–167. [12] Timothy A. Luehrman, “Strategy as a portfolio of Real options,” Harvard Business Review, vol. 68, October 1998, pp. 89-99. [13] Timothy A. Luehrman, “Investment opportunities as real options: getting started on the numbers,” Harvard Business Review, vol. 76, August 1998, pp. 51-66. [14] Republička agencija za elektronske komunikacije, Pregled tržišta telekomunikacija u republici Srbiji u 2010. godini, Beograd 2011, Available: http://www. ratel.rs/trziste/pregledi_trzista.230.html [15] Republička agencija za elektronske komunikacije, Pregled tržišta telekomunikacija u republici Srbiji u 2007. godini, Beograd 2008, Available: http://www. ratel.rs/trziste/pregledi_trzista.230.html
Autori Milan Blanuša je diplomirao 2009. godine na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu na Odseku za telekomunikacije, profil radio-komunikacije. 2011. godine završio je master studije na istom fakultetu u okviru studijske grupe Sistemsko inženjerstvo i radio-komunikacije. Trenutno je zaposlen u Razvojnoj agenciji grada Sombora. Petar Matavulj je diplomirao 1994, magistrirao 1997. i doktorirao 2002. godine na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu, gde je i zaposlen u zvanju vanrednog profesora. Dr Matavulj se u toku dosadašnjeg naučnog i istraživačkog rada bavio nizom problema koji se odnose na modelovanje, simulaciju i karakterizaciju različitih optičkih uređaja, integrisanu optiku kao i optičke komunikacije i mreže. Autor je niza radova publikovanih u zemlji i u inostranstvu. Član je IEEE Photonic Society, Electron Device Society (EDS) i Communications Society (ComSoc), kao i OSA (Optical Society of America).
20
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
Republička agencija za elektronske komunikacije, u saradnji sa svojim Stručnim savetom i međunarodnom konferencijom TELSIKS 2011, održala je okrugli sto pod nazivom:
za Srbiju, koji se u svetu koristi kao mera razvoja informacionog društva u pojedinim zemljama, pokazuje da je naša zemlja prošle godine bila među prvih 40 od 159 rangiranih zemalja.
„Informaciono-komunikacione tehnologije (IKT) u Evropskoj uniji i Republici Srbiji: trenutno stanje i budući koraci“
Sumirajući ovu raspravu i izneta mišljenja, stavove i predloge, koje je na ovom okruglom stolu zauzela stručna javnost, Stručni savet RATEL-a iznosi neophodne konkretne poteze i predloge rešenja koja će obezbediti predviđen razvoj IKTa, a time omogućiti i realizaciju zadataka deklarisanih u strateškim dokumentima. Ovi predlozi se mogu grupisati u sledeće neophodne mere koje treba preduzeti:
Okrugli sto je održan sa ciljem sagledavanja i poređenja stanja u IKT-u, kao i radi neophodne stručne rasprave i razmene mišljenja koji bi vodili ka definisanju budućih koraka i načina bržeg rešavanja gorućih pitanja u ovom sektoru kod nas. U razmatranju se pošlo od niza dokumenata bitnih za razvoj IKT sektora: Strategije razvoja elektronskih komunikacija u Republici Srbiji od 2010. do 2020. godine, Strategije razvoja informacionog društva do 2020. godine, Strategije razvoja širokopojasnog pristupa u Republici Srbiji sa akcionim planom, Strategije za prelazak sa analognog na digitalno emitovanje radio i televizijskog programa u Republici Srbiji sa akcionim planom, Strategije i politike razvoja industrije Republike Srbije 2011 2020, Strategije naučnog i tehnološkog razvoja Republike Srbije za period od 2010. do 2015. godine, kao i Zakona o elektronskim komunikacijama. Konstatovano je da su, zahvaljujući nabrojanim dokumentima, stvoreni uslovi za nesmetani razvoj ovog sektora u skladu sa trendom razvoja u zemljama EU. Prema godišnjim izveštajima o stanju na telekomunikacionom tržištu, koje objavljuje RATEL, godišnji prihod koji ovaj sektor ostvaruje je oko 1,6 milijardi evra, što predstavlja skoro 5% BDP-a. U poslednjih 6 godina investicije su u ovom sektoru dostigle 2,4 milijarde evra. U skladu sa novim Zakonom o elektronskim komunikacijama liberalizovana su sva maloprodajna tržišta, a pod kontrolom je i velikoprodaja Interneta. Širokopojasni pristup Internetu pruža više fiksnih i mobilnih operatora, kao i nekoliko kablovskih distributera. Indeks IDI
Posvetiti posebnu pažnju primeni 1. IKT-a u velikim državnim sistemima, kako sa stanovišta da njihova primena dovodi do značajnog povećanja efikasnosti funkcionisanja ovih sistema, tako i zbog koristi i velikih pogodnosti koje donosi korisnicima. Naročito je važno adekvatno organizovanje i optimalno funkcionisanje telekomunikacionih sistema državne uprave. Takođe, neophodno je da proces digitalizacije televizije bude koordiniran na najvišem nivou, odnosno u Vladi Republike Srbije. 2. Posvetiti izuzetnu pažnju pitanju obrazovanja, istraživanja i razvoja u oblasti IKT-a. Nivo obrazovanja i svesti o prednostima i pogodnostima kojima primena IKT-a u doprinosi opštem napretku društva, pre svega privrede, a zatim i svakodnevnog života građana, nije adekvatan. Neophodno je što pre obezbediti funkcionisanje elektronskih servisa državne uprave, ali i adekvatno informisanje građana i promovisanje tih servisa. Postoji velika potreba za stručnim kadrovima u ovoj oblasti, i u skladu sa tim treba prići reformi obrazovnog sistema. 3. Istaći značaj istraživanja i inovativnosti u ovoj oblasti, koji su u našoj zemlji zanemareni. Naučno-tehnološka platforma podržana od strane Vlade, koja bi uspostavila protok finansija od in-
vestitora ka naučno-razvojnim istraživanjima, a zatim i ka industrijskoj realizaciji, obezbedila bi, kako razvoj domaće ICT industrije, tako i povećanje zaposlenosti u ovom sektoru. Aktivirati razvojni potencijal domaće 4. industrije koji postoji u ovom sektoru. Činjenica je da softverska industrija prihoduje oko 450 miliona evra godišnje, a da njen značaj nije prepoznat. Postoji potreba za osavremenjavanjem postojećih digitalnih sistema koje naši operatori već koriste implementacijom novih servisa zasnovanih na Internet protokolu, ali i za proizvodnjom najsavremenijih optičkih sistema u mrežama za pristup. Razvoj ove industrije potrebno je podstaći adekvatnim državnim merama kao što su povoljni krediti, razumno smanjenje poreza na rad ovih firmi, odnosno eventualno ukidanje poreza na poslovanje i nabavku IKT opreme u ograničenom periodu. 5. Prepoznati gorenavedene mere kao prioritetne i neophodne u narednom periodu, što je zadatak Vlade i ostalih nadležnih državnih organa. Postoji potreba za resornim ministarstvom, odnosno adekvatnim državnim telom, da bi se obezbedio kadrovski i stručni potencijal za realizaciju donetih strateških dokumenata, a time i dalji napredak sektora telekomunikacija, koji se do sada ogleda u liberalizaciji tržišta i rastu korišćenja i rasprostranjenosti Interneta. Republička agencija za elektronske komunikacije i njen Stručni savet objavljuju ovaj predlog mera u formi apela stručne javnosti, sa nadom da će one u narednom periodu biti sprovedene od strane nadležnih organa. Na taj način bili bi stvoreni neophodni uslovi, ne samo za razvoj domaće IKT industrije i zapošljavanje velikog broja stručnjaka, već i povećanje efikasnosti privrede, odnosno razvoj svih proizvodnih, industrijskih, bankarskih, trgovačkih i ostalih vidova poslovanja, jednom rečju savremenog informatičkog društva. TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
21
Mladen Vratonjić* Ministry of Interior
112 Service – Enhanced Comprehensive Response in Emergency and Critical Situations ABSTRACT 112 is the European telephone number for emergencies. It is used to contact emergency services (emergency medical services, fire and police) in any country of the European Union and many other. 112, however, is not just a code. 112 is a synonym for modern, integrated systems for receiving emergency calls and for responding to various emergencies and disaster situations. The introduction of the system 112 has been an obligation of all the EU countries since 1996, and it will, inevitably, be the obligation of Serbia. System 112 is a technical and technological solution used by highly trained operators, according to strictly defined operational procedures. Two main reasons for the introduction: to allow the European citizens to get help by calling a single, generally known, international number 112, in their own or in foreign countries, in any emergency situation, and to reduce the response time and improve the quality of operation of the relevant emergency services.
Key words
22
*m vratonjic@beotel.net
112, critical communications, emergency response, emergency services, fire brigades, police, ambulance, public safety
Mladen Vratonjić* MUP
SLUŽBA 112 – UNAPREÐENI SVEOBUHVATNI ODGOVOR U HITNIM I KRITIČNIM SITUACIJAMA SADRŽAJ 112 je evropski telefonski broj za hitne slučajeve. Poziva se da bi se kontaktirale hitne službe (hitna medicinska pomoć, vatrogasci i policija), u svim zemljama Evropske unije, i šire. 112, međutim, nije samo pozivni broj, već i sinonim za savremene, objedinjene sisteme za prijem hitnih poziva i reagovanje u najrazličitijim hitnim i vanrednim situacijama. Uvođenje sistema 112 je obaveza svih zemalja EU od 1996. godine pa će tako, neizbežno, biti i obaveza Srbije. Sistem 112 je tehničko-tehnološko rešenje kojim se koriste visoko obučeni operateri, prema striktno definisanim operativnim procedurama. Uvodi se iz dva osnovna razloga: da se građanima Evrope omogući da u svojoj ili u stranim zemljama u svim hitnim situacijama mogu da dobiju pomoć pozivanjem jednog jedinog, opšte poznatog, internacionalnog broja 112, kao i da se maksimalno skrati vreme reagovanja i poboljša kvalitet rada nadležnih hitnih službi.
Ključne reči
*m vratonjic@beotel.net
112, hitne službe, policija, vatrogasci, hitna pomoć, mobilne komunikacije, bezbednost, vanredne situacije
23
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
1. ŠTA JE BRoJ „112“ i ZAŠTo SE UvoDi? 112 je evropski telefonski broj za hitne slučajeve. U svim zemljama Evropske unije, 112 se poziva radi kontaktiranja hitnih službi (hitna medicinska pomoć, vatrogasci i policija). Broj 112 se može pozvati sa fiksnih telefona, uključujući i telefonske govornice, kao i sa mobilnih telefona. Pozivanje broja 112 je uvek besplatno, a služba 112 funkcioniše dvadeset i četiri časa dnevno, sedam dana u nedelji. Pandan ovom broju su brojevi 911 u SAD ili 000 u Australiji. Za hitne slučajeve broj 112 se može pozvati u svim državama članicama Evropske unije i Evropskog ekonomskog prostora, a to su: Austrija, Belgija, Bugarska, Kipar, Češka Republika, Danska, Estonija, Finska, Francuska (uključujući i Monako), Nemačka, Grčka, Mađarska, Island, Irska, Italija (uključujući Vatikan), Letonija, Lihtenštajn, Litvanija, Luksemburg, Malta, Holandija, Norveška, Poljska, Portugalija, Rumunija, Slovačka, Slovenija, Španija, Švedska i Velika Britanija. Osim toga, hitne službe (ili bar neka od njih) dobijaju se pozivanjem broja 112 i u nekoj od sledećih zemalja: Hrvatskoj, Farskim Ostrvima, Srbiji, Švajcarskoj, Turskoj, Rusiji (u nekim delovima, a u celoj zemlji od 2012.) i Izraelu, (gde se pomoć može dobiti ako se 112 pozove sa mobilnog telefona). Evropski broj za hitne slučajeve 112 je ustanovljen Odlukom Saveta ministara od 29. jula 1991. Sve države članice Evropskih zajednica bile su dužne da uvedu 112 od 1996. godine. 24
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Slika 1. Lanac 112
Uvođenjem jedinstvenog broja za hitne slučajeve želi se postići sledeće: 1. Da se omogući građanima Evrope da u svojoj ili u stranim zemljama u svim hitnim situacijama mogu da dobiju pomoć pozivanjem jednog jedinog, opšte poznatog, internacionalnog broja 112, 2. Da se maksimalno skrati vreme reagovanja i poboljša kvalitet rada nadležnih hitnih službi. To je prevashodno tehničko-tehnološko rešenje, integracija telekomunikacionih i informacionih sistema, koje omogućuje pravovremeno i brzo reagovanje operatera na poziv građana i upravljanje resursima potrebnim za pružanje pomoći. Savremena tehnološka rešenja koja se primenjuju uključuju automatsku identifikaciju geografske lokacije pozivaoca, softversku podršku za skraćivanje vremena dobijanja podataka od pozivaoca, pouzdano prosleđivanje govornih i/ili negovornih informacija do najbližih jedinica službi nadležnih za reagovanje, GIS (geografski informacioni sistem) podršku za raspoređivanje i reagovanje jedinica, mehanizme izveštavanja i analize događaja, statističke alate i drugo.
2. PRAvni oSnov 2.1. Evropska unija: Odluka Saveta (Council Decision 91/396/EEC) o 112 je usvojena u julu 1991. Zemlje članice su obavezane da uvedu jedinstveni broj za hitne situacije 112. Okvirna direktiva i Direktiva o univerzalnom servisu (2002/21/EC “Framework” i 2002/22/EC Universal Service Directive) su usvojene u martu 2002. Ove direktive dalje razrađuju detaljne zahteve vezane za E112. U julu 2003. usvojena je preporuka 2003/558/ EC koja se odnosi na identifikaciju lokacije pozivaoca. Suština ovih odluka i preporuka je u sledećem: • Besplatno: Zemlje članice moraju da obezbede da korisnici fiksnih i mobilnih telefona, uključujući i govornice, mogu besplatno da uspostave poziv na broj 112. • Bez diskriminacije: 112 pozivi moraju biti na odgovarajući način odgovoreni i procesuirani, bez obzira na postojanje drugih brojeva za ove svrhe. Uvođenje broja 112, sa svoje
Mladen vratonjić Služba 112 – unapređeni sveobuhvatni odgovor u hitnim i kritičnim situacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 22-30
•
•
strane ne ugrožava postojanje drugih pozivnih brojeva za hitne slučajeve. Lokacija pozivaoca: Zemlje članice moraju da obezbede mogućnost da njihove hitne službe mogu da utvrde lokaciju osobe koja poziva 112. Mogućnost lociranja pozivaoca veoma je bitna ako poziv dolazi sa mobilnog telefona gde osoba ne može da kaže gde se nalazi, kao i da bi se u dobroj meri eliminisali zlonamerni pozivi. Podizanje svesti: Sve zemlje EU moraju da informišu svoje građane, kao i strance, o postojanju službe 112 kao i na koji način se ovoj službi mogu obratiti. Ovde je značajno napomenuti da je, uprkos tome što je u nekim zemljama EU 112 jedini broj koji možete pozvati u hitnim situacijama, znanje i svest građana o postojanju ovog broja i dalje na nedovoljnom nivou. Na Slici 2 pokazani su rezultati istraživanja Evropske komisije iz 2011. godine u kome su ispitanici odgovarali na pitanje: „Koji biste broj u svojoj zemlji pozvali u slučaju da vam zatreba pomoć neke hitne službe?“
Tabela 1. Broj telefona koji bi građani EU pozvali u hitnom slučaju u svojoj zemlji % po zemlji Izvor: Evropska komisija, Flash Eurobarometer 339, The European emergency number 112, REPORT 2012
112
nacionalni brojevi
Drugi brojevi
ne zna
grupa 1: 112 je jedini/glavni broj hitnih službi Prosek
92%
1%
5%
3%
SE
96%
0%
3%
1%
fi
95%
1%
4%
2%
nl
94%
1%
5%
2%
Dk
92%
3%
5%
2%
Ro
91%
0%
6%
5%
PT
86%
5%
9%
6%
MT
52%
5%
15%
31%
grupa 2: 112 je u upotrebi paralelno sa ostalim brojevima hitnih službi Prosek
39%
53%
16%
4%
EE
90%
15%
11%
3%
lU
84%
14%
29%
6%
Bg
80%
12%
6%
5%
Si
79%
35%
14%
3%
Sk
77%
40%
6%
2%
DE
76%
18%
28%
3%
lv
76%
11%
19%
7%
lT
72%
20%
11%
6%
2.2. Srbija:
Pl
69%
37%
10%
2%
Zakon o vanrednim situacijama, 29. 12. 2009. godine
ES
65%
11%
25%
9%
CZ
56%
70%
4%
2%
BE
41%
28%
35%
6%
hU
31%
20%
45%
11%
iT
19%
72%
14%
5%
Cy
18%
31%
20%
36%
iE
13%
79%
12%
2%
AT
13%
83%
5%
4%
fR
9%
83%
8%
4%
El
2%
81%
9%
10%
Uk
1%
95%
3%
2%
Član 11 definiše obaveze i zadatke MUP‐ a u vezi sa upozoravanjem, zaštitom i spasavanjem. Članovi 103 do 110 se bave pravima i dužnostima svih subjekata uključenih u organizaciju službe 112. Zakon o elektronskim komunikacijama, 29. 06. 2010. godine se bavi obavezama i dužnostima operatora teleko¬munikacionih usluga koje se odnose na sistem 112.
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
25
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Republička agencija za elektronske komunikacije (RATEL) je donela odgovarajući plan numeracije u kome se broj 112 rezerviše za hitne pozive. Pored navedenih, postoji ili se priprema još propisa koji regulišu (ili treba da regulišu) razne detalje vezane za korišćenje i pozivanje broja 112.
3. kAko SE oRgAniZUJE SlUŽBA 112 Svaka država u Evropi organizuje rad svojih hitnih službi na drugačiji način. Takođe, i između samih hitnih službi (policija, vatrogasci, hitna pomoć) postoje često velike razlike u načinu funkcionisanja. Kao što je napomenuto, uvođenjem novih informaciono-komunikacionih tehnoloških rešenja unapređuje se rad službi za reagovanje u hitnim situacijama. Rad hitnih službi i njihove operativne procedure menjaju se u određenoj meri u skladu sa predloženim tehničkim rešenjima ali, suštinski, tehnika je ta koja treba da se prilagodi procedurama i načinu rada službi. Zbog svega ovoga, ne postoje dve službe 112 u Evropi koje funkcionišu na isti način, a često i u okviru jedne države postoji više modela funkcionisanja u različitim regionima. Zato ne postoji standardno rešenje, ali se teži standardizaciji određenih komponenti sistema. EENA (European Emergency Number Association – Evropska asocijacija za pozivni broj za hitne slučajeve) definisala je pet osnovnih modela funkcionisanja hitnih službi koji se sa većim ili manjim varijacijama primenjuju u evropskim državama. 26
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
ili ili
Slika 2. Lokalni PSAP (Public Safety Answering Point)
Slika 3. Dvostepeni PSAP (Public Safety Answering Point)
MODEL 1: Poziv se prima i obrađuje na lokalnom nivou (Slika 2). Operater pripada jednoj od hitnih službi. Ovakva rešenja su u upotrebi u Austriji, Nemačkoj, Francuskoj. Često predstavljaju nasleđe iz starijih vremena i stepenicu ka promeni sistema. Loša strana ovog modela je što širom zemlje mogu biti u upotrebi veoma različite tehnologije. MODEL 2: Pozivi se filtriraju kroz centralnu tačku za prijem i onda prosleđuju do regionalnog centra neke od hitnih službi (Slika 3). Ovakva rešenja funkcionišu u Velikoj Britaniji i Holandiji. Prednost ovakvog modela je što se može ostvariti veća centralizacija službi za prijem poziva, a samim tim i uštede da bi se ostvarila potrebna funkcionalnost (na primer angažovanje prevodilaca za strane jezike i drugo).
Model 3: Jedinstveni operativni centar (Slika 4). Sve hitne službe su koncentrisane na jednoj lokaciji na regionalnom nivou. Jedna od službi je obično zadužena za primanje poziva. Ovaj model funkcioniše vrlo dobro u nekim evropskim gradovima kao što su Madrid u Španiji ili Ostrava u ČeškojRepublici. Loša strana ovakvog modela može biti pitanje nadležnosti nad složenijim intervencijama. Model 4: Civilna služba operatera i dispečera (Slika 5). Visoko obučeni civili (agencija) prihvataju pozive upućene na broj 112 i dispečuju jedinice potrebnih službi. Ovakav model je u upotrebi u Švedskoj, a zahteva visoku obučenost kadrova i snažnu tehničku podršku. Može se pojaviti surevnjivost između profesionalnih hitnih službi i civila koji im de facto izdaju naloge.
Mladen vratonjić Služba 112 – unapređeni sveobuhvatni odgovor u hitnim i kritičnim situacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 22-30
tev za isti kvalitet usluge u svakom centru. Ovakav model funkcioniše u Češkoj Republici. Kako se, dakle, opredeliti za najpogodniji model? Imajući na umu današnju tendenciju da se „uradi više sa manje (novca)“, najbolji model bi trebalo da bude što efikasniji i što jeftiniji, a to je u praksi dosta teško izvodljivo. Ali pre donošenja odluke, svakako treba imati na umu, pored argumenata vezanih za pomenute modele, još neke parametre kao što su: prosečan broj poziva i kvalitet servisa, operativni troškovi i troškovi održavanja. Dalje, neophodno je uzeti u obzir postojeće stanje telekomunikacione infrastrukture, vlasništvo i troškove korišćenja. Potrebno je, takođe sagledati polaznu osnovu za uvođenje sistema odnosno kakva je sadašnja opremljenost dežurnih službi i operativnih centara, kakva su tehnička rešenja već primenjena i kako što bezbolnije izvršiti prelazak na novi način rada.
Slika 4. Jedinstveni operativni centar
Slika 5. Civilna služba operatera i dispečera
4. TEhniČko-TEhnoloŠkA REŠEnJA U najkraćim crtama, očekuje se da primena savremenih tehničkih rešenja pomogne da se:
Slika 6. Međusobno povezani PSAP-i
Model 5: Međusobno povezani PSAP-i (Public Safety Answering Points) (Slika 6). Tačke prijema poziva upućenih na broj 112 su, uz upotrebu iste tehnologije, međusobno povezane u jedinstvenu mrežu. Poziv iz regiona X može biti prihvaćen i obrađen i u regionu Y. Ovo je vrlo efikasan model pošto svi PSAPi
koriste istu tehnologiju i softver. Snažna tehnološka podrška je bitna s obzirom na to da svaki centar služi kao rezerva ostalima. Moguće je koristiti jedinstveni resurs sa prevodiocima za sve centre. Model je decentralizovan, pa je samim tim i lakši za primenu, ali zahteva jako centralno upravljanje s obzirom na zah-
• o dgovori na sve pozive za pomoć, • blagovremeno dodele resursi i pošalju jedinice, • na optimalan način reaguje na incidente, • neprestano prati situacija, • snimaju i analiziraju post-incidentne informacije. Tehnička rešenja i sistemi koji ovo omogućuju svode se u suštini na tri oblasti: TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
27
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
1. Realizacija pozivnih centara sa kompjuterski asistiranim prikupljanjem podataka i upućivanjem jedinica (CAD). Ovaj sistem mora biti u stanju da: • P održi govorne pozive (a takođe i pozive putem videa, imejla, SMS poruka - Sledeća Generacija) sa svim mogućnostima koje obezbeđuje standardna privatna telefonska centrala PBX (prosleđivanje poziva, povratak u red čekanja, automatska raspodela poziva, višeučesnička konferencija i sl.). • Zapamti organizacionu strukturu, uključujući i sredstva i resurse (automobili, oprema, ljudstvo i sl.). • Podrži veliki broj predefi nisanih postupaka, koji se aktiviraju „ručno“ ili automatski, na bazi određenih ulaznih kriterijuma. • Radi u distribuiranoj arhitekturi, kako bi se osigurala dostupnost i raspoloživost na nivou 99,9999%, ali i kao podrška geografskoj redundansi (u slučaju da neka nesreća ili kvar onesposobi jedan centar 112). • Snima sve podatke i razgovore vezane za slučaj i da osigura naknadnu obradu tih podataka. • Integriše sve druge podsisteme, kao što su radio mreže, GIS i sl. Sistem CAD mora da bude u mogućnosti, zbog potreba različitih agencija, da podrži različite načine rada i različitu organizacionu logiku, kao i sva pravila i zakonitosti međusobnih odnosa različitih agencija. Takođe, imajući u vidu da se upotrebljava u neuobičajenim i stresnim situacijama, potrebno je da bude, što jednostavniji za upotrebu (user friendly), da sve podsisteme integriše na uniforman način i da se sve glavne akcije odvijaju na jednom ekranu. 28
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Slika 7. Tipično radno mesto operatera
2. Široka upotreba geografskih informacionih sistema (GIS). GIS mora da bude sastavni deo sistema CAD i, u skladu sa maksimom da „slika govori više od hiljadu reči“, mora da omogući vizuelizaciju najrazličitijih potrebnih informacija. Tu spadaju osnovne informacije, kao što je lokacija pozivaoca (koja je važna ne samo radi brzog lociranja incidenta već i za eliminaciju zlonamernih poziva) i kao što je raspored vozila ili jedinica za intervenciju na nekoj geografskoj lokaciji. Takođe se mogu dodavati i najrazličitiji slojevi sa relevantnim informacijama, kao što je raspored protivpožarnih hidranata, skladišta opasnih materija, kablovska infrastruktura, adrese bezbednosno interesantnih lica. Uz upotrebu geografskih karata sa reljefom, mogu se unapred vizuelizovati mogući pravci kretanja bujica i poplava, kao i šumskih požara, itd. GIS sistemi mogu da obezbede i mnoge napredne funkcije, kao što je dodela resursa (npr. upućivanje vozila i izdavanje naloga) direktnom akcijom na geografskoj karti (naravno,
na računaru), a takođe i akcije uzbunjivanja („inverzni 112“), kada se, u slučaju opasnosti u određenom regionu, jednostavnim crtanjem kruga na geografskoj karti može uputiti poziv sa snimljenom porukom svim pretplatnicima koji žive unutar tog kruga. Dobro postavljen GIS sistem omogućava korisniku da sam uvodi nove funkcije i slojeve u skladu sa svojim potrebama i prioritetima (Slika 7). 3. Komunikacije u mobilnim uslovima (upotreba radija za razmenu potrebnih govornih i negovornih informacija) Savremeni digitalni radiokomunikacioni sistemi, kao što je npr. TETRA, omogućavaju sve napredne funkcije govorne komunikacije, razmene kratkih poruka i prenosa podataka malim brzinama. Značajno je što su ovakvi sistemi koncipirani kao nacionalni sistemi sa velikim brojem raznorodnih korisnika, koji po potrebi mogu biti u zajedničkoj komunikaciji. Ovim se otklanja problem (ne)kompatibilnosti radio sistema različitih službi za hitne servise i omogućavanjem njihove di-
Mladen vratonjić Služba 112 – unapređeni sveobuhvatni odgovor u hitnim i kritičnim situacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 22-30
6. kAkvE SE AkTivnoSTi voDE U SRBiJi U vEZi SA UVOÐEnJEM BRoJA 112?
Slika 8. Tipično radno mesto dispečera
rektne komunikacije stvaraju se preduslovi za bržu i bolje koordiniranu intervenciju. Što se tiče širokopojasnog prenosa podataka (npr. prenosa videa iz centra do jedinice na terenu ili prenosa žive slike sa terena gde se obavlja intervencija) ovde još ne postoje standardna, uniformna i opšte zadovoljavajuća rešenja. I dok LTE izbija u prvi plan kao izabrana tehnologija, čini se da je ovde podjednak problem i obezbeđenje dovoljnog i jedinstvenog (barem u Evropi) frekvencijskog spektra za potrebe službi tzv. „plavog svetla“. Zadovoljavajuća je činjenica da postojeći digitalni radio sistemi omogućavaju, pored govorne komunikacije, prenos i prikaz GPS koordinata, upite u baze podataka, prenos statusnih poruka i malih fotografija, što je u najvećem broju slučajeva dovoljna podrška brzoj i efikasnoj intervenciji (Slika 8).
5. SlEDEĆA gEnERACiJA 112 (ng112) Buduća tehnološka rešenja, kao deo sledeće generacije hitnih službi (NG112) moraće da obezbede i do-
datne usluge, posebno u sferi prijema poziva. Fokus je na prijemu poziva pošto je pribavljanje što većeg broja (tačnih) informacija u što kraćem vremenu jedan od glavnih preduslova za kvalitetno i brzo reagovanje u hitnim slučajevima. Tako se očekuje da, pored govornog poziva, hitne službe budu u stanju da poziv prime i putem SMS poruka ili direktnim porukama (npr. od lica koje nisu u stanju da čuju ili govore), da budu u stanju da prihvate video koji dolazi od lica koje npr. mobilnim telefonom snima požar, itd. Takođe će sve veći broj poziva dolaziti iz telekomunikacionih mreža baziranih na IP protokolu što će kreirati nove izazove kod određivanje lokacije pozivaoca. Kao što je ranije navedeno, u Evropi se čine napori da se, u što je moguće većoj meri, pojedine komponente sistema za hitne slučajeve standardizuju. Jedna od inicijativa koja je trenutno u toku i koja će, gotovo izvesno doneti novi standard za proizvođače automobila je „eCall“, odnosno telematsko rešenje koje će obezbediti da se, prilikom saobraćajne nesreće, iz automobila automatski pošalju geografska lokacija i druge relevantne informacije do najbližeg centra 112.
U skladu sa Zakonom o vanrednim situacijama, Ministarstvo unutrašnjih poslova (MUP RS), odnosno njegov Sektor za vanredne situacije, nadležan je za organizaciju službi za reagovanje u hitnim situacijama, pa tako i za službu 112. Za razliku od većine drugih zemalja, tri od četiri ključne službe (policija, vatrogasno-spasilačke jedinice i službe civilne zaštite – dakle sve osim hitne medicinske pomoći) nalaze se organizaciono u MUP-u, što olakšava planiranje delovanja i interakcije ovih službi. Radna grupa Ministarstva predložila je model organizovanja službe 112 u Srbiji kao dvostepeni model sa četiri međusobno umrežena centra za prijem poziva i dispečerskim službama koje prate sadašnju teritorijalnu organizaciju. Ovakav model je predložen imajući u vidu neophodnost postepenog uvođenja nove službe, kako bi prelazak bio što bezbolniji i efikasniji, a imajući u vidu stalno prisutne teškoće u obezbeđivanju finansijskih sredstava (Slika 9). U toku je izrada studije izvodljivosti koja treba da dâ bližu sliku načina realizacije službe i potrebnih finansijskih sredstava. U međuvremenu, digitalna radio mreža po TETRA standardu je uvedena i funkcioniše, sopstvenim snagama se razvijaju servisi Geografskog informacionog sistema, tako da će glavni izazov u realizaciji sistema biti integracija svih postojećih servisa i aplikacija. I na kraju, kao i uvek, ne treba zaboraviti ljudski faktor. Dobar i efikasan sistem za reagovanje u hitnim situacijama u najvećoj
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
29
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
meri počiva na ljudima. U osnovi svega su dobre Standardne operativne procedure i njihova detaljna revizija je u toku. Tehnička rešenja su pomoć i podrška, ali dobro obučeni i organizovani ljudi u kompletnom lancu reagovanja i službe koje efikasno deluju i pri tome komuniciraju i koordiniraju aktivnosti između sebe su osnovni preduslov za funkcionisanje sistema 112. Albert Ajnštajn je svojevremeno rekao: „Izgleda da je naš glavni problem savršenstvo sredstava i konfuzija ciljeva“. Da se ne bi upalo u ovu zamku, potrebno je uvek pred očima imati glavni cilj svih službi za reagovanje u hitnim situacijama a to je: SPAŠAVANJE LJUDSKIH ŽIVOTA.
Slika 9. PSAP-i u Srbiji
Slika 10. Logotip EENA (www.EENA.org)
literatura Za ovaj rad korišćeni su članci i publikacije EU, EENA (European Emergency Number Association), kao i publikacije firmi ALCATEL, ERICSSON i MOTOROLA.
Autor Mladen Vratonjić diplomirao je na Elektrotehničkom fakultetu Univerziteta u Beogradu. Od 2003. godine radi u Ministarstvu unutrašnjih poslova Republike Srbije, u Upravi za vezu i kriptozaštitu, a funkciju načelnika ove Uprave obavljao je u periodu od 2007. do 2009. godine. Tokom ovog perioda bio je odgovoran i za realizaciju projekta uvođenja TETRA sistema u okviru ovog Ministarstva. Nakon 28 godina iskustva u oblasti telekomunikacija, posebno u oblastima kao što su instaliranje, ispitivanje i održavanje digitalnih komutacionih sistema, razvoj softvera za telekomunikacione uređaje i uvođenje sistema kvaliteta, zamenik je načelnika Sektora za analitiku, telekomunikacione i informacione tehnologije pri Ministarstvu unutrašnjih poslova. Kao vodeći ekspert Ženevskog centra za demokratsku kontrolu oružanih snaga, bio je na čelu telekomunikacionog komiteta u okviru projekta poboljšanja prekogranične saradnje zemalja Zapadnog Balkana. Stalni je član evropskog foruma za radio-komunikacije iz oblasti bezbednosti (PSRG) i predstavnik Ministarstva unutrašnjih poslova pri TETRA Asocijaciji. Učestvovao je na brojnim domaćim i međunarodnim konferencijama iz oblasti telekomunikacija i komunikacija za potrebe bezbednosnih službi. Autor je dva stručna rečnika telekomunikacione i informatičke terminologije.
30
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Poslednjih nekoliko godina, prepoznajući značaj koji telekomunikacije imaju za razvoj društva u celini, Vlada Republike Srbije, resorno ministarstvo i RATEL omogućili su donošenje niza dokumenata bitnih za razvoj telekomunikacija u RS. Zahvaljujući tim dokumentima, stvoreni su uslovi za nesmetani razvoj telekomunikacionog sektora u skladu sa trendom razvoja u zemljama Evropske unije. Prema godišnjim izveštajima o stanju na telekomunikacionom tržištu RS, koje objavljuje RATEL, godišnji prihod koji ovaj sektor ostvaruje je oko 1,6 milijardi evra, što predstavlja skoro 5% BDP-a. U poslednjih 6 godina investicije su u ovom sektoru dostigle 2,4 milijarde evra. U skladu sa novim Zakonom o elektronskim komunikacijama liberalizovana su sva maloprodajna tržišta, a pod kontrolom je i velikoprodaja Interneta. Širokopojasni pristup Internetu pruža više fiksnih i mobilnih operatora, kao i nekoliko kablovskih distributera. Indeks IDI, koji se u svetu koristi kao mera razvoja informacionog društva u pojedinim zemljama, pokazuje da je naša zemlja prošle godine bila među prvih 40 od 159 rangiranih zemalja. Ovakav stepen primene IKT stvorio je uslove da se, daljim razvojem, svim građanima obezbedi širokopojasni pristup, što predstavlja osnovni zadatak savremene civilizacije, postavljen Deklaracijom UN iz 2010. godine kao milenijumski cilj koji treba da ispune sve savremene države. Ovakvim pristupom građanima će biti omogućeno da, pored telefona, Interneta i televizije koriste i veliki broj savremenih multimedijalnih servisa i usluga, posebno onih koji se odnose na mogućnost daljinskog poslovanja, upravljanja, bankarstva, obrazovanja i pružanja medicinskih i drugih usluga putem Interneta. Rezultat će biti značajno povećanje efikasnosti proizvodnje svakog pojedinca, ali i značajan napredak u razvoju svih proizvodnih i industrijskih sistema, kao i bankarskog i trgovačkog poslovanja. Sagledavajući ogroman značaj širokopojasnog pristupa, Republička agencija za elektronske komunikacije je, u saradnji sa svojim Stručnim savetom i izuzetno cenjenom konferencijom TELFOR 2011, održala okrugli sto pod nazivom:
„NACIONALNA ŠIROKOPOJASNA MREŽA U SRBIJI (NBN-S)“ Pored značaja za opšti razvoj društva, projekat izgradnje Nacionalne širokopojasne mreže predstavlja izazov za razvoj domaće IKT industrije, i to u oblasti specifičnih hardvera i softvera namenjenih ne samo za potrebe pojedinaca u domaćinstvima ili privatnim firmama, već i za merenje, kontrolu i upravljanje u velikim državnim sistemima. Na taj način će biti obezbeđen ekonomski razvoj, ali i rast zaposlenosti domaćih visokoobrazovanih stručnjaka. Sumiranjem rasprave i mišljenja, stavova i predloga koje je na ovom okruglom stolu iznela stručna javnost, formulisani su neophodni konkretni potezi i sugerisana rešenja i neophodne mere koje treba preduzeti da bi se obezbedila realizacija projekta izgradnje NBN-S.
NBN podrazumeva postojanje visokokvalitetne telekomunikacione okosnice u koju su uključeni sistemi državne uprave, lokalnih samouprava, velikih državnih preduzeća kao što su EPS, EMS, PTT i Železnica, kao i državnih organizacija i firmi. Nažalost, telekomunikacioni sistemi koji su u državnom vlasništvu nisu objedinjeni. Neophodno je obezbediti jedinstven sistem koji će obavljati funkciju telekomunikacionog operatora za sistem državnih organa i zajedno sa velikim privatnim operatorima (Telenorom i Vipom, a u budućnosti verovatno i sa i Telekomom Srbija) predstavljati okosnicu NBN-S. Upravo zbog toga neophodno je da se projekat izgradnje NBN-S realizuje u dve faze. Prva faza će zahtevati integrisanje postojeće državne telekomunikacione infrastrukture u jedinstvenu državnu telekomunikacionu mrežu. Država raspolaže velikim i kvalitetnim informaciono komunikacionim sistemima (IKS) u svojim javnim preduzećima, akcionarskim društvima i organizacijama, koji su pre svega neophodni tim institucijama za obavljanje servisa i pružanje usluga, ali poseduju kapacitete koji mogu biti iskorišćeni i za pružanje usluga državnim organima. Nažalost, ovi kapaciteti nisu objedinjeni, jer su razvijani svaki za sebe, sa namerom da zadovolje potrebe institucija koje su ih gradile. Telekom Srbija a.d. poseduje izuzetno razvijenu i kvalitetnu mrežu, ali je primena savremenih tehnologija (optičkih komunikacionih sistema) omogućila i da se prilikom planiranja i izgradnje specijalnih namenskih sistema EPS-a, EMS-a, Železnice, PTT-a, VS, MUP-a (i ostalih, manjih, ali ne i zanemarljivih kapaciteta Narodne banke, Poreske uprave, Carine, Srbijavoda, Srbijašuma, RZZO, AMRES, itd.) izgrade dodatni kapaciteti, koji se mogu iskoristiti upravo za objedinjavanje i formiranje jedinstvene državne mreže. Funkcionisanje sistema specijalne namene, pre svega onih koje koriste Vojska Srbije, MUP, BIA, VBA, ali i objedinjeni sistem za pozivanje hitnih službi (112), zahteva jedinstvenu, kvalitetnu i pouzdanu infrastrukturu. Iskustvo razvijenih zemalja ukazuje na to da je neophodno da se održavanje i razvoj ovakvog sistema povere posebnom državnom preduzeću, koje će obavljati poslove telekomunikacionog operatora za potrebe državnih organa, a koji uključuju planiranje, organizovanje i realizaciju, kako servisa vezanih za sisteme specijalne namene, tako i svih elektronskih servisa značajnih za funkcionisnje državne uprave, lokalne samouprave, pravosuđa, zdravstva, obrazovanja i nauke, kao i ostalih nekomercijalnih državnih organizacija. Svrha i značaj ovog preduzeća ogledaju se, pre svega, u obezbeđivanju racionalniog iskorišćenja postojećih, ali i daljeg optimalnog razvoja državnog telekomunikacionog i informacionog sistema (IKS). Vrednost postojećih kapaciteta državne infrastrukture koja se na ovakav način može staviti u funk-
ciju (dužine oko 5000-6000 kilometara optike), procenjuje se na više od 50 miliona evra. Naravno, dobit ostvarena korišćenjem ovih kapaciteta zavisiće od stepena iskorišćenosti, a analize koje su spovedene kod nas i u drugim srednje razvijenim zemljama ukazuju na to da se ona prvenstveno ogleda u ekonomskom, tehnološkom i industrijskom razvoju, kao i u obrazovnom i opštem socijalnom i kulturnom napretku društva. Konkretne procene govore da bi porast produktivnosti usled korišćenja ovakvog sistema uprave (pomoću Interneta) uticao da poreski prihod godišnje raste po stopi od 0,2%. Direktan prihod države od ovakve primene Interneta je reda veličine 50-60 miliona evra godišnje (pritom se to ne odnosi na zaradu provajdera Internet usluga). Nove poslovne aktivnosti godišnje donose porast BDP-a od oko 0,3%. Korišćenje Interneta, na ovaj način, stvara uslove za otvaranje novih radnih mesta, i to do 90.000 godišnje. Drugu fazu predstavljaće projekat izgradnje Nacionalne širokopojasne mreže Srbije. Integrisanje postojeće državne telekomunikacione infrastrukture u jedinstvenu državnu telekomunikacionu mrežu, i poveravanje upravljanja ovom infrastrukturom državnom preduzeću koje će pružati usluge telekomunikacionog operatora za e-upravu, stvoriće uslove za početak rada na projektu izgradnje NBN-S. NBN-S će objediniti sve telekomunikacione kapacitete u RS i omogućiti pružanje širokopojasnih usluga svim korisnicima. U tom kontekstu projekat NBN treba da definiše okosnicu koja povezuje državnu i privatnu infrastrukturu. U okviru ovog projekta treba prepoznati ulogu državnog preduzeća i načine saradnje sa ostalim operatorima, a u cilju obezbeđivanja širokopojasnog pristupa svim korisnicima na celoj teritoriji RS, korišćenjem različitih tehnologija i uspostavljanjem privatno-javnog partnerstva. Na taj način biće podstaknuta privatna ulaganja u dalji razvoj NBN-S i njene okosnice, ali i u širokopojasni pristup do krajnjeg korisnika u svim krajevima RS, što je naročito važno. Upravo zbog toga ovim projektom treba da budu definisani regulatorni uslovi koji će obezbediti ekonomsku opravdanost i održivost poslovanja, ali i dalji razvoj nacionalne mreže. Republička agencija za elektronske komunikacije i njen Stručni savet objavljuju ovaj predlog mera u formi apela stručne javnosti, sa nadom da će one u narednom periodu biti sprovedene od strane nadležnih organa. Posebno ohrabruje činjenica da je Vlada RS pozitivno reagovala na zahtev stručne janosti, iskazan na okruglom stolu u okviru TELFOR-a, prepoznala veliki značaj ovog projekta i prihvatila svoj deo obaveza osnivajući radnu grupu Vlade za njegovu realizaciju („Službeni glasnik RS“ broj 8/12). TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
31
Valentina Radojičić* Goran Marković University of Belgrade, Faculty of Transport and Traffic Engineering Telecommunications Traffic and Networks Department
Milan Janković Republic Agency for Electronic Communications
Modeling competition in the telecommunications market ABSTRACT This paper proposes a model for forecasting the number of users, suitable for application in a competitive telecommunication market. It enables managers to predict the diffusion speed of their brand and how their brand grows in relation to other brands. The managers can influence the diffusion speed of their own brand, by changing the service price and the advertising effort and predict the market developments. Also, the model provides the understanding of the impact of the new technology entrant on the telecommunication market. Presented approach is included into the model for forecasting the traffic generated by residential users. The authors test this model using the sales data from the Serbian broadband market.
Key words
32
* valentin@sf.bg.ac.rs
Broadband technologies, competitive market, forecasting, residential users, traffic
Valentina Radojičić* Goran Marković Univerzitet u Beogradu, Saobraćajni fakultet Katedra za telekomunikacioni saobraćaj i mreže
Milan Janković Republička agencija za elektronske komunikacije
Modeliranje konkurencije na telekomunikacionom tržištu SADRŽAJ U ovom radu je predstavljen model za prognoziranje broja korisnika pogodan za primenu na konkurentnom telekomunikacionom tržištu, gde istovremeno egzistira više brendova. Model omogućava menadžmentu kompanije da predvidi brzinu difuzije i interakcije pojedinih brendova. Odgovarajućom politikom cena i marketinškim aktivnostima može se uticati na parametre difuzije, odnosno bolje pozicioniranje svakog pojedinačnog brenda na telekomunikacionom tržištu. Takođe, predstavljeni model je inkorporiran u model za prognoziranje saobraćaja rezidencijalnih korisnika na nivou transportne mreže. Predloženi pristup je ilustrovan na primeru tržišta širokopojasnih servisa u Srbiji.
Ključne reči
* valentin@sf.bg.ac.rs
Širokopojasne tehnologije, konkurentno tržište, prognoziranje, rezidencijalni korisnici, saobraćaj
33
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
1. UVOD Brzina kojom će posmatrani telekomunikacioni servis biti predstavljen i prihvaćen na tržištu je važna iz razloga procene rizika opravdanosti investiranja u nove servise, kao i planiranja, kako finansijskih sredstava, tako i organizacionih resursa potrebnih za uspešno eksploatisanje posmatranog servisa. Za prognoziranje tražnje za novim servisom kao i pomoć prilikom strateškog izbora pre i posle plasiranja novog servisa na tržište, široko su u upotrebi difuzioni modeli. Difuzioni modeli su našli široku primenu u modeliranju dinamike životnog ciklusa novog servisa. Upotreba ovih modela je izuzetno korisna i kod potpuno novih servisa koji su se tek pojavili na telekomunikacionom tržištu, gde ne postoje statistički podaci o prodaji i gde priroda ponude ovog servisa tržištu ima novu dimenziju. Vremenom su difuzioni modeli postali kompleksniji s obzirom na zahteve menadžera za proširenjem njihove korisnosti u funkciji alata kod donošenja odluka. Jedan od zahteva koji se nameće difuzionim modelima jeste uvođenje u model eksternih uticaja, kao što su promenljive marketinškog miksa. Posebno su razmatrani difuzioni modeli koji analiziraju uticaj promene cene i reklame na proces difuzije [1], razvoj i interakciju sukcesivnih tehnoloških generacija [2]. Analizom teorije difuzionih modela može se zaključiti da se većina modela fokusira na proces difuzije na nivou servisa, a svega nekoliko na nivou brenda. Za kompanije koje imaju približno monopolsku poziciju na tržištu, difuzija na nivou servisa je od prevashodnog značaja. Međutim, za kompanije koje učestvuju na konkurentskom tržištu, od prevashodnog značaja je difuzija na nivou brenda. Proces difuzije na nivou brenda 34
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
je pod značajnim uticajem više faktora, kao što su i cena i marketing. Ulazak konkurentskog brenda na tržište se može višestruko odraziti na proces difuzije posmatranog brenda. Može doći do širenja ukupnog potencijala tržišta za posmatrani servis usled povećanih promotivnih i marketinških aktivnosti novog brenda. Međutim, može doći i do usporavanja brzine difuzije, zbog preraspodele korisnika. Na osnovu teorije difuzije, rast broja korisnika novog servisa zavisi pre svega od utiska korisnika koji su servis već prihvatili. Utisak o istom, bio loš ili dobar, uticaće i na druge brendove koji pružaju isti servis. Ovo je posebno izraženo ukoliko se deli isto tržište [3]. U ovom radu predstavljen je model za prognoziranje broja korisnika na konkurentnom telekomunikacionom tržištu gde istovremeno egzistira više brendova. Model omogućava menadžmentu kompanije da predvidi interakcije pojedinih brendova na zajedničkom tržištu. Odgovarajućom politikom cena i marketinškim aktivnostima može se uticati na parametre difuzije, odnosno bolje pozicioniranje svakog pojedinačnog brenda na telekomunikacionom tržištu. Takođe, predstavljeni model je inkorporiran u model za prognoziranje saobraćaja rezidencijalnih korisnika na nivou transportne mreže. Predloženi pristup je ilustrovan na primeru tržišta širokopojasnih servisa u Srbiji.
2. DIFUZIONI MODELI Cilj difuzionih modela se može svesti na predstavljanje životnog ciklusa prodaje inovativnog servisa kroz potencijalni skup korisnika tokom vremena sa malim brojem parametara. Difuzija inovacija je dakle studija o tome kako, zašto i kojom brzinom se nove tehnologije, servisi ili
proizvodi šire kroz socijalne sisteme. S obzirom da u stvarnosti prodaja zavisi od niza eksternih uticaja, kao što su nivo reklamiranja servisa, pristupačnost cene i promene u ceni, intenzitet distribucije, od važnosti je stvoriti takav model koji će obuhvatati ove promenljive i njima slične. Praktično postoje dva pristupa ovom problemu. Neki autori predlažu modele sa konstantnim parametrima marketinškog miksa, dok drugi autori dozvoljavaju promenu parametara tokom vremena [4]. Modeli koji imaju konstantne parametre, pretpostavljaju da je menadžer u mogućnosti da predvidi kako će se eksterne promenljive ponašati tokom dužeg vremenskog perioda. Međutim praktično je nemoguće precizno predvideti ponašanje tržišta u budućnosti, tako da je vrlo verovatno da će vremenom menadžeri morati da prilagode model tržištu, kroz promenu nekog od parametara kao što su cena, reklama i sl. Osnovne pretpostavke kod primene difuzionih modela: roces difuzije je binarni proces • p (korisnik ili prihvata ili čeka da prihvati novi servis); • primenljivi su na nove kategorije servisa, a ne na nove brendove; • svaki korisnik pribavlja samo jedan novi servis; • nema ponovljenih kupovina; • primenljivi su na nove servise koji egzistiraju duže vreme na tržištu; • ukupna veličina tržišta (potencijal tržišta) je fiksna veličina, pod pretpostavkom da će svi korisnici tokom vremena prihvatiti novi servis; • proces difuzije se posmatra nezavisno od uticaja supstitucionih servisa; • nije eksplicitno uključena marketinška strategija.
valentina Radojičič, goran Maković, Milan Janković Modeliranje konkurencije na telekomunikacionom tržištu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 32-45
Velike zasluge za razvoj teorije difuzije inovacije pripadaju Rogersu koji prihvatanje inovacija predstavlja kroz životni ciklus, uz pretostavku da kriva prihvatanja ima normalnu raspodelu zbog efekta učenja usled ličnih interakcija u društvenoj zajednici. Kako broj onih koji prihvataju servis raste, tako raste i uticaj na pojedince koji još uvek nisu prihvatali posmatrani servis. Drugi pionir na ovom polju, Frank Bass, opisuje difuzioni proces kao rezultat dva nezavisna parametra mas-medija i efekta baziranog na usmenom prenosu iskustava između korisnika („word of mouth“). Efekat mas-medija se odnosi na one korisnike koji su zainteresovani za inovativne servise. Ovaj segment tržišta je pod jakim uticajem reklama koje kod korisnika stvaraju osećaj svesnosti i prisutnosti servisa. S druge strane, efekat usmenog prenošenja iskustva je jači po pitanju reflektovanja dinamike interne komunikacije među korisnicima. Prilikom modelovanja procesa difuzije na tržištu koriste se dva segmenta korisnika: inovatori i imitatori. Inovatori predstavljaju kategoriju korisnika koji prate razvoj nauke i tehnologije i odmah
prihvataju novi servis koji se pojavi na tržištu. Parametar inovacije, p, predstavlja brzinu kojom počinje prihvatanje servisa. Dalje, njihova iskustva se prenose na imitatore, putem različitih vidova društvenog komuniciranja, tako da parameter imitacije, q, predstavlja brzinu kojom se dešava kasniji rast. Jeftinija tehnologija može imati veći parametar p (brže će doći do rasta krive), dok tehnologije sa efektom mreža (kod kojih vrednost raste kako više korisnika prihvata posmatrani servis) mogu imati veći parametar q. Faktori koji utiču na brzinu difuzije mogu se u osnovi grupisati na one koji se odnose na karakteristike novog servisa/proizvoda (prednosti u odnosu na postojeće, stepen kompatibilnosti, složenost samog servisa/proizvoda sa aspekta korišćenja, pogodnosti i sl.) i one na koje se može uticati marketinškom strategijom (reklame, promotivne kampanje i sl.). Princip funkcionisanja Bassovog modela ilustrovan je na Slici 1. Vrednosti parametara p i q variraju u zavisnosti od servisa koji se posmatra, regiona, veličine nacionalnog dohotka,
Slika 1. Princip funkcionisanja Bassovog modela [5]
kao i kulturnih i socijalnih aspekata u društvu. Tako da se ovi parametri za isti servis mogu razlikovati po posmatranim saobraćajnim područjima različitih zemalja. Mentalitet veoma utiče na imitacioni faktor, dok zemlje sa velikom kupovnom moći po glavi stanovnika teže visokom stepenu inovacije. Visoki parametri imitacije javljaju se kod servisa koji imaju efekte mreža (faksimil). Tržišni analitičari su ustanovili da je procenat inovatora u zemljama Evropske unije veći nego u Americi, dok je procentualna vrednost imitatora u Aziji za četvrtinu manja nego u SAD i Evropi [6]. Vrednosti za parametre inovacije p se kreću između 0,0007 i 0,03. Za zemlje u razvoju srednja vrednost ovog parametra je 0,0003, a za razvijene zemlje ta vrednost iznosi oko 0,001[6]. Vrednosti za parametre imitacije q se kreću između 0,38 i 0,53. Industrijske i medicinske inovacije imaju uglavnom viši parametar imitacije od ostalih. Za zemlje u razvoju srednja vrednost ovog parametra je 0,56, a za razvijene zemlje ta vrednost iznosi oko 0,51[6]. Da bi se parametri Bassovog modela mogli proceniti regresionim pristupom, neophodno je da postoje najmanje tri podatka o prodaji. Ustanovljeno je da Bassov model daje bolje rezultate kada podaci prodaje pokrivaju periode vršnih prodaja. Međutim, osnovna karakteristika prognoziranja novih servisa je nepostojanje statističkih podataka, tako da je ove parametre jedino moguće pretpostaviti, na osnovu metoda istraživanja tržišta (metod upitnika, metod Delfi i sl.), komparativnim pristupom ili analogijom sa nekim drugim servisom ili proizvodom za koje su ovi parametri poznati. Pri tome, treba imati u vidu da servisi iz iste kategorije teže da imaju slične parametre inovacije, dok parametar imitacije najčešće varira. TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
35
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
Kod analogijskog pristupa procene parametara procedura je sledeća: identifikuju se servisi gde se smatra da će proces difuzije biti sličan difuziji novog servisa; ustanove se vrednosti parametara p i q za prethodne inovacije, unesu se u difuzioni model novog servisa (s tim da se procena m vrši potpuno nezavisno) i sprovede se prognoziranje procesa difuzije novog servisa. Ono što predstavlja problem je odabir odgovarajućeg servisa. Za to su razvijene neke formalne metode, ali se zahteva velika opreznost i kreativnost prilikom odabira analogijskog servisa. Analogija zasnovana na sličnostima u očekivanom ponašanju na tržištu se pokazala kao bolje rešenje od one koja se zasniva na sličnostima samih servisa. Na primer, prilikom prognoziranja difuzije on-line servisa, bolje je upotrebiti parametre za pretplatu na usluge mobilne telefonije, nego za pretplatu na kablovsku televiziju. Pri odabiru analogije treba uzeti u obzir sličnost sledećih pet karakteristika: • • • • •
k onteksta okoline (npr. društveno-ekonomski faktori), strukture tržišta (veličina tržišta, broj konkurenata), ponašanja korisnika (situacije u kojima kupuju), markentiške strategije firme i karakteristika novog servisa (npr. relativna prednost tog servisa u odnosu na postojeće) [7].
Ukoliko različite scenarije razvoja vezujemo za različite vrednosti parametara inovacije i imitacije, krajnji rezultat se može prikazati u formi pesimističkog i optimističkog scenarija prihvatanja posmatranog novog servisa na tržištu. Na konačan izgled prognoziranog scenarija razvoja utiče i procenjeni potencijal tržišta. Osnovni Bassov model predviđa konstantan potencijal tržišta tokom celokupnog životnog ciklusa posmatranog servisa.
3. MODELIRANJE KONKURENCIJE NA TELEKOMUNIKACIONOM TRŽIŠTU Prisustvo konkurentskih servisa na tržištu zahteva kreiranje modela koji mogu da predstave međusobni uticaj provajdera servisa. Ovi modeli su naročito potrebni u cilju odabira odgovarajuće marketinške strategije i adekvatne politike cena. Problem modeliranja konkurencije istraživači rešavaju na različite načine, npr. Mahajan, Sharma i Buzzell [8] predlažu model MSB za procenu prodaje brenda:
36
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
(1)
Gde su: Si(t) - prodaja brenda i za vreme t, mi - potencijal tržišta brenda i, xi - kumulativana prodaja brenda i za vreme t, X(t) - ukupna kumulativna prodaja servisa za vreme t, m - ukupan potencijal tržišta određenog servisa, pi i qi - parametri inovacije i imitacije, respektivno. U ovom modelu, procentualno učešće inovatora pi na nivou servisa se uzima u obzir iz tržišta specifičnog brenda, dok je procentualno učešće imitatora qi deo ukupnog tržišta. Predloženi model je prihvatljiv u situacijama gde je izbor brenda prevashodno pitanje. Ukoliko uticaj brenda nije dominantan faktor pri izboru, ovaj model nije pogodan za analizu tržišta. Svaki brend je pod uticajem korisnika drugih brendova koji su servis već prihvatili. Umesto modeliranja uticaja svake grupe korisnika pojedinog brenda posebno, treba prihvatiti činjenicu da svi korisnici koji su prihvatili servis, kolektivno imaju uticaj na dalju penetraciju svakog brenda na tržištu. Ovaj kolektivni uticaj je izražen preko kumulativne funkcije gustine prihvatanja određenog servisa, F(t). Ako sumiramo obe strane osnovne jednačine Bassovog modela [9] za slučaj postojanja više brendova na tržištu dobija se sledeća jednačina [3]:
(2)
S obzirom na to da kolektivni uticaj važi za sve brendove na tržištu, da bismo bili sigurni da je njegov uticaj različit na različite brendove, uvodi se koeficijent i koje se odnosi na pojedini brend. Ako se označi ∑fi(t) sa fc(t), ∑pj sa p, i ∑qi sa q, relacija (2) se može predstaviti kao: (3)
Jednačina (3) predstavlja difuzioni model na nivou brenda. Rešenje jednačine predstavljeno je relacijom (4):
(4)
valentina Radojičič, goran Maković, Milan Janković Modeliranje konkurencije na telekomunikacionom tržištu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 32-45
Zamenom jednačine (4) u jednačinu (2) i rešavajući je po Fi(t) dobija se:
(8)
(5)
(9)
(10)
Jednačina (5) predstavlja kumulativnu prodaju brenda i u funkciji vremena. Ako sa m označimo potencijal tržišta posmatranog servisa, a sa mi potencijal tržišta brenda i, sledi:
(11)
(6) (12) Vreme kada se dostiže gustina zasićenja prodaje, za brend i, može se odrediti na osnovu jednačine: (7)
Može se pokazati da će brend i ranije dostići vršnu prodaju u odnosu na neki brend j, ako je ispunjeno:
. Predstavljeni model podrazumeva da su brendovi ušli na tržište približno u isto vreme. Međutim, na mnogim tržištima uspeh ostvaruju i brendovi koji značajno kasnije pristupaju tržištu, nudeći isti servis. U tom slučaju, za menadžere dominantnog operatora bi bilo veoma značajno ako bi mogli da procene kako će njihovo prisustvo uticati na kretanja na tržištu posmatranog servisa, odnosno kako će se to odraziti na njihovo poslovanje. Kod ulaska novog brenda na tržište, posle nekog vremena t n, moguće je da se dogodi više scenarija: celokupno tržište se širi (m postaje veći), proces difuzije servisa je brži (q će biti veći), ili će se dogoditi i jedno i drugo. Na nivou brenda može doći do uticaja u pozitivnom ili negativnom smislu. Egzaktan uticaj se izražava preko parametara m, q i q i.
(13)
Jednačine (10) i (11) predstavljaju proces difuzije brenda i (i=1,2) pre i posle ulaska trećeg brenda. Q i Qi predstavljaju parametre imitacije nakon vremena tn. Jednačine (12) i (13) predstavljaju proces difuzije trećeg brenda. U jednačinama (9), (11) i (13) figuriše parametar k, koji se definiše u zavisnosti od predviđenog scenarija razvoja ukupnog potencijala tržišta (koji može biti manji ili veći zbog ulaska trećeg brenda na tržište). Za primenu modela neophodno je proceniti parametre inovacije i imitacije pre i posle ulaska trećeg brenda na tržište, pri čemu se smatra da koeficijent inovacije za treći brend ne postoji. Rešenja diferencijalnih jednačina (9) i (11) po F(t):
(14)
(15)
Sledeće diferencijalne jednačine predstavljaju porast prodaje servisa na tržištu u situaciji postojanja tri brenda, pri čemu je treći brend kasnije stupio na tržište [3]: TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
37
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
Jednačine (14) i (15) označavaju kumulativni rast broja korisnika servisa i brenda i nakon ulaska trećeg brenda na tržište, respektivno. Ako t→∞ u jednačini (15), dobija se da je F(∞)=k. Vrednost parametara k, pokazuje da li se tržište povećava ili smanjuje zbog ulaska trećeg brenda. Slično tome, poredeći procenjene vrednosti Fi(∞) pre i posle ulaska trećeg brenda, može se izračunati šta se dešava sa potencijalom tržišta brenda i zbog ulaska novog brenda na tržište. Kumulativna funkcija prodaje brenda i=3 počinje od trenutka t=tn=0 i može se predstaviti jednačinom:
(Universal Mobile Telecommunication Service) i WLAN (Wireless Local Area Network) i drugih raspoloživih tehnologija. S tim u vezi, u cilju planiranja adekvatnih resursa transportne mreže od izuzetne važnosti je ove potrebe sagledati unapred.
(16)
Model predložen u ovom radu se bazira na prognoziranim vrednostima relevantnih uticajnih faktora: broja korisnika, penetracije servisa, faktora koncentracije saobraćaja, stepena iskorišćenosti kapaciteta, prosečnog kapaciteta pristupa i procentualnog učešća pojedinih operatora na tržištu. S obzirom na to da su raspoložive širokopojasne tehnologije konkurentne jedna drugoj, prognoziranje broja korisnika je neophodno sprovesti na bazi modela objašnjenog u predhodnom poglavlju.
Predloženi model se može koristiti za višestruke namene. Na primer, primenjujući ove jednačine na statističke podatke i poredeći procenjene vrednosti ekvivalentnih parametara pre i posle ulaska trećeg brenda, može se prognozirati brzina difuzije servisa svakog pojedinačnog brenda i pretpostaviti promene koje se mogu dogoditi na tržištu. Jednačina prodaje se izvodi kao proizvod potencijalnog tržišta m i razlike dve uzastopne vrednosti kumulativne funkcije prodaje. Prema tome, važi da je vrednost prodaje servisa S(t) u posmatranom trenutku t data izrazom:
gde su kumulativne funkcije prodaje za sva tri brenda prethodno prikazane.
Prognozirani obim saobraćaja koji generišu rezidencijalni korisnici se koristi kao ulazna veličina u procesu planiranja kapaciteta transportne mreže: razvoj novih struktura mreža, proširenje resursa mreže, kao i uvođenje novih tehnologija u jezgro mreže. Pri tome, u obzir se uzimaju svi servisi koji su podržani raspoloživim tehnologijama.
Fiksni telefonski saobraćaj je u većini zemalja skoro dostigao fazu zasićenja i smatra se da će se zadržati na tom nivou, do njegove eventualne substitucije IP telefonijom. Takođe, uskopojasni (dial-up) pristup Internetu ima izražen opadajući trend, sa daljom tendencijom supstitucije širokopojasnim pristupom. Prognozirani obim saobraćaja u glavnom saobraćajnom satu, rezidencijalnih korisnika, u transportnoj mreži može se odrediti na osnovu izraza: (17)
4. S AOBRAĆAJ KOJI GENERIŠU REZIDENCIJALNI KORISNICI Povećani zahtevi servis provajdera u pogledu korišćenja iznajmljenih linija za prenos podataka doprinose značajnoj promeni udela pojedinih tipova saobraćaja u telekomunikacionoj mreži. Prenos podataka eksponencijalno raste i predstavlja dominantan tip saobraćaja u transportnim mrežama. Ovakav trend tražnje prate povećani zahtevi za širokopojasne aplikacije, koji se mogu realizovati preko HFC (Hybrid Fiber Coaxial), ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), VDSL (Very high data rate DSL), LMDS (Local Microwave Distribution System), UMTS 38
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
gde su: i - indeks posmatranog servisa/tehnologije, i=1, ..., n; I – ukupan broj raspoloživih tehnologija; Ci(t) – srednji pristupni kapacitet, u Mbit/s, za tehnologiju i u godini t. Ai(t) – iskorišćenost pristupnih kapaciteta (%) za tehnologiju i u godini t, bi – faktor koncentracije saobraćaja sa komutacijom kola za tehnologiju i, ui – faktor koncentracije saobraćaja sa komutacijom paketa za tehnologiju i, (ui=1, ako nema paketske komutacije), HPi(t)– penetracija broja domaćinstava (%), za tehnologiju i u
valentina Radojičič, goran Maković, Milan Janković Modeliranje konkurencije na telekomunikacionom tržištu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 32-45
godini t. Fi(t) – kumulativni broj korisnika tehnologije i u godini t; m– potencijal tržišta.
pojasne tehnologije pristupa očekuje se da će ovaj faktor biti značajno veći zbog zahtevnijih korisnika, dužih trajanja sesija, flat tarifa i razvoja novih aplikacija.
Jednačinom (17) izvršena je modifikacija modela [10], tako što se prognoziranje broja rezidencijalnih korisnika ostvaruje na osnovu prethodno prikazanog modela koji uzima u obzir uticaj konkurentnih servisa na zajedničkom tržištu.
Penetracija domaćinstava (HP) - Ekonomski status domaćinstava je jedna od najznačajnijih veličina koje utiču na stepen penetracije. Relativni značaj ove veličine je uobičajeno veći u zemljama u kojima je ukupan stepen penetracije mali, u poređenju sa zemljama sa razvijenom telekomunikacionom infrastrukturom. Ovo je posledica većeg broja faktora, kao na primer činjenica da su čak i relativno siromašnija domaćinstva u bogatim zemljama u boljem ekonomskom statusu u odnosu na one u siromašnijim zemljama. Pored toga, telekomunikacione tarife su tipično mnogo niže u bogatijim zemljama. Tačnost prognoze penetracije domaćinstava se može povećati podelom po ekonomskom statusu (HE), čime se omogućava dobra procena porasta broja domaćinstava svakog statusnog nivoa posebno. Ukoliko, razlikujemo 4 klase domaćinstava prema ekonomskom statusu: odličan, veoma dobar, dobar i loš, označeno sa HE=1, 2, 3 i 4 respektivno, dobija se ukupan stepen penetracije domaćinstava:
Srednji pristupni kapacitet (C) - predstavlja prosečnu vrednost pristupnih kapaciteta, tehnologije i, u godini t. Pristupni kapacitet za telefonski saobraćaj je 64 kbit/s i takav će i ostati narednih godina. Downstream kapacitet za ADSL se menja. Operatori nude set različitih pristupnih kapaciteta od manjih ka većim, posebno zbog novih i naprednih aplikacija. Poslednjih godina operatori uvode nove servise, kao što su npr. „propusni opseg na zahtev“, IPTV i dr. Za VDSL pristupni kapacitet je oko 24 Mb/s. Iskorišćenost pristupnih kapaciteta (A) Korisnici širokopojasnih servisa ne koriste maksimalni raspoloživi kapacitet sve vreme. Faktor iskorišćenja pristupnih kapaciteta je srednja iskorišćenost kapaciteta, uzimajući u obzir proporciju vremena tokom kojeg se vrši download i proporciju vremena za upload. Ovaj fakor pokazuje stepen iskorišćenosti raspoloživog propusnog opsega. Faktor koncentracije saobraćaja (b, u) - Faktor koncentracije saobraćaja sa komutacijom kola se definiše kao odnos intenziteta saobraćaja u glavnom saobraćajnom času i ukupnog intenziteta saobraćaja tokom 24 h [10]. Tipične vrednosti ovog faktora su 10-15%. Ovaj faktor ima tendenciju povećanja zbog porasta broja Internet korisnika [11]. Za široko-
(18)
,
Stepen penetracije je moguće proceniti u zavisnosti od procenjenog ekonomskog statusa domaćinstava, HE, kao što je ilustrovano na Slici 2. Procedura izbora odgovarajuće krive (veoma nizak - VN, nizak N, prosečan P, visok – V i veoma visok - VV) je prikazana na Slici 3. Parametar HPG (Household Penetration Global trend) označava globalni trend penetracije domaćinstava i kreće se u granicama od 0 do 1, što odgovara značenjima „nizak“ → „prosečan“ → „visok“. Parametar LER (Local Economy Relative to global economy) označava relativnu ekonomsku razvijenost posmatranog područja u odnosu na ostale regione. Numeričke vrednosti za LER se kreću od 0 do 1, što odgovara ocenama: „loš“ → „prosečan“ → „dobar“. Potencijal tržišta (m) - čine svi potencijalni korisnici servisa/proizvoda. Bass pretpostavlja da će se ukupan potencijal tržišta dostići posle dovoljno dugog vremena provedenog na tržištu, odnosno da će posmatrani servis tokom životnog ciklusa naći
Slika 2. Određivanje stepena penetracije u zavisnosti od ekonomskog statusa HE [12]
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
39
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
se da će razvoj FTTx tehnologije značajno uticati na razvoj u celini i preraspodelu širokopojasnog pristupa u Srbiji (Tabela 1). Da bi se prognozirao ukupan širokopojasni saobraćaj koji generiše rezidencijalni sektor, TR(t), neophodno je proceniti sve relevantne parametre jednačine (17).
Slika 3. Grafik za izbor odgovarajućeg tipa krive (VN, N, P, V, VV) u zavisnosti od parametara HPG i LER [12]
put do svakog potencijalnog korisnika. U proceni ovog parametra mogu učestvovati: ukupna populacija, broj domaćinstava, ekonomski status pojedinaca i društva u celini, demografska struktura, natalitet, prisustvo konkurencije na tržištu, navike korisnika i sl. Modifikacija koja se može izvršiti na osnovnom i na brojnim modifikacijama Bassovog modela je u definisanju potencijala tržišta kao vremenski zavisne promenljive. Broj potencijalnih korisnika se može promeniti iz više razloga, pre svega zbog promene u broju stanovnika na posmatranom saobraćajnom području. Takođe, značajnije smanjenje cene servisa može učiniti da isti postane dostupan daleko većem broju korisnika. Još jedan uzrok za promenu može biti poboljšanje distribu-
cione infrastrukture servisa, čineći servis fizički dostupnim sve većem broju korisnika ili kompanija. Broj potencijalnih korisnika se može menjati i u zavisnosti od komplementarnosti sa različitim servisima.
5. PRognoZiRAnJE ŠiRokoPoJASnog PRiSTUPA U SRBiJi U Tabeli 1 je prikazano kretanje broja korisnika različitih tehnologija za pristup u Srbiji (od 2006-2010). Očigledan je pad uskopojasnog (dial-up) pristupa internetu kao i njegova supstitucija drugim raspoloživim širokopojasnim tehnologijama (ADSL, HFC, FWB i ostale). Pored toga, očekuje
god.
Dial-up
ADSl
hfC
fwB
Mobilni internet
3G
Ostalo
2006.
882.611
26.126
54.598
21.968
0
9.687
10.210
2007.
692.905
132.359
87.731
36.059
0
257.379
2.276
2008.
397.202
267.876
151.154
48.130
25.489
738.401
1.135
2009.
252.195
351.252
187.923
45.864
100.628
762.307
5.547
2010.
120.670
536.796
260.474
58.305
131.475
1.291.887
7.783
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
(19) Takođe, pretpostavlja se da će se srednja iskorišćenost pristupnih kapaciteta u Srbiji, A(t), kretati po linearnom modelu za sve razmatrane širokopojasne tehnologije: (20)
Tabela 1. Širokopojasni pristup internetu u Srbiji [13]
40
Na osnovu analize vremenske serije prikupljenih statističkih podataka, pretpostavlja se da će srednji pristupni kapacitet, C(t), u Srbiji rasti eksponencijalno u budućnosti, shodno plasiranju novih multimedijalnih servisa i ekspanziji različitih video aplikacija, prema modelu:
Rezultati merenja pokazuju da su faktor koncentracije saobraćaja sa komutacijom kola i faktor koncentracije saobraćaja sa komutacijom paketa za različite širokopojasne tehnologije približno konstantni tokom vremena: i b(t)=b=0,23, respektivno. Rast internet sektora u Srbiji je evidentan, kako u pogledu ukupnog prihoda tako i po kumulativnom broju širokopojasnih korisnika i penetraciji tržišta [12]. Može se uočiti iz Tabele 1 veoma značajan rast broja korisnika ADSL tehnologije, nešto blaži rast HFC tehnologije. Takođe, bežični pristup internetu je približno linearan tokom poslednjih godina. Osim toga, od 2008. godine beleže se prvi korisnici mobilnog interneta. Na osnovu analize statističkih podataka za Srbiju, penetracija širokopojasnih
valentina Radojičič, goran Maković, Milan Janković Modeliranje konkurencije na telekomunikacionom tržištu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 32-45
tehnologija bez 3G tehnologije je oko 9,218% (2009.), što je manje od srednje vrednosti za različite zemlje EU. S druge strane širokopojasna penetracije sa 3G tehnologijom je nešto veća, oko 16%. Prognoziranje razvoja penetracije širokopojasnih tehnologija u Srbiji HP(t) se mogu izvesti na bazi statističke analize prikupljenih podataka prema linearnom modelu (R2=0,9904): (21) Difuzioni model koji uzima u obzir prisustvo konkurencije na tržištu, predstavljen u poglavlju 3, se koristi za izračunavanje kumulativnog broja korisnika posmatranih širokopojasnih tehnologija i. Osnovna prednost ovakvog pristupa u odnosu na slične modele za prognoziranje širokopojasnog saobraćaja je upravo u tome što se sve prisutne širokopojasne tehnologije na telekomunikacionom tržištu ne posmatraju nezavisno, već kroz model koji uzima u obzir njihovu međusobnu interakciju. Procenjeni parametri difuzionog modela predstavljeni su kroz dva moguća scenarija razvoja. Scenario 1, podrazumeva da ukupan potencijal tržišta, pre (m) i posle (M) plasiranje nove širokopojasne tehnologije (FTTx) ostaje nepromenjen (m=M). Vrednosti parametara (pre ulaska nove tehnologije) su procenjene na osnovu fitovanja statističkih podataka prikazanih u Tabeli 1. Nakon ulaska nove tehnologije na tržište, pretpostavlja se da će parametri ino-
vacije ostati nepromenjeni, ali će se parametri imitacije postojećih tehnologija smanjiti zbog efekta supstitucije. Ovo praktično znači da će se dogoditi supstitucija između FTTx i postojećih tehnologija (HFC, ADSL i FWB). S obzirom na to da nova tehnologija ulazi na tržište, ukupan parameter imitacije Q se povećava. Procenjene vrednosti parametara za Scenario 1 su date u Tabeli 2. Scenario 2, pretpostavlja da će se ukupan potencijal tržišta, pre (m) i posle (M) ulaska nove tehnologije na tržište povećati. Parametri inovacije i imitacije, pre ulaska nove tehnologije na tržište, ostaju isti kao za prvi scenario. Ulazak nove tehnologije se odražava na povećanje potencijala tržišta i parametara imitacije postojećih tehnologija. Procenjene vrednosti parametara za Scenario 2 su date u Tabeli 3. Potencijal rezidencijalnog sektora u Srbiji m je dobijen na osnovu statističke evidencije broja stanovnika i srednje veličine porodice u Srbiji [12]. Ukupan broj stanovnika na osnovu podataka Zavoda za statistiku Republike Srbije je procenjen na oko 7,1 milion, dok se srednja veličina porodice procenjuje na 3,1. Na osnovu tih podataka, može se usvojiti da je ukupan rezidencijalni sektor u Srbiji 2,29 miliona. Na osnovu procenjenih parametara, dobijeni rezultati prognoziranog broja rezidencijalnih korisnika za Scenario 1 su ilustrovani na Slikama 4, 5 i 6.
Tabela 2. Procenjeni parametri za Scenario 1
Pre tn=2010 (m=2.475.128)
Posle tn=2010 (M=2.475.128)
Širokopojasna tehnologija
p=0,03
q=0,48
p=0,03
q= 0,52
1
hfC
p1=0,010
q1=0,060
p1=0,010
Q1=0,050
2
ADSl+
p2=0,001
q2=0,242
p2=0,001
Q2=0,220
3
fwB
p3=0,001
q3=0,035
p3=0,001
Q3=0,020
4
fTTx
-
-
-
Q4=0,120
i
Tabela 3. Procenjeni parametri za Scenario 2
Pre tn=2010 (m=2.290.000)
Posle tn=2010 (M=2.846.000)
Širokopojasna tehnologija
p=0,03
q=0,48
p=0,03
q= 0,52
1
hfC
p1=0,010
q1=0,060
p1=0,010
Q1=0,060
2
ADSl+
p2=0,001
q2=0,242
p2=0,001
Q2=0,242
3
fwB
p3=0,001
q3=0,035
p3=0,001
Q3=0,035
4
fTTx
-
-
-
Q4=0,120
i
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
41
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Slika 4. Kumulativni broj rezidencijalnih korisnika po tehnologijama (HFC, ADSL, FWB) pre tn za Scenario 1
Slika 4 ilustruje godišnji rast broja rezidencijalnih korisnika postojećih tehnologija pre nego što je na tržište ušla nova tehnologija. Slike 5 i 6 daju grafičku prezentaciju rasta broja rezidencijalnih korisnika nakon ulaska nove širokopojasne tehnologije na zajedničko tržište. Uz pomoć datih grafika moguće je predvideti ponašanje posmatranih tehnologija u budućnosti. Takođe, promenom parametara modela moguće je izučavati brojna dešavanja na konkurentnom tržištu. Dobijeni rezultati prognoziranog broja rezidencijalnih korisnika za Scenario 2 su ilustrovani na Slikama 7, 8 i 9. Za oba scenarija razvoja se može zaključiti da tehnologija koja se prva pozicionira na tržištu zadržava vodeću poziciju duže vremena. Naravno, na bolje pozicioniranje bilo koje tehnologije se može uticati garantovanjem parametara kvaliteta servisa, snižavanjem cena i ulaganjem u marketing servisa.
Slika 5. Kumulativni broj rezidencijalnih korisnika po tehnologijama (HFC, ADSL, FWB) posle tn za Scenario 1
Slika 6. Trenutni broj novih korisnika po tehnologijama (HFC, ADSL, FWB, FTTx) za Scenario 1
42
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Na osnovu jednačine (17) dobija se ukupan širokopojasni saobraćaj, TR(t), koji se generiše od strane rezidencijalnih korisnika ka transportnoj mreži (Slika 10). Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da će ukupan intenzitet širokopojasnog saobraćaja rasti eksponencijalno. Tako na primer, očekuje se da će 2015. godine širokopojasni saobraćaj koji se generiše ka transportnoj mreži od strane rezidencijalnih korisnika biti oko 74 Gbit/s (Scenario 1) odnosno 127 Gbit/s (Scenario 2). Veći intenzitet saobraćaja za Scenario 2 je rezultat većeg potencijala tržišta i povećanih koeficijenata imitacije u odnosu na prvi scenario.
valentina Radojičič, goran Maković, Milan Janković Modeliranje konkurencije na telekomunikacionom tržištu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 32-45
Slika 7. Kumulativni broj rezidencijalnih korisnika po tehnologijama (HFC, ADSL, FWB) pre tn za Scenario 2
Slika 8. Kumulativni broj rezidencijalnih korisnika po tehnologijama (HFC, ADSL, FWB) posle tn za Scenario 2
Slika 9. Trenutni broj novih korisnika po tehnologijama (HFC, ADSL, FWB, FTTx) za Scenario 2
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
43
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Slika 10. Prognoza saobraćaja rezidencijalnih korisnika
6. ZAklJUČAk Osnovna prednost predloženog pristupa je da procedura prognoziranja kombinuje dva koncepta. Prvi podrazumeva modeliranje konkurencije na tržištu širokopojasnih tehnologija, a drugi omogućava prognoziranje ukupnog širokopojasnog saobraćaja koji ostvaruju rezidencijalni korisnici, kao udela na tržištu svake pojedine tehnologije. Takođe, na osnovu predstavljenog modela moguće je pratiti uticaj koji nova tehnologija ostvaruje na tržištu, na koje ulazi sa
određenim kašnjenjem. Pretpostavljena su dva scenarija razvoja tržišta širokopojasnih tehnologija u Srbiji. Prvi scenario razvoja podrazumeva da ukupan potencijal tržišta, pre i posle ulaska nove širokopojasne tehnologije (FTTx) ostaje nepromenjen. Takođe, pretpostavlja se da će parametri inovacije ostati nepromenjeni ali će se parametri imitacije postojećih tehnologija smanjiti zbog efekta supstitucije. Drugi scenario pretpostavlja da će se ukupan potencijal tržišta, pre i posle ulaska nove tehnologije na tržište povećati. Parametri inovacije i imitacije, pre ulaska nove tehnologije na tržište, ostaju isti kao za prvi sce-
nario. Ulazak nove tehnologije se odražava na povećanje potencijala tržišta i parametara imitacije postojećih tehnologija. Predstavljeni model može biti veoma koristan internet servis provajderima za bolje pozicioniranje na zajedničkom širokopojasnom tržištu. Model omogućava da se promenom parametara imitacije i potencijala tržišta mogu istražiti brojne situacije koje mogu nastupiti usled primene različite politike cena i ulaganja u reklamiranje pojedinih tehnologija. Takođe, moguće je predvideti kakav će uticaj nova tehnologija ostvariti na već razvijenom tržištu.
literatura [1] F. M. Bass, T. V. Krishnan and D. C. Jain:"Why the Bass Model Fits Without Decision Variables", Marketing Science, Vol.13, No. 3, 1994. [2] J. Norton and F. M. Bass:"A Diffusion Theory Model of Adoption and Substitution of Successive Generations of High Technology Products", Management Science, Vol. 33, No. 9, 1987, pp. 1069-1086. [3] T. V. Krishnan, F. M. Bass and V. Kumar:"Impact of a Late Entrant on the Diffusion of a New Product/Service", Journal of Marketing Research, Vol. 37, 2000, pp. 269–278. [4] S. Radas: "Diffusion Models in Marketing: How to Incorporate the Effect of External Influence", Privredna kretanja i ekonomska politika, Vol. 15, No. 105, 2005, pp. 30-51. [5] S. Veličković: Difuzioni model za prognoziranje broja korisnika dodatnih komunikacionih servisa", 17. međ. Konf. YU INFO 2011, Kopaonik, Srbija, 6-9 mart, 2011. " [6] A. Boyle: "Some forecasts of the diffusion of e-assessment using a model", The Innovation Journal: The Public Sector Innovation Journal, Vol. 15, No. 1, 2010, pp. 1-30. [7] F. Sultan, J.U. Farley and D.R. Lehmann: "A meta-analysis of applications of diffusion models", Journal of marketing research, Vol. 27, 1990, pp. 70-77. [8] V. Mahajan, S. Subhash, and R. D. Buzzell:"Assessing the Impact of Competitive Entry on Market Expansion and Incumbent Sales", Journal of Marketing, Vol. 57, 1993, pp. 39-52.
44
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
valentina Radojičič, goran Maković, Milan Janković Modeliranje konkurencije na telekomunikacionom tržištu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 32-45
[9] [10] [11] [12] [13]
F. M. Bass:"A New Product Growth Model for Consumer Durables", Management Science, Vol. 15 No. 5, 1969, pp. 215-227. K. Stordahl:"Long-term telecommunication forecasting", Ph.D. thesis, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 2006. K. Stordahl and E. Murphy:"Forecasting Long-Term Demand for Services in the Residential Market", IEEE Communications Magazine, Vol. 33, No. 2, 1995, pp. 44 – 49. www.itu.int/ITU-D/planitu/forecasting Republic Agency for Electronic Communications: An Overview of Telecom Market in the Republic of Serbia in 2010, 2010, Available at: http://www.ratel.rs/ market/overviews_of_telecom_market.129.html
Autori Valentina Radojičić je diplomirala (1986), magistrirala (1997) i doktorirala (2002), iz uže naučne oblasti Eksploatacija telekomunikacionog saobraćaja i mreža, na Univerzitetu u Beogradu - Saobraćajni fakultet. Trenutno je zaposlena kao vanredni professor na Katedri za Telekomunikacioni saobraćaj i mreže, i obavlja dužnost prodekana za studije na Saobraćajnom fakultetu. Bila je član istraživačkih timova u mnogim nacionalnim i međunarodnim projektima. Član je udruženja IEEE i Društva za telekomunikacije. Dr Radojičić je kao autor ili koautor objavila do sada preko 80 naučnih i stručnih radova objavljenih u zbornicima radova domaćih i međunarodnih konferencija, u domaćim i međunarodnim časopisima. Autor je monografije i dve knjige iz oblasti prognoziranja u telekomunikacijama. Oblasti istraživanja su: problemi optimizacije u dizajniranju i projektovanju telekomunikacionih mreža, planiranje i razvoj novih telekomunikacionih servisa, strateško modeliranje telekomunikacionih mreža, prognoziranje saobraćaja u telekomunikacijama, prognoziranje novih telekomunikacionih servisa i td. Goran Marković je diplomirao (1996), magistrirao (2002) i doktorirao (2007), iz uže naučne oblasti Eksploatacija telekomunikacionog saobraćaja i mreža, na Univerzitetu u Beogradu - Saobraćajni fakultet. Trenutno je zaposlen kao docent na Katedri za Telekomunikacioni saobraćaj i mreže. Bio je član istraživačkih timova u mnogim nacionalnim i međunarodnim projektima. Član je udruženja IEEE i Društva za telekomunikacije. Dr Marković je kao autor ili koautor objavio do sada preko 70 naučnih i stručnih radova objavljenih u zbornicima radova domaćih i međunarodnih konferencija, u domaćim i međunarodnim časopisima. Autor je monografije i udžbenika. Oblasti istraživanja su: rutiranje u komunikacionim mrežama, optimizacioni problemi dizajniranja i projektovanja telekomunikacionih mreža, optičke mreže, matematičko programiranje, planiranje i razvoj novih telekomunikacionih servisa, prognoziranje novih telekomunikacionih servisa i td. Milan Janković je diplomirao (1975), magistrirao (1990) i doktorirao (1999) na Katedri za telekomunikacije Elektrotehničkog fakulteta Univerziteta u Beogradu. Posle četrnaest godina provedenih u telekomunikacionoj industriji, gde se bavio uvođenjem novih tehnologija, postao je vođa projekta u razvojnom odeljenju Zajednice jugoslovenskih PTT, gde se bavio razvojem i primenom mreža za pristup. Učestvovao je u realizaciji tri projekta Evropskog instituta za istraživanje i strateške studije u oblasti telekomunikacija (EURESCOM). Dr Janković je obavljao funkciju generalnog direktora Zajednice jugoslovenskih PTT od decembra 2002. do marta 2006. godine, kada je izabran za izvršnog direktora Republičke agencije za telekomunikacije. Oktobra 2010. godine izabran je za direktora Republičke agencije za elektronske komunikacije (RATEL). Na Elektrotehničkom fakultetu izabran je u zvanje docenta, na Katedri za telekomunikacije. Dr Janković ima više od 130 radova objavljenih u zbornicima domaćih i međunarodnih konferencija i u domaćim i stranim časopisima i član je IEEE.
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
45
Zdravko Stanimirović* Ivanka Stanimirović Iritel, Belgrade
RELIABILITY OF MICRO-ELECTRO-MECHANICAL SYSTEMS (MEMS) USED IN TELECOMMUNICATIONS ABSTRACT This paper presents an overview on reliability issues of MEMS technology for telecommunication applications. Common MEMS processing techniques are first summarized. Then, a few examples of commonly used telecom MEMS devices are given. Finally, a summary of various MEMS device failure mechanisms is presented. It is pointed out that full commercialization of MEMS technology strongly depends on standardization of assembly, packaging and testing methods.
Key words
46
* zdravkos@iritel.com
Micro-electro-mechanical systems (MEMS), processing techniques, failure modes, standardization
Zdravko Stanimirović* Ivanka Stanimirović Iritel, Beograd
Pouzdanost mikroelektromehaničkih sistema koji se koriste u telekomunikacijama SADRŽAJ Ovaj rad se bavi pitanjima pouzdanosti mikroelektromehaničkih sistema (MEMS) koji se koriste u telekomunikacijama. Predstavljene su tehnike koje se najčešće koriste za njihovu realizaciju i dati su primeri uobičajenih telekomunikacionih MEMS naprava. Na kraju je dat prikaz mehanizama otkaza ovih naprava sa posebnim naglaskom na neophodnost standardizacije montaže, pakovanja i testiranja da bi se ostvarila uspešna komercijalna primena MEMS tehnologije u telekomunikacijama.
Ključne reči
* zdravkos@iritel.com
Mikroelektromehanički sistemi (MEMS), tehnologije realizacije, mehanizmi otkaza, standardizacija
47
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
UVOD Mikroelektromehanički sistemi (MEMS) se ne mogu definisati kao jedinstvena klasa naprava. Oni objedinjuju elektronske, optičke i mehaničke komponente na zajedničkoj podlozi, pri čemu postoje velike razlike u funkcionalnosti i primenama, izboru materijala i podloga, struktura i dimenzija naprava, kao i u tehnologijama procesiranja i pojačavačkih metoda. To se odnosi i na MEMS koji se koriste u telekomunikacijama. Ipak, uopšteno govoreći, svi oni imaju sledeće karakteristike: (1) mikrostrukturu kritičnih dimenzija reda veličine mikro ili nanometra, (2) mehaničke delove koji se mogu pokretati, rotirati, savijati, uvijati ili vibrirati, da bi obezbedili pokret, oscilacije ili rezonantnost i (3) električne ili magnetne delove koji vrše upravljanje mehaničkim delovima i električnim signalima. Upravo zbog velike fleksibilnosti i slobode prilikom projektovanja i proizvodnje, veliki broj MEMS naprava je u poređenju sa konvencionalnim rešenjima ispoljio superiorne performanse, značajno manje dimenzije, povoljniju cenu i punu integraciju sa tehnologijom integrisanih kola (IC). Međutim, kao i kod svih novih tehnologija koje teže uspešnoj komercijalizaciji, kritično pitanje sa kojim se suočavaju MEMS je pitanje njihove pouzdanosti [1]. U poređenju sa silicijumskim IC, pitanje pouzdanosti MEMS naprava je znatno kompleksnije, delom zato što otkazi mogu biti električni i/ili mehanički, a delom zbog velike raznovrsnosti formi, materijala i funkcija. Ipak, poslednjih godina je ostvaren znatan napredak u razumevanju glavnih mehanizama otkaza i razvoju osnovnih smernica u oblasti ispitivanja pouzdanosti MEMS. 48
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
1. TEhnologiJE REAliZACiJE MEMS
mašinstvom, na Slici 1. je prikazana samodržeća varijabilna induktivnost.
Kao što se ne može reći da postoji jedna standardna vrsta MEMS, tako se ne može reći ni da postoji jedna standardna tehnologija koja se koristi za njihovu realizaciju. Jedna od tehnologija koje se često primenjuju je površinsko mikromašinstvo koje u slučaju MEMS obuhvata konvencionalne IC metode, LIGA metode i metode formiranja samodržećih struktura. Tehnike površinskog mikromašinstva omogućavaju realizaciju struktura tipične visine od 1 do 100µm u odnosu na površinu podloge [2]. Konvencionalni IC postupci – litografija, suvo nagrizanje, depozicija, implantacija, hemijsko-mehanička planarizacija (CMP), vlažno (hemijsko) nagrizanje, i druge, često se koriste za realizaciju mikrostruktura na polupro-
Pored površinskog mikromašinstva u realizaciji MEMS se koristi i zapreminsko mikromašinstvo. Zapreminsko mikromašinstvo obuhvata procese koji utiču na podlogu. Ova tehnika se odnosi na uklanjanje delova podloge i/ili formiranje likova sa visokim odnosom širina/visina (AR>50), bilo na gornjem ili donjem delu podloge. Ukljanjanje dela silicijumske podloge se može ostvariti suvim ili vlažnim, izotropnim ili anizotropnim nagrizanjem. Često se koristi Bošov proces koji je kombinacija dubokog nagrizanja reaktivnim jonima i postupaka pasivizacije. Ovaj proces koristi plazmu velike gustine za naizmenično nagrizanje silicijuma i depoziciju polimera otpornih na nagrizanje na bočnim stranama. Na Slici 2. je data MEMS struktura realizovana primenom Bošovog procesa.
Slika 1. Samodržeća varijabilna induktivnost realizovana MEMS tehnologijom (Lucent Technologies, USA)
vodničkim ili dielektričnim podlogama. LIGA tehnologijom, tj. dubokom litografijom X zracima formiraju se 3D metalne strukture. Samodržeće strukture koje sadrže pokretne delove realizuju se postupcima formiranja višeslojnih struktura koji se zasnivaju na višestrukoj depoziciji polisilicijuma, planarizaciji i uklanjanju pomoćnih slojeva. Kao primer samodržeće strukture realizovane površinskim mikro-
Slika 2. Deo MEMS naprave realizovan Bošovim procesom (Bosch Sensortec GmbH, Germany)
Zdravko Stanimirović, ivanka Stanimirović Pouzdanost mikroelektromehaničkih sistema koji se koriste u telekomunikacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 46-53
U realizaciji MEMS koristi se i tehnologija bondiranja pločica. Ova tehnologija je dala novu dimenziju mogućnostima procesiranja i integracije naprava. U osnovi postoje tri tehnike bondiranja koje se koriste u realizaciji MEMS – anodno bondiranje (spajanje silicijuma sa staklom i drugim materijalima), direktno (fuziono) bondiranje i bondiranje uz nanošenje pomoćnog sloja na bazi stakla. Ove tehnike omogućavaju zamenu podloge, kombinovanje nekompatibilnih procesa, materijala i podloga i integraciju MEMS, IC, optičkih komponenata i drugih solid-state naprava na jednom čipu. U ovom trenutku se ulažu veliki napori da se iskoristi pun potencijal površinskog mašinstva, zapreminskog mikromašinstva i tehnologija bondiranja u realizaciji MEMS visokih performansi, malih dimenzija i niske cene.
kolima za selekciju opsega i u primopredajnim uređajima. Aktuelna je i primena MEMS induktivnosti i promenljivih kapacitivnosti u realizaciji naponski kontrolisanih oscilatora (Slika 3.).
2. PoUZDAnoST MEMS ZA PRiMEnE U TElEkoMUnikACiJAMA
MEMS naprave se mogu primenjivati u skoro svim delovima sistema. Međutim,
Raznovrsnost tehnologija kojima se realizuju MEMS naprave omogućava njihovu primenu u raznim oblastima. Pokazalo se da su MEMS našli široku primenu u oblastima gde je pouzdan rad u ekstremnim uslovima od ključnog značaja (medicina, avioindustrija, bezbednost,...). Pored ovih primena, aktuelna je i primena MEMS naprava u telekomunikacijama, posebno u optičkim komunikacionim sistemima [3-5]. MEMS tehnologija se već duže vreme koristi u realizaciji induktivnosti (Slika 1.), kapacitivnosti, filtara i prekidača (u optičkim i radio sistemima). Rad RF MEMS prekidača zasniva se na korišćenju elektromagnetnih ili elektrostatičkih efekata. Oni nalaze primenu kao antenski prekidači, u prekidačkim
Optički prekidači se koriste kao zamena za multipleksere. Oni predstavljaju spoj dva sistema - mehaničkog i električnog, pri čemu električni deo kontroliše mehanički deo prekidača – prekidačko ogledalo (Slika 4). MEMS naprave kao što su optički prekidači i podesivi laseri doprineli su razvoju programabilnih kroskonektora i add/drop multipleksera. Zahvaljujući razvoju i usavršavanju MEMS optičkih komponenata ubrzan je i razvoj DWDM sistema (DWDM - gusto multipleksiranje po talasnim dužinama) kao naslednika WDM sistema (WDM - multipleksiranje po talasnim dužinama).
kao i kod drugih tehnologija, za uspešnu komercijalizaciju MEMS od ključnog značaja je i pitanje pouzdanosti. U poređenju sa silicijumskim IC, pouzdanost MEMS je kompleksnije pitanje. U prvom redu to je posledica činjenice da otkazi MEMS mogu biti i mehaničke [7] i električne prirode, a potom i posledica velikog broja različitih formi naprava, materijala i funkcija. Zbog toga je važno poznavanje glavnih mehanizama otkaza i razvijanje procedura i alata za ocenu njihove pouzdanosti. Najopštije, pojava ranih otkaza MEMS naprava je posledica prisustva defekata unetih tokom procesa realizacije (čestice, elektrostatičko pražnjenje ili defekti maske), robustnosti dizajna i karakteristika materijala (kao što su statičko trenje, proboj dielektrika i sl.). Tokom normalnog radnog veka naprave, do pojave otkaza dolazi relativno retko, a otkazi su obično prouzrokovani spoljašnim uticajima kao što su varijacije napona, vibracije, šok i elektrostatičko pražnjenje. Konačno, pro-
Slika 3. MEMS VCO (naponski kontrolisan oscilator) [6]
Slika 4. 3D optički prekidač (Lucent Technologies, USA)
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
49
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
blemi vezani za starenje, zamor i habanje narušavaju performanse naprave i postepeno dovode do pojave otkaza. Na Slici 5. je data ilustracija vremenske zavisnosti intenziteta otkaza MEMS.
Slika 5. Kriva intenziteta otkaza MEMS
Slika 6. Otkaz matrice mikroogledala usled prisustva stranog tela (Texas Instruments Inc., USA)
Slika 7. Čestice prisutne između metalnih linija mogu dovesti do pojave otkaza (Sandia National Laboratories, USA)
Slika 8. Minijaturne opruge na vrhovima nosača mikroogledala sprečavaju statičko trenje prilikom spuštanja (mikroogledalo je uklonjeno) [2]
50
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
3. MEhAniZMi oTkAZA Kada je u pitanju učestanost pojave otkaza kod MEMS, najčešći uzročnici pojave otkaza su čestice i defekti koji nastaju tokom procesa realizacije naprave. Na Slici 6. je prikazan otkaz matrice mikroogledala usled prisustva stranog tela, dok su na Slici 7. primetne čestice između metalnih linija koje mogu dovesti do kratkog spoja, proboja ili visokih struja curenja. Pojava defekata koji se unose tokom procesa fabrikacije mogu se u značajnoj meri redukovati smanjenjem dimenzija čestica, izbegavanjem oštrih ivica i uglova prilikom projektovanja provodnih linija i korišćenjem elektronegativnih gasova (vazduh bez prisustva vlage ili N2) prilikom pakovanja. Statičko trenje se javlja kada adhezija na kontaktnoj površini nadjača restitucionu silu, pri čemu na adheziju utiče bilo kapilarna kondenzacija usled prisustva vlage i kontaminacije površine, bilo Van der Valsove sile na koje utiče hrapavost površine. Dejstvo statičkog trenja se u velikoj meri može ublažiti pasivizacijom površine, sušenjem MEMS pomoću superkritičnog CO2 i hermetičnim pakovanjem, čime se eliminiše prisustvo vlage. Međutim, najbolji način da se izbegne statičko trenje je projektovanje MEMS kojim se redukuje broj kontaktnih površina ili se utiče na restitucionu silu kao što je prikazano na Slici 8. Creep je neelastična, vremenski zavisna deformacija kod koje naprezanje varira sa vremenom u uslovima konstantnog optere-
Zdravko Stanimirović, ivanka Stanimirović Pouzdanost mikroelektromehaničkih sistema koji se koriste u telekomunikacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 46-53
ćenja. Do stvaranja deformacije dolazi usled pomeranja dislokacija ili difuzije atoma i ona zavisi od vrste materijala, dimenzija čestica, temperature i početnog naprezanja. Tokom vremena, dejstvo ove deformacije utiče na kvalitet površine i osobine mehaničkih delova. Metali (npr. Al, Ti ili Au) su pod dejstvom opterećenja podložni creep-u, dok su za razliku od njih, silicijum i polisilicijum otporniji na ovu vrstu deformacije. Zato se posebna pažnja poklanja metalizaciji mikroogledala. Metalizacija ne treba da stupi u kontakt sa kritičnim mehaničkim delovima naprave i treba minimizovati njen uticaj na zakrivljenost površine ogledala. Trenje se javlja kada se dve površine koje su u kontaktu pomeraju. Ponovljeno formiranje i nestajanje tačaka kontakta dovodi do augmentacije hrapavosti i porasta kontaktnog naprezanja. Do habanja (gubljenja materijala) dolazi kada materijal počne da trpi ireverzibine deformacije usled naprezanja (Slika 9.). Konačno, značajan gubitak materijala dovodi do mehaničkog otkaza. Ovaj mehanizam određuje gornju granicu radnog veka MEMS naprave. Trenje se može ublažiti nanošenjem zaštitnog sloja na bazi volframa, a vlaga može umanjiti habanje formiranjem hidroksida na površini. Ipak, najbolje je, ukoliko je to moguće, projektovati MEMS tako da nema površina koje se taru. Zamor je još jedan mehanizam koji utiče na radni vek MEMS naprava. Naprezanje koje se javlja kao posledica ponovljenih pokreta, čak i kada je naprezanje daleko ispod granice pucanja, dovodi do pojave i rasta pukotina i konačno do otkaza (Slika 10.). Rast pukotine može biti pospešen korozijom usled naprezanja i kao takav veoma osetljiv na prisustvo vlage. Ni kristalni silicijum ni polisilicijum nisu imuni na zamor. Pravilnim projektovanjem strukture i izborom materijala efekti zamora se mogu ublažiti.
Kritična je i kontrola vlažnosti. Pokazalo se da hermetično upakovana mikroogledala imaju radni vek duži od 1010 ciklusa.
koji se koristi za realizaciju provodnika i/ili eliminaciju prisustva vlage korišćenjem hermetičnih pakovanja.
Anodna oksidacija nepasivizovanih silicijumskih provodnika i elektroda je čest uzrok električnih otkaza. U uslovima visokih vrednosti vlažnosti i primenjenog napona, pozitivno polarizovana elektroda oksidira, dok negativno polarizovana elektroda ostaje netaknuta. Zato je važno obezbediti pasivizaciju silicijuma
Slično IC, MEMS naprave su podložne oštećenjima usled elektrostatičkog pražnjenja (Slika 11.). Međutim, zaštitna kola na čipu nisu uvek dostupna zbog kompleksnosti projektovanja ili nekompatibilnosti sa IC procesiranjem. Da bi se redukovala ili otklonila mogućnost elektrostatičkog pražnjenja, neophodno
Slika 9. Mikromotor - posledice trenja i habanja (Sandia National Laboratories, USA)
Slika 10. Pukotine kao posledica zamora u LIGA Ni MEMS tankom filmu debljine 270µm [8]
Slika 11. Otkaz usled elektrostatičkog pražnjenja u slučaju aktuatora u obliku češlja (Sandia National Laboratories, USA)
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
51
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
je koristiti adekvatnu opremu i odeću kakva se koristi u realizaciji IC. Pošto MEMS obično sadrže pokretne delove, u obzir treba uzeti i otpornost na šok i vibracije. Vibracije su veoma važne kada je pouzdanost MEMS u pitanju. Zbog osetljivosti i lomljivosti mnogih MEMS naprava, eksterne vibracije mogu dovesti do otkaza, bilo dovodeći do pojave površinske adhezije ili frakture noseće strukture naprave. Dugotrajne vibracije mogu dovesti do pojave zamora. Za razliku od vibracija koje su ritmična pojava, šok je izdvojeno mehaničko dejstvo. On može rezultovati i adhezijom i frakturom. Takođe može dovesti do smicanja bondiranih veza – otkaza koji je uobičajen kod svih poluprovodničkih naprava. Jedan od ključnih razloga zašto mnoge MEMS naprave nisu stigle do tržišta, pored pouzdanosti samih naprava, je činjenica da mnoge MEMS naprave zahtevaju nestandardno pakovanje [9]. Pošto one na određeni način interaguju sa svojom okolinom, standardna hermetična pakovanja ne odgovaraju mnogim MEMS napravama. MEMS pakovanja treba da obezbede adekvatnu zaštitu naprave, električne kontakte, a da ipak obezbede i vezu sa spoljašnjom sredinom zavisno od aplikacije. Složenija su od standardnih IC pakovanja, a često su i skuplja zbog specifičnih zahteva i manjih serija izrade. Kontaminacija usled neadekvatnog pakovanja posebno unosi smetnje kod MEMS naprava koje sadrže pokretne delove. Efekti statičkog trenja usled kapilarnih efekata se umanjuju vakuumskom hermetizacijom ili hermetizacijom uz primenu inertnih gasova. Ovaj tip hermetizacije se obično odnosi na nulti nivo pakovanja (Slika 12.). Punjenje gasom je ostvarivo, ali je i dalje moguće prisustvo vlage u tragovima. Vlaga se u potpunosti može ukloniti primenom spaterovanih reaktivnih metala kao što su Ti, Ba ili Mg [10], ali oni nisu zna52
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
čajnije komercijalizovani kada je u pitanju pakovanje MEMS naprava. Još uvek se vrše ispitivanja hermetičnosti jevtinijih varijanti pakovanja nultog nivoa. Male dimenzije naprava onemogućavaju primenu standardnih testnih procedura te se još uvek traga za novim načinima merenja hermetičnosti MEMS pakovanja nultog nivoa.
Slika 12. Primer hermetičnog MEMS pakovanja nultog nivoa (Lemoptix SA, Switzerland)
4. ZAklJUČAk Kada je u pitanju primena MEMS naprava u telekomunikacijama, većina pitanja vezanih za njihovu pouzdanost je identifikovana u literaturi, ali je poznavanje mehanizama degradacije i otkaza još uvek ograničeno. Istraživanja vezana za pouzdanost su od ključ-
nog značaja za uspešnu komercijalnu primenu MEMS tehnologije. Potrebno je razviti pouzdane tehnike testiranja koje bi se koristile tokom realizacije, montaže, pakovanja i rada naprave. Takođe, važno je identifikovati parametre testiranja, tačke u kojima će se testiranje vršiti, kao i strategije testiranja pre, tokom i posle montaže i tokom primene naprave. Trenutno je aktuelno pitanje standarda vezanih za montažu, pakovanje i testiranje MEMS naprava. Na Slici 13. je prikazan projektovani vremenski okvir standardizacije ove tehnologije na osnovu koga se može zaključiti da broj do danas realizovanih MEMS naprava nije srazmeran uslovima testiranja njihovih performansi i pouzdanosti. Trend dalje minijaturizacije MEMS naprava nosi nove izazove kada su u pitanju projektovanje i modelovanje, realizacija, formiranje veza i pakovanje te je vremenska projekcija realizacije standarda vezanih za testiranje produžena u skladu sa sredstvima i naporima koji se ulažu u razvoj MEMS tehnologije i istraživanja njene pouzdanosti.
Slika 13. Projektovani vremenski okvir standardizacije MEMS tehnologije [11]
Zdravko Stanimirović, ivanka Stanimirović Pouzdanost mikroelektromehaničkih sistema koji se koriste u telekomunikacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 46-53
Zahvalnica Realizacija ovog rada je delimično finansirana od strane Ministarstva za prosvetu i nauku Republike Srbije, kroz projekte programa Integralnih i interdisciplinarnih istraživanja broj 44003 i 45007.
literatura [1] I. Stanimirović, Z. Stanimirović: ”Reliability of MEMS“, in: K. Takahata, Ed., Micro Electronic and Mechanical Systems, Ch. 12, In Tech, 2009, pp. 165-176. [2] C.-P. Chang: ”Optical MEMS Technology for Telecommunication“, Proceedings of 7th International Conference on Solid-State and Integrated Circuits Technology, Vol. 3, 2004, pp. 1981-1986. [3] L.Y. Lin, E.L. Goldstein: ”Micro-electro-mechanical systems (MEMS) for WDM optical-crossconnect networks“, Proc. of Military Communications Conference MILCOM 1999, IEEE, Atlantic City, NJ, Vol.2, 1999, pp. 954-957. [4] W. Noell, P.-A. Clerc, L. Dellmann, B. Guldimann, H.-P. Herzig, O. Manzardo, C.R. Marxer, K.J. Weible, R. Dandliker, N. de Rooij: ”Applications of SOIbased optical MEMS“, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 8 (1), Jan/Feb 2002, pp. 148-154. [5] P. De Dobbelaere, K. Falta, S. Gloeckner, S. Patra: ”Digital MEMS for optical switching“, IEEE Communications Magazine, Vol. 40 (3), 2002, pp. 88-95. [6] D.J. Young, B.E. Boser, V. Malba, A.F. Bernhardt: "A Micromachined RF Low Phase Noise Voltage-Controlled Oscillator for Wireless Communication," International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering, 2001, pp. 285-300. [7] Z. Stanimirović, I. Stanimirović: ”Mechanical Properties of MEMS Materials“, in: K. Takahata, Ed., Micro Electronic and Mechanical Systems, Ch. 11, In Tech, 2009, pp. 177-184. [8] Y. Yang, B.I. Imasogie, S.M. Allameh, B. Boyceb, K. Lian, J. Loua, W.O. Soboyejo: ”Mechanisms of fatigue in LIGA Ni MEMS thin films“, Materials Science and Engineering A 444, 2007, pp. 39-50. [9] T.-R. Hsu: "Reliability in MEMS Packaging," Proc. of International Reliability Physics Symposium, San Jose, California, March 26-30, 2006. [10] M.W.Van Spengen: ”MEMS reliability from a failure mechanisms perspective“, Microel. Reliability, 43 (7), 2003, pp. 1049-1060. [11] T.-R. Hsu: "Introduction to Reliability in MEMS Packaging," Proc. of International Symposium for Testing and Failure Analysis, San Jose, California, November 5, 2007.
Autori Zdravko Stanimirović je diplomirao, magistrirao i doktorirao na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu. Zaposlen je u IRITEL-u A.D. Beograd na mestu naučnog saradnika, a od aprila 2011. godine je i na mestu zamenika predsednika UO Republičke agencije za elektronske komunikacije Republike Srbije. Objavio je više od 50 naučnih i stručnih radova, od čega 7 u referentnim međunarodnim časopisima, i tri poglavlja u knjigama međunarodnog značaja. Učestvovao je u 6 projekata podržanih od strane Ministarstva nauke Republike Srbije i jednom međunarodnom projektu. Dobitnik je nagrade za najbolji rad u 1999. godini u časopisu “IEEE Transactions on Components & Packaging Technologies”. Ivanka Stanimirović je diplomirala (1994), magistrirala (1999) i doktorirala (2007) na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu. Od 1995. godine zaposlena je u IRITEL-u A.D. Beograd. Dr Ivanka Stanimirović trenutno radi na mestu naučnog saradnika. Objavila je više od 50 naučnih i stručnih radova, od čega 7 u referentnim međunarodnim časopisima, i tri poglavlja u knjigama međunarodnog značaja. Učestvovala je u 7 projekata podržanih od strane Ministarstva nauke Republike Srbije. Dobitnik je nagrade za najbolji rad u 1999. godini u časopisu “IEEE Transactions on Components & Packaging Technologies”.
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
53
Milan Srndović* Željko Ðurišić Zlatan Stojković Jovan Mikulović University of Belgrade, School of Electrical Engineering Power Converters and Drives Department
Boban Panajotović Republic Agency for Electronic Communications
The hybrid wind-solar-diesel power systems for mobile equipment in isolated locations ABSTRACT The basic requirements for telecommunication power systems are related to their safety, long life and uninterruptible power (voltage). Power system based on renewable energy, design for power feeding of telecommunication equipment has to fulfill same requirements. An efficient and reliable solution in telecom application is to combine renewable and ”traditional” energy sources. Hybrid power systems capture the best features of each energy resource and provide ”grid-quality” electricity. Subject of this paper is hibrid wind – solar – diesel power system design for power feeding of radio base station in rural area. This paper presents model of wind and solar energy potencial analysis, and concrete measurement of these parameters. Paper also presents general configuration of hibrid power system, with a focus on optimization of this sistem, and analyzes of produced energy from proposed system depending on real parameters for particulary micro-location.
Key words
54
* srndovic.milan@gmail.com
Hybrid power system, renewable energy sources, wind generator, photovoltaic panels
Milan Srndović* Željko Ðurišić Zlatan Stojković Jovan Mikulović Univerzitet u Beogradu, Elektrotehnički fakultet Katedra za energetske pretvarače i pogone
Boban Panajotović Republička agencija za elektronske komunikacije
Hibridni vetar-solar-dizel sistemi za napajanje opreme mobilne telefonije na izolovanim lokacijama SADRŽAJ Sistemi za napajanja koji se koriste u telekomunikacijama moraju da ispune zahteve bezbednosti i dugotrajnosti, kao i da obezbede neprekidan napon za opremu koju napajaju. Sistemi bazirani na obnovljivim izvorima energije, takođe moraju da zadovolje navedene kriterijume. Efikasno i pouzdano rešenje za napajanje telekomunikacione opreme predstavlja sistem kombinovan od obnovljivih i „tradicionalnih“ izvora energije. Hibridni sistemi kombinuju najbolje od navedenih izvora energije i obezbeđuju napajanje opreme na nivou elektrodistributivne mreže. Predmet rada je, hibridni vetar-solar-dizel sistem za napajanje opreme mobilne telefonije na izolovanim lokacijama. U radu su dati modeli za analizu potencijala energije sunca i energije vetra, kao i konkretni rezultati merenja. Predstavljeno je idejno rešenje hibridnih sistema za napajanje, sa fokusom na optimizaciju takvog sistema, a takođe je data i analiza proizvedene energije konkretnog sistema u zavisnosti od realnih podataka za lokaciju.
Ključne reči
* srndovic.milan@gmail.com
Hibridni sistemi, obnovljivi izvori energije, vetrogenerator, fotonaponski paneli
55
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
1. UvoD Razvoj savremene telekomunikacione mreže često zahteva postavljanje antenskih stubova na lokacijama koje mogu biti dosta udaljene od elektrodistributivne mreže. U slučaju da na lokaciji nema elektrodistributivne mreže, energetsko napajanje takvih sistema se uglavnom vrši pomoću dizel-električnog agregata. Takvo rešenje je ekonomski neisplativo, a takođe je povezano sa dosta tehničkih, logističkih i ekoloških problema. Ovo rešenje podrazumeva veliku potrošnju goriva, kao i njegovu čestu dopremu, što je veliki trošak, a u nekim slučajevima (planinske lokacije u toku zimskih meseci) i značajan problem. S druge strane, samo skladištenje i sagorevanje dizel goriva, rad (buka) i servisiranje (redovno i vanredno) dizel-električnog agregata čine ovo rešenje ekološki i ekonomski neprihvatljivim u postojećim trendovima proizvodnje električne energije. U ovom radu je predloženo rešenje za napajanje izolovanih lokacija mobilne telefonije pomoću vetrogeneratora i fotonaponskih panela, koji kao rezervni sistem napajanja mogu da imaju aku-baterije i dizel-električni agregat. Ovaj pristup omogućava obezbeđivanje potrebne električne energije na ekološki prihvatljiv način jer se koriste obnovljivi resursi koji imaju minimalan negativan uticaj na životnu sredinu. Predloženo rešenje se oslanja na dva komplementarna obnovljiva izvora energije – sunce i vetar. Energija sunca i vetra se koristi za napajanje telekomunikacione opreme, kao i za punjenje i dopunjavanje aku-baterija. Da bi se ovakvi sistemi u energetskom smislu korektno projektovali i optimizovali neophodno je što bolje poznavanje resursa energije vetra i sunca na ciljnoj mikrolokaciji. Predloženi hibridni sistem napajanja mora da zadovolji zahteve za pouzdanošću, a na56
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
pon ka potrošačima mora biti kvalitetan i neprekidan. Takođe je potrebno doneti i odgovarajući regulatorni okvir koji bi, sa jedne strane stimulisao operatore da u većoj meri koriste obnovljive izvore energije, a sa druge strane je potrebno doneti tehničke propise kojima će se definisati zahtevi za sisteme u celini, kao i za pojedinačne elemente sistema (fotonaponski paneli, vetrogeneratori, gorivne ćelije, itd.). Osim upotrebe obnovljivih izvora energije u udaljenim oblastima gde je elektrodistributivna mreža nedostupna, u sadašnje vreme je potrebno da telekomunikacioni operatori i državne institucije nađu način kako bi se stvorili uslovi za njihovo korišćenje gde god je to moguće, kao što su na primer veliki telekomunikacioni i data centri [1].
2. MoDEl ZA AnAliZU RESURSA EnERgiJE vETRA nA CilJnoJ lokACiJi Mera energetske vrednosti vetra je gustina snage vetra P’ [W/m2], koja predstavlja snagu vetra koji struji kroz površinu od 1 m2 posmatranu normalno na njegov pravac duvanja.
,
(1)
gde su: ρgustina vazduha, V – brzina vetra. Snaga vetra je proporcionalna trećem stepenu brzine vetra, što znači da se i male varijacije brzine vetra bitno odražavaju na promenu njegove snage. Iz tog razloga, za pouzdano sagledavanje potencijala energije vetra neophodno je meriti njegovu brzinu. Minimalni predloženi period merenja je jedna godina, kako bi se obuhvatile sezonske varijacije klimatologije energije vetra na ciljnoj mikrolokaciji. Standardni period usrednjavanja mernih veličina je 10 minuta, tako da jednogodišnji skup podataka sadrži 52560 zapisa. Standardna merenja obuhvataju merenje brzine i smera vetra, kao i temperature vazduha. Brzina vetra se može meriti na stubovima mobilne telefonije ili namenskim stubovima, pri čemu je važno da merna oprema bude postavljena tako da uticaj stuba na merenje brzine vetra bude minimalan. Na Slici 1 prikazana je merna oprema postavljena na antenskom stubu mobilnog operatera kompanije VIP. Mernu kampanju organizuje i sprovodi Elektrotehnički
Slika 1. Merna grupa i akvizicioni sistem montirani na antenskom telekomunikacionom stubu u predgrađu Beograda
Milan Srndović, Željko Ðurišić, Zlatan Stojković, Jovan Mikulović, Boban Panajotović hibridni vetar-solar-dizel sistemi za napajanje opreme mobilne telefonije na izolovanim lokacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 54-64
fakultet u Beogradu u okviru studije istraživanja resursa energije vetra na široj teritoriji Beograda [2]. Brzinu vetra, ukoliko je to moguće, treba meriti na visini postavljanja vetrogeneratora. Ukoliko se merna visina i željena visina postavljanja vetrogeneratora razlikuju, potrebno je izvršiti ekstrapolaciju mernih rezultata u skladu sa relacijom (2).
hrapavosti terena na lokaciji na kojoj se analizira potencijal energije vetra. Klase hrapavosti terena i odgovarajuće dužine hrapavosti date su u Tabeli 1. Kad se izmeri brzina vetra, i podaci ekstrapoliraju na visinu osovine vetrogeneratora, može se proračunati snaga vetrogeneratora prema relaciji: (3)
, (2)
gde su: Cp D– V–
gde su: V1 – brzina vetra na visini z1 V– brzina vetra na visini z z0 - dužina hrapavosti terena. Parametar z0 zavisi od stanja površine tla. Prema standardima iz Evropskog atlasa vetrova [3], koji su opšte prihvaćeni u naučnim i profesionalnim analizama potencijala energije vetra, parametar z0 se određuje na osnovu klase
faktor snage vetrogeneratora, prečnik vetrogeneratora, brzina vetra na visini osovine vetrogeneratora.
Faktor snage se menja sa promenom brzine vetra i njega zadaje proizvođač vetrogeneratora. Gustina vazduha је promenljiva u vremenu i zavisi od više meteoroloških parametara, a pre svega od atmosferskog pritiska i temperature vazduha, koji se menjaju u vremenu. Ove promene su relativno male, tako
Tabela 1. Klase hrapavosti terena i odgovarajuće dužine hrapavosti
klasa hrapavosti
Površina
1
More
Otvoreno more
0,0002
2
glatka
Ravne peščare; sneg; niska vegetacija, bez prepreka
0,005
3
Otvorena
Ravni tereni; travnjaci, nekoliko izolovanih prepreka
0,03
4
otvorena hrapava
Niski usevi; raštrkane visoke prepreke
0,1
5
hrapava
Visoki usevi; raštrkane prepreke
0,25
6
veoma hrapava
Voćnjaci, žbunje; brojne prepreke
0,5
7
Zatvorena uređena
8
neuređena
opis terena
Teren sa visokim uređenim (jednolikim) preprekama (predgrađa, šume) Gradska naselja sa visokim i niskim građevinama
da se za procenu snage vetrogeneratora može usvojiti prosečna vrednost gustine vazduha koja se može proračunati prema relaciji: (4)
,
gde su: p[Pa] – srednja godišnja vrednost pritiska vazduha na visini postavljanja vetrogeneratora , Θ [K]– srednja godišnja vrednost temperature vazduha na visini postavljanja vetrogeneratora , R[J/kgK] – specifična gasna konstanta za vazduh (287 J/kgK). Maksimalna energija koju vetrogenerator može da proizvede u nekom periodu vremena T (npr. jedan dan, mesec ili godina) se formalno matematički dobija integraljenjem relacije (3), odnosno: (5)
,
S obzirom na to da su merenja brzine vetra dostupna u ekvidistantnim desetominutnim intervalima (∆T=10 min), relacija (5) se može rešiti numerički:
z0 [m]
1 >2
,
(6)
gde je N broj desetominutnih intervala u periodu T. Ukoliko su merna lokacija i lokacija na kojoj se želi postaviti vetrogenerator udaljene, neophodno je napraviti regionalnu mapu potencijala vetra. Mapa potencijala energije vetra nekog regiona se izrađuje primenom namenskog softvera (WAsP). Za izradu mape potencijala neophodno je pripremiti sledeće podloge: TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
57
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
• M erne podatke o brzini i smeru vetra na određenoj visini za vremenski period od najmanje jedne godine. • Model objekata (prepreka) ako oni postoje u blizini merne stanice ili mikrolokacije na kojoj se planira gradnja vetrogeneratora. • Vektorsku topografsku mapu ciljnog regiona. • Vektorsku mapu hrapavosti ciljnog regiona. Na Slici 2 prikazana je mapa srednjih godišnjih brzina vetra na visini 60 m za širi ciljni region Deliblatske peščare (40×40) km, [4]. Mapa je izrađena u WAsP-u.
Ukupna srednja horizontalna iradijacija je: ,
(7)
Za proračun komponenti ukupne horizontalne iradijacije neophodno je prvo proračunati indeks vedrosti KT koji se definiše kao odnos horizontale insolacije na površini zemlje (mernom mestu) prema horizontalnoj ekstraterestričkoj insolaciji na površini atmosfere ( ) na geografskoj širini i dužini koja odgovara mernom mestu na zemlji. (8)
Veći indeks znači da nebo nije oblačno i da je atmosfera čista i obrnuto.
Slika 2. Mapa srednjih godišnjih brzina vetra na visini 60 m za širi ciljni region Deliblatske peščare
3. MoDEl ZA AnAliZU RESURSA SolARnog ZRAČEnJA nA CilJnoJ lokACiJi Da bi se pouzdano sagledali resursi solarnog zračenja, iradijaciju je neophodno meriti u periodu od najmanje jedne godine. Insolacija se može meriti paralelno sa merenjem brzine vetra uz korišćenje istog akvizicionog sistema. Za merenje insolacije dovoljan je samo senzor iradijacije (piranometar). Postoji više tipova piranometara, a najčešće se u solarnoj energetici koristi Li-Cor pyranometer, čiji prikaz je dat na Slici 3. Pomoću piranometara se vrši merenje ukupnog (difuzionog i direktnog) horizontalnog zračenja. Da bi se merni rezultati o ukupnoj srednjoj horizontalnoj insolaciji , koji su prikupljeni za određeni period (npr. jedan mesec), ekstrapolirali na proizvoljno orjentisan solarni modul, potrebno je u prvom koraku dekomponovati ukupnu srednju horizontalnu insolaciju na odgovarajuću srednju direktnu komponentu ( ) i srednju difuzionu komponentu ( ). Period usrednjavanja je obično 60 min.
58
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Slika 3. Senzor za merenje solarnog zračenja (Li-Cor pyranometer)
Kada se proračuna indeks KT onda se može primeniti LiuJourdanova relacija za dekompoziciju ukupnog horizontalnog zračenja na direktnu i difuzionu komponentu: (9) Ukupno difuzno ( ) i reflektovano zračenje ( ) koje padne na solarni modul postavljen pod uglom ∑ u odnosu na horizontalu, može se odrediti prema sledećim relacijama:
,
,
(10)
(11)
Milan Srndović, Željko Ðurišić, Zlatan Stojković, Jovan Mikulović, Boban Panajotović hibridni vetar-solar-dizel sistemi za napajanje opreme mobilne telefonije na izolovanim lokacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 54-64
gde je r koeficijent refleksije terena u okolini fotonaponskog panela. ) Direktna komponenta zračenja koja pada na modul ( zavisi od incidentnog ugla Θ koji, pored orjentacije i nagiba modula, zavisi i od azimuta i altitudnog ugla β: (12)
Ukupna srednja iradijacija na površini solarnog panela određuje se iz izraza: (13)
Proračun srednje satne električne snage na priključcima PV panela je data relacijom: ,
Dakle, za procenu efikasnosti solarnih modula potrebno je proceniti temperaturu modula. Proračun temperature modula pri različitoj insolaciji i ambijentalnoj temperaturi se može proračunati pomoću sledeće jednačine: (15)
gde su: TPV – temperatura solarnog panela (0C) Tamb – ambijentalna temperatura (0C) IPV – solarna iradijacija na površini modula (W/m2) NOCT - temperatura modula pri normalnim uslovima (0C); ovaj podatak daje proizvođač. Analiza optimalne pozicije panela (azimut i nagibni ugao) i proračun proizvodnje električne energije se obično vrši primenom nekog od namenskih softvera. Takav softver je razvijen na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu [5].
(14)
gde su: η – faktor iskorišćenja PV panela, A – aktivna površina PV panela.
4. iDEJno REŠEnJE hiBRiDnog SiSTEMA ZA nAPAJAnJE iZolovAnih lokACiJA MoBilnE TElEfoniJE
Svaki proizvođač fotonaponskih modula daje osnovne karakteristike modula koje se odnose na standardne uslove (STC – Standard Test Conditions). Standardni uslovi testiranja su:
U ovom radu je dato idejno rešenje hibridnog sistema za napajanje izolovanih lokacija mobilne telefonije. Predloženi hibridni sistem sadrži sledeće osnovne elemente:
• M odul je čist (bez prašine i drugih nečistoća koje se javljaju u realnim uslovima), • Temperatura modula je 250C, • Solarna iradijacija na površini modula je 1000 W/m2 (jedno sunce), • Solarni spektar odgovara vazdušnoj masi AM=1,5.
• s olarne panele i vetrogenerator, kao primarne izvore energije, • aku-baterije, kao sekundarni izvor energije („storage system“) i • dizel-električni agregat, kao tercijalni izvor energije („back-up system“).
Realni uslovi rada odstupaju od standardnih tako da se efikasnost modula i ostali tehnički parametri u realnim eksploatacionim uslovima u manjoj ili većoj meri razlikuju od standardnih. Jedan od bitnih parametara koji utiče na efikasnost modula jeste temperatura modula. Povećanje temperature modula iznad standardne vrednosti (250C) uzrokuje pad efikasnosti modula jer se smanjuju napon otvorenog kola VOC i struja kratkog spoja modula ISC. Tipična promena ovih veličina za kristalne silicijumske module je: ∆VOC= -0,37 %/0C, ∆ISC= -0,05 %/0C i ∆PDCmax= -0,5 %/0C [4].
Principska šema predloženog hibridnog sistema je prikazana na Slici 4. Kompletan rad sistema je automatizovan. Princip rada hibridnog sistema za napajanje je takav da se energija iz obnovljivih izvora (sunca i vetra) koristi za napajanje telekomunikacione opreme i punjenje i održavanje akubaterija, ako je moguće. U slučaju da energija iz obnovljivih izvora nije dovoljna za punjenje baterija, ona će se koristiti samo za napajanje opreme [6]. Ako energija iz obnovljivih izvora nije dovoljna za napajanje telekomunikacione opreme, razlika u energiji se obezbeđuje TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
59
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
panela po jedinici aktivne površine panela. Dijagram potrošnje opreme na lokaciji je uglavnom moguće pouzdano utvrditi na osnovu merenja na sličnim baznim stanicama. Profil specifične proizvodnje vetrogeneratora i solarnih panela moguće je utvrditi na osnovu raspoloživih mernih podataka i proizvođačkih izlaznih karakteristika vetrogeneratora i solarnih modula.
Slika 4. Principska šema predloženog hibridnog sistema
iz aku-baterija ili iz dizel-električnog agregata, ukoliko su baterije ispražnjene. Baterije takođe moraju da budu zaštićene od dubokog pražnjenja pomoću podnaponske zaštite [6]. Uloga aku-baterija jeste da vrše napajanje opreme u slučaju da energija iz obnovljivih izvora nije dovoljna. Potreban kapacitet akumulatorskih baterija se određuje na osnovu razlike energije dobijene iz obnovljivih izvora i energije potrebne za napajanje opreme na lokaciji. Da bi se kapacitet precizno odredio, neophodna je analiza i dugoročno sagledavanje profila proizvodnje energije i potrošnje opreme. Uloga dizel električnog agregata je da obezbedi rezervno napajanje, odnosno da obezbedi zahtevanu pouzdanost napajanja. U slučajevima dugotrajnih nepovoljnih uslova u pogledu energije vetra i sunca, kada se akumulatorske baterije isprazne ulogu napajanja preuzima dizel-električni agregat koji mora po snazi da bude dimenzionisan tako da pokriva celokupnu vršnu potrošnju opreme i puni aku-baterije. Kada je energija iz obnovljivih izvora (sunca i 60
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
vetra) veća od energije potrebne za napajanje opreme na lokaciji i za punjenje aku-baterija, efikasnost vetrogeneratora i solarnih panela se podešava (smanjuje) tako da se dobije zahtevana snaga.
5. oPTiMiZACiJA hiBRiDnog SiSTEMA SA PRiMERoM PRoRAČUnA Optimizacija hibridnog sistema predstavlja ključnu tačku. Optimizacija sistema opisanog u ovom radu znači da je sistem projektovan i dizajniran ekonomski isplativo i da su troškovi eksploatacije, održavanja i zamene elemenata sistema minimalni u periodu životnog veka sistema [7]. Da bi se izvršio pravilan izbor snage vetrogeneratora i solarnih panela, kao i optimizacija kapacitata aku-baterija neophodno je poznavati sledeće parametre: • d nevni i godišnji profi l potrošnje opreme na lokaciji, • profi l proizvodnje energije vetrogeneratora, po jedinici površine vetrogeneratora, • profi l proizvodnje fotonaponskih
Optimizacija sistema se može izvršiti nekom od numeričkih metoda, kao što je genetički algoritam. Da bi se došlo do optimalnog rešenja, potrebno je definisati i precizirati puno zahteva: inicijalno ulaganje u hibridni sistem, troškove nastale radom sistema u njegovom životnom veku (CAPEX i OPEX), željeni uticaj na životnu sredinu, zahteve za pouzdanost sistema i besprekidno napajanje, itd. U ovom radu izvršena je analiza uslova proizvodnje energije jednog sistema vetar–solar, lociranog u južnom Banatu. Za ovu lokaciju su raspoloživi rezultati merenja brzine vetra i insolacije za period od jedne godine. Na Slici 5 su prikazane srednje satne vrednosti insolacije za prosečan dan, proračunate za površinu južno orijentisanog solarnog panela sa fiksnim nagib. Pretpostavljeno nim uglom od je da je panel postavljen na homogenom terenu, okružen livadom (koeficijentom refleksije r=0,2) i bez prepreka koje bi stvarale senku. Optimizacija prostorne orijentacije panela i proračun insolacije su obavljeni korišćenjem modela opisanog u poglavlju 3 ovog rada, a na osnovu jednogodišnjih merenja horizontalne insolacije. Srednja dnevna insolacija na površini panela je 4,2 kWh/m2.
Milan Srndović, Željko Ðurišić, Zlatan Stojković, Jovan Mikulović, Boban Panajotović hibridni vetar-solar-dizel sistemi za napajanje opreme mobilne telefonije na izolovanim lokacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 54-64
je u toku noći, kada je atmosfera najčešće stabilna, priraštaj brzine vetra sa visinom značajno veći nego u toku dana, kada je atmosfera najčešće nestabilna [9]. Shodno tome, proizvodnja energije vetrogeneratora u proseku veća noću. Upoređujući Slike 5 i 6 može se zaključiti da su solarni paneli i vetrogenerator u odgovarajućoj meri komplementarni u pogledu proizvodnje primarne energije, što je jako bitno za optimizaciju i minimizaciju kapaciteta aku-baterija. Slika 5. Komponente solarnog zračenja na jediničnoj površini fiksno montiranog solarnog panela (južno orijentisan, ) za prosečan dan na lokaciji u južnom Banatu
U daljoj analizi prikazani su rezultati proračuna za hibridni sistem koji napaja hipotetički potrošač jednosmernog nazivnog napona -48V, konstantne snage PP=2 kW. Pri proračunu i izboru elemenata hibridnog sistema u obzir nije uzet stepen iskorišćenja opreme energetske elektronike (npr. ispravljači). Hibridni sistem se sastoji od:
Slika 6. Dnevna varijacija brzine vetra na lokaciji u južnom Banatu za prosečan dan na visinama 20 m, 30 m i 40 m iznad tla
Na Slici 6 su prikazane promena brzine vetra za prosečan dan (na nivou godine), merene na visinama 20 m, 30 m i
40 m iznad tla na analiziranoj lokaciji u južnom Banatu [8]. Analizom dijagrama datih na Slici 6 se može zaključiti da
Slika 7. Dijagrami snaga generisanja PV panela i vetroagregata dobijeni na ciljnoj lokaciji za prvu nedelju februara 2010. godine
• V etrogeneratora nazivne snage 6 kW koju postiže pri nazivnoj brzini vetra od 11 m/s. Minimalna radna brzina vetra je 3 m/s dok je maksimalna brzina 25 m/s. Visina stuba iznosi 30 m. • Solarnog panela instalisane snage 3 kWp. • Dizel električnog agregata nazivne snage 8kVA (cos φ = 0,8), koji je dimenzionisan tako da u isto vreme može da napaja potrošač i puni akubaterije, kao i da zadovolji zahteve dinamike u slučaju varijacije opterećenja na lokaciji. • Dve aku-baterije nazivnog napona -48V, kapaciteta 250Ah (ukupno 500Ah), sa minimalnim dozvoljenim naponom pražnjenja 1,80 V/ćeliji. Na Slikama 7 i 9 prikazani su vremenski dijagrami snaga generisanja PV panela TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
61
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Slika 8 Dijagram raspoložive energije aku-baterija za prvu nedelju februara 2010. godine
Slika 9. Dijagrami snaga generisanja PV panela i vetroagregata dobijeni na ciljnoj lokaciji za prvu nedelju jula 2010. godine
agregat uključuje kada su aku-baterije skoro ispražnjenje, tj. kad je napon aku-baterija blizak naponu reagovanja podnaponske zaštite koja bi ih isključila iz rada. Dizel-električni agregat je uključen sve dok energija iz obnovljivih izvora (sunca i vetra) nije dovoljna za napajanje opreme na lokaciji, a aku-baterije dovoljno napunjene da mogu da preuzmu napajanje opreme u slučaju potrebe. Za analiziran vremenski period, dizel-električni agregat je u prvoj nedelji februara imao ukupno 3 uključenja i radio je 64 h, odnosno potrošnja je 38% vremena bila snabdevana iz dizel-električnog agregata. U toku prve nedelje jula dizel-električni agregat je imao 7 uključenja i ukupno vreme rada od 66 h ili 39% vremena. Na godišnjem nivou (proračunato na osnovu mernih podataka za period 01. 10. 2009. do 30. 09. 2010.) dizel-električni agregat bi imao 209 uključenja i ukupno bi radio 3690 h, odnosno 42% vremena. Broj uključenja i ukupno trajanje rada dizel-električnog agregata se može smanjiti povećanjem kapaciteta aku-baterija i snage vetroagregata i solarnog panela [10].
6. ZAklJUČAk
Slika 10. Dijagram raspoložive energije aku-baterija za prvu nedelju jula 2010. godine
i vetrogeneratora dobijeni na osnovu realnih merenja brzine vetra i iradijacije na ciljnoj lokaciji za prvu nedelju februara 2010. godine i jula 2010. godine, respektivno. Na Slikama 8 i 10 prikazani 62
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
su odgovarajući dijagrami raspoložive energije aku-baterije. Kontrolno-upravljački sistem je projektovan tako da se dizel-električni
Kao što je u radu izneto, od izuzetnog značaja za pravilan izbor elemenata hibridnog sistema i njegovo optimalno projektovanje jeste detaljna studija lokacije gde će se sistem postaviti. To znači da je potrebno izmeriti potencijalne energije vetra i sunca u periodu od najmanje jedne godine, kako bi se dobili relevantni podaci. Kako u Srbiji ovoj oblasti do sada nije posvećeno dovoljno pažnje i nema potrebnih podataka koji bi omogućili optimalan izbor i masovniju upotrebu ovakvih sistema, predlog autora je da se pokrene opsežan proje-
Milan Srndović, Željko Ðurišić, Zlatan Stojković, Jovan Mikulović, Boban Panajotović hibridni vetar-solar-dizel sistemi za napajanje opreme mobilne telefonije na izolovanim lokacijama Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 54-64
kat koji bi za cilj imao prikupljanje relevantnih podataka na širem području Srbije. Takav projekat bi trebalo da podrže državne institucije, usvajanjem regulatornog okvira i tehničkih propisa relevantnih za upotrebu obnovljivih izvora energije. Osim toga, u radu je predstavljeno rešenje za napajanje opreme mobilne telefonije na izolovanim lokacijama. Pokazano je da
se upotrebom solarnih panela i vetrogeneratora za primarno napajanje ostvaruju značajne uštede u odnosu na primarno napajanje iz dizel-električnog agregata, kako u ekonomskom, tako i u ekološkom smislu. Dalji rad autora će biti usmeren na optimizaciju ovakvih sistema, kao i na razvoj algoritama za kontrolu i upravljanje radom istih, a u cilju postizanja maksimalnih pozitivnih efekata, u ekonomskom i ekološkom smislu.
Zahvalnica Autori zahvaljuju Ministarstvu za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije koje je omogućilo izradu ovog rada u okviru Projekta III 45003 Optoelektronski nanodimenzioni sistemi – put ka primeni, Podprojekat: Nanostrukturni opto-elektronski senzorski sistemi i Projekta III 42009 Inteligentne energetske mreže. Treći autor zahvaljuje Fondaciji “Alexander von Humboldt”, Bon, SR Nemačka, na celokupnoj podršci njegovom naučno-istraživačkom radu. Peti autor zahvaljuje rukovodstvu Republičke agencije za elektronske komunikacije koje je podržalo i omogućilo njegov naučno-stručni rad.
literatura [1] B. Panajotovic and B. Odadzic, “Design and ”Inteligent” Control of Hybrid Power System in Telecommunication”, IEEE Conference Melecon 2010, Valleta, April 2010. [2] J. Trifunović, Ž. Đurišić (Rukovodioci izrade Studije), Elaborat o istraživanju potencijala energije vetra i identifikaciji najpovoljnijih lokacija za izgradnju vetroelektrana na teritoriji grada Beograda, Elektrotehnički fakultet u Beogradu, 2011. [3] I. Troen, E. L. Petersen, European Wind Atlas, Riso National Laboratory, Roskilde, Denmark, 1989. [4] Ž. Đurišić, M. Bubnjević, D. Mikičić, N. Rajaković, “Wind Atlas of Serbian Region Vojvodina”, Proc. of European Wind Energy Conference (EWEC 2007) Milano, Italy, May 2007, www. ewec2007proceedings.info/allpapers2/249_Ewec2007fullpaper.pdf [5] G. Dobrić, Ž. Đurišić, Z. Stojković, “Software tool for evaluation of electrical energy produced by photovoltaic systems”, Accepted for publication in the International Journal of Electrical Engineering Education (IJEEE), 2012, ISSN 0020-7209. [6] B. Odadzic, B. Panajotovic and M. Jankovic, “Energy Efficiency and Renewable Energy Solution in Telecommunication”, ICREPQ’11, Las Palmas de Gran Canarian, ISBN: 978-84-614-7527-8, [7] B. Odadzic, B. Panajotovic and M. Jankovic, “Telecommunication Hybrid Power system in “Smart Grid””, InfoTeh, Jahorina, Vol.10,Ref. D-5, March 2011, pp. 297-301. [8] Ž. Đurišić, N. Rajaković, I. Nenčić, S. Pejičić, “Hybrid wind-diesel system for electricity supply of isolated consumers in south-banat region (Serbia)”, Proc. of European Wind Energy Conference (EWEC 2009), Marseille, France, Marth 2009, www.ewec2009proceedings.info/allfiles2/409_EWEC2009presentation.pdf. [9] Ž. Đurišić, J. Mikulović, “A model for vertical wind speed data extrapolation for improving wind resource assessment using WAsP”, Renewable Energy 41 (2012), ISSN 0960-1481, pp. 407-411. [10] M. Srndović, “Hibridni vetar - solar sistem za napajanje izolovanih antenskih stubova mobilne telefonije”, Diplomski rad (Mentori: J. Mikulović, Ž. Đurišić), Elektrotehnički fakultet u Beogradu, 2011.
Autori Milan M. Srndović je rođen 1987. godine u Foči, Republika Srpska. Završio je osnovnu i srednju tehničku školu sa odličnim uspehom. Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Beogradu je upisao 2006. godine, gde je 2011. god odbranio diplomski rad na temu ,,Hibridni vetar – solar sistem za napajanje izolovanih antenskih stubova mobilne telefonije“, pod mentorstvom dr Jovana Mikulovića i mr Željka Đurišića. Trenutno je student master akademskih studija na Elektrotehničkom fakultetu Univerziteta u Beogradu na smeru Elektroenergetski sistemi sa prosečnom ocenom 10,00. Željko R. Đurišić je rođen 1972. u selu Babino, Berane. Diplomirao je i magistrirao na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu (1999. i 2006.). Radi kao asistent na Katedri za elektroenergetske sisteme Elektrotehničkog fakulteteta u Beogradu, gde drži računske vežbe iz predmeta: Mehanika, Elementi elektroenergetskih sistema, Elektrane, Razvodna postrojenja, Obnovljivi izvori energije, Kvalitet električne energije i Digitalne relejne zaštite. U toku oktobra 2008. boravio je na RISO institutu - Danish Technical University, gde je završio kurs za projektovanje vetroelektrana korišćenjem Wind Atlas Analysis and Application Program (WAsP). Koautor je dve knjige i autor/koautor oko 100 stručnih i naučnih radova iz oblasti energetike i plazma tehnologija tankih prevlaka, od kojih je sedam publikovano u međunarodnim časopisima sa SCI liste. Bio je rukovodilac i autor većeg broja studija iz oblasti vetroenergetike. Recenzent je vodećeg međunarodnog i domaćih časopisa za oblast vetroenergetike, kao i studija za potrebe Elektroprivrede Srbije. Zlatan Stojković (1960) diplomirao je 1984, magistrirao 1991. i doktorirao 1995. godine na Elektrotehničkom fakultetu Univerziteta u Beogradu. U periodu od 1984. godine do 1993. godine radio je kao projektant u Energoprojektu – Hidroinženjering A.D. Od 1993. godine radi na Elektrotehničkom fakultetu Univerziteta u Beogradu pri Katedri za elektroenergetske sisteme, čiji je šef od 2006. godine. Kao redovni profesor izvodi nastavu iz predmeta Projektovanje pomoću računara u
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
63
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
elektroenergetici, Monitoring i dijagnostika visokonaponskih postrojenja, Primena programskih alata u elektroenergetici i Visokonaponska merenja u elektroenergetici. Kao stipendista Fondacije “Alexander von Humboldt”, Bon, SR Nemačka, boravio je na posledoktorskom usavršavanju u Institutima za elektroenergetske sisteme i visok napon Univerziteta u Karlsrueu, Štutgartu i Rostoku, SR Nemačka. Poseduje licence Inženjerske komore Srbije za odgovornog projektanta elektroenergetskih instalacija visokog i srednjeg napona – razvodna postrojenja i prenos električne energije, kao i elektroenergetskih instalacija niskog i srednjeg napona. Autor i koautor je 3 monografije nacionalnog značaja i jednog praktikuma, 70 radova u međunarodnim i domaćim časopisima i konferencijama. Učestvovao je u realizaciji 70 projekata i 6 programskih alata. Recenzent je 12 knjiga i monografija, kao i međunarodnih i domaćih časopisa, odnosno konferencija. Nagrađen je za 7 radova objavljenih na domaćim konferencijama. Jovan Mikulović je diplomirao, magistrirao i doktorirao na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu. Zaposlen je kao docent na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu, na Katedri za elektroenergetske sisteme. Na osnovnim i master studijama angažovan je u nastavi na predmetima: Visokonaponska oprema, Obnovljivi izvori energije i Elektromagnetna kompatibilnost. Na doktorskim studijama zadužen je za predmet Vetroenergetika i solarna energetika. Koautor je udžbenika "Praktikum iz softverskih alata u elektroenergetici". Učestvovao je u realizaciji pet studija i jedanaest projekata. Oblasti naučno-istraživačkog rada kojima se bavi su: tehnika visokog napona, snage u elektroenergetici i obnovljivi izvori energije. Autor je, odnosno koautor 7 radova u međunarodnim časopisima sa SCI liste, 4 rada na međunarodnim konferencijama, 3 rada u časopisima nacionalnog značaja i 36 radova na konferencijama nacionalnog značaja. Učestvovao je u izradi recenzija za međunarodne časopise. Boban Panajotović je diplomirao na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu 1999. godine. Od 2000. do 2006. godine bio je zaposlen u Zajednici Jugoslovenskih PTT, gde je radio na poslovima vezanim za energetiku i napajanje u oblasti telekomunikacija. Od 2006. godine zaposlen je u Republičkoj agenciji za telekomunikacije (sada Republička agencija za elektronske komunikacije) gde takođe radi na poslovima vezanim za infrastrukturu, napajanje, energetiku i elektromagnetsku kompatibilnost u oblasti elektronskih komunikacija. Oblasti naučno-stručnog rada kojima se bavi su: pouzdanost i specifična rešenja infrastrukture i napajanja, optimizacija sistema, obnovljivi izvori energije i „smart grid“ mreže. Osim toga aktivan je u radu međunarodnih tela za standardizaciju u oblasti elektronskih komunikacija (ITU i ETSI). Lično je bio autor i vodio izradu 4 međunarodna standarda, a aktivno učestvovao u izradi većeg broja istih. U studijskoj grupi 5, ITU-a je takođe angažovan kao odgovorno lice (rapporteur) za studijsku oblast „EMC telecommunication recommendation (Q 12/5)“. Autor je, odnosno koautor 3 rada u međunarodnim časopisima sa SCI liste i 6 radova na međunarodnim konferencijama.
64
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
Uputstvo za autore Originalni autorski radovi
Literatura
Za časopis se prijavljuju radovi čiji sadržaj nije već objavljen ili na drugi način prikazan. Prijavljeni radovi moraju sadržati originalne naučne, stručne ili primenjene rezultate samih autora. Objavljeni rezultati ni na koji način ne smeju povrediti autorska prava drugih pojedinaca ili organizacija. Iako se vrši recenzija svih radova, za pravo objavljivanja, originalnost i kvalitet radova odgovaraju sami autori.
Mole se autori da se u cilju jednoobraznosti tekstova koji se objavljuju u časopisu, pri navođenju Literature i fusnota pridržavaju sledećih uputstava:
Radovi treba da budu napisani u formatu Microsoft Word na najviše 6 strana formata A4 (210 mm x 297 mm). Leva i desna margina treba da budu 19 mm, a gornja i donja margina treba da budu 20 mm. Rad treba pripremiti u dve kolone sa 5 mm razmaka između kolona. Za tekst u radu treba koristiti font Times New Roman 10 pt. Prvi deo rada je sadržaj u kome se daje kratak pregled istraživanja i opisanih rezultata. Sledi spisak ključnih reči. Naslov, sadržaj rada (Abstract) i ključne reči (Keywords) treba dostaviti i na engleskom jeziku. Rad treba da bude podeljen u više poglavlja. Na kraju treba da stoji zaključak, potom literatura zatim biografija i (eventualno) zahvalnica. Literatura treba da bude poređana po redosledu pojavljivanja u radu. Kratka biografija autora na kraju rada treba da ima strukturu datu u nastavku ovog uputstva. Slike i tabele treba da budu što je moguće bliže tekstu u kome se prvi put pominju. Slike moraju da budu numerisane prema redosledu pojavljivanja u radu. Slike mogu da budu u jednoj koloni ili preko obe kolone. Ako se koriste, jednačine se centriraju u koloni. Ako se koristi numeracija, broj jednačine treba da ide uz desnu ivicu. Naziv slike se navodi ispod slike (Slika 1. Naziv.), naziv tabele se navodi iznad (Tabela 1. Naziv.).
1. Literaturu navesti na kraju teksta, pre beleške o autoru. 2. Fusnote pisati na istoj strani na kojoj je tekst na koji se odnosi. 3. I za literaturu i za fusnote važe sledeća pravila: • Prvo navesti ime (ili inicijal) pa prezime autora, zatim naslov teksta, izdavača ili časopis, mesto i godinu izdanja, i na kraju relevantne strane: str. (ako je izvor na srpskom), p. (ako se citira izvor na engleskom) odnosno pp. (ako se citira više strana izvora na engleskom) • Kurziv (italics) i znake navoda koristiti kao što je navedeno u primerima. Napomena: znaci navoda na srpskom „naslov teksta“ znaci navoda na engleskom “naslov teksta” [1] W.K. Chen: Book style, Wadsworth, Belmont, CA, 1993, pp. 1–15. [2] G. Young: “Book style with paper title and editor”, in: J. Peters, Ed., Plastics, 2nd ed. vol. 3, McGraw-Hill, New York, 1964, pp. 1–9. Napomena: ako je više urednika onda - (Eds.) [3] G. W. Juette, L. E. Zeffanella: “Presented Conference Paper style,” presented at the IEEE Summer power Meeting, Dallas, TX, June 22–27, 1990, Paper 90 SM 690-0 PWRS. J. Wills: “Thesis or Dissertation [4] style”, Ph.D. dissertation, Dept. Elect. Eng., Harvard Univ., Cambridge, MA, 1993. [5] G. R. Faulhaber, “Design of service systems,” in Conf. Rec. 1995 IEEE Int. Conf. Communications, pp. 3–8.
[6] IEEE Criteria for Class IE Electric Systems (Standards style), IEEE Standard 308, 1969. • Ako je izvor sa Interneta trebalo bi navesti datum kada je autor koristio tekst, pošto se sadržaj Interneta povremeno menja. [7] APEC Leaders Economic Vision Statement, Blake Island, Seattle, 20 November 1993, Internet, 8/03/97, http://www.apecsec.org.sg/econlead/blake.html. 4. Pri ponovnom citiranju istog teksta, ako se navodi posle nekih drugih fusnota, obavezno navesti ime i prezime autora, naslov teksta, a zatim op. cit., pp. (ili str.), a ako se navode odmah posle prvog navođenja: Ibidem, pp. (ili str.) 1 2
W.K. Chen: Book style, op. cit., pp. 1–15. Ibidem, p. 18.
Biografija Na kraju rada objavljuje se kratka biografija autora, sa sledećom strukturom: - Titula ime i prezime - obrazovanje: diploma, oblast, institucija, grad, država, godina. - r adno iskustvo: (prethodna i) trenutno zaposlenje. -o bjavljeni radovi: (max. 3) naslov, izdavač, grad, godina. - s pisak članstava, spisak nagrada * Potrebno je dostaviti i elektronsku adresu koja će biti objavljena uz ime autora, odnosno uz ime prvog autora.
Pregledni radovi U časopisu će biti objavljen i izvestan broj preglednih radova, s akcentom na novim trendovima u telekomunikacijama. Sva prethodna uputstva koja se odnose na formu važe i za pregledne radove. TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
65
Dejan Nemec* University of Novi Sad, Faculty of Technical Sciences Telecommunications and Signal Processing Department
802.11n - Part II: Implementation and Future ABSTRACT Wireless networks are widely spread in the world of business and residential users. The use of the IEEE 802.11n standard in this field enables data transmission rates that can be measured in hundreds of Mbps. 802.11n is the next generation of the 802.11 series of standards that have been used for ten years now. Since this is a complex technology that upgrades the existing technology, adequate implementation is necessary. The first part of this paper explains the problems of the 802.11n network implementation, with particular emphasis on problems that occur in process of upgrading some of the 802.11a/b/g networks. It analyzes aspects related to the planning of the radio spectrum and location of access points, implementation of access points when connecting to the core network and the problems of powering the access points. The main characteristics of technologies, which represent the 802.11n wireless network upgrade, and which should enable gigabit data rates in wireless networks in the future, are listed in the second part of this paper.
Key words
66
* denem@uns.ac.rs
WLAN, 802.11a/b/g/n, PoE, 802.11ac, 802.11ad, MU-MIMO, WiGig.
Dejan Nemec* Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka Katedra za telekomunikacije i obradu signala
STANDARD 802.11n - II deo: Implementacija i budućnost SADRŽAJ Bežične računarske mreže su sve prisutnije u poslovnom svetu i svetu rezidencijalnih korisnika. Upotreba IEEE 802.11n standarda u ovoj oblasti omogućava brzine prenosa koje se mere stotinama Mbit/s. 802.11n standard predstavlja novu generaciju iz serije 802.11 standarda koji se već desetak godina primenjuju u praksi. Kako se radi o kompleksnoj tehnologiji koja nadograđuje postojeće, neophodna je njena adekvatna primena. U prvom delu ovog rada objašnjeni su problemi koji se mogu pojaviti kada se implementira 802.11n mreža, a naročita pažnja je stavljena na probleme koji se javljaju prilikom nadogradnje neke od 802.11a/b/g mreža. Objašnjeni su aspekti koji se odnose na planiranje radio spektra i položaja tačaka za pristup, primenu tačaka za pristup kada se ostvaruje povezivanje na jezgro mreže i problemi napajanja tačaka za pristup. U drugom delu ovog rada nabrojane su i navedene osnovne karakteristike tehnologija koje bi u budućnosti trebalo da omoguće gigabitne brzine prenosa podataka u bežičnim mrežama, a predstavljaju nadogradnju 802.11n bežičnih mreža.
Ključne reči
* denem@uns.ac.rs
WLAN, 802.11a/b/g/n, PoE, 802.11ac, 802.11ad, MU-MIMO, WiGig.
67
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
1 Uvod U [1], koji predstavlja I deo ovog rada opisan je proces razvoja 802.11 serije standarda i date su osnovne karakteristike 802.11n standarda koji se odnose na fizički nivo i nivo voda podataka (data link layer). Pored toga objašnjeni su načini kako se ostvaruje kompatibilnost sa prethodnim standardima i aspekti koji se odnose na štednju energije i sigurnost u 802.11n mrežama. 802.11n tehnologija ima potencijal da zameni Ethernet kao primarnu tehnologiju u LAN (Local Area Network) mrežama zbog toga što omogućava veći protok, veći ukupan kapacitet mreže i bolje pokrivanje područja u odnosu na prethodne 802.11 generacije. Međutim, uspešna implementacija zahteva pažljivo razmatranje nekoliko faktora koji nisu bili prisutni u prethodnim 802.11 sistemima. Recimo, korišćenje šireg kanala i povećan domet mogu nekada da izazovu više problema nego što bi trebalo da reše. Iz tog razloga je veoma bitno pravilno implementirati 802.11n mrežu. Drugo poglavlje ovog rada se bavi problemima koji se javljaju prilikom implementacije 802.11n mreža. Iako su brzine koje 802.11n omogućava prilično velike i mogu da konkurišu nekim žičnim tehnologijama, zahtevi korisnika i aplikacija koje koriste su u stalnom porastu. Zbog toga je IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) oformio dve nove radne grupe (802.11ac i 802.11ad) koje imaju zadatak da razviju standarde koji bi omogućili prenos podataka brzinama od 1 Gbit/s do 7 Gbit/s. Pored toga, formirana je alijansa WiGig (Wireless Gigabit Alliance) koja, takođe, razvija standard za gigabitski prenos podataka i koja će svoj rad najverovatnije usaglasiti sa radom IEEE radnih grupa. O budućnosti 68
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
WLAN (Wireless LAN) mreža će biti reči u trećem poglavlju ovog rada.
2 Implementacija sistema 802.11n Ukoliko u kompaniji već postoji neka WLAN bazirana na 802.11a ili 802.11g standardu, postavlja se pitanje da li postoji potreba za prelazak na 802.11n sisteme. Svi korisnici žele da imaju veliki protok, veliku pouzdanost, veliki ukupan kapacitet mreže i malo kašnjenje u svojim mrežama. Neke aplikacije, kao što je recimo prenos govora preko WLAN mreža, VoWLAN (Voice over WLAN), su veoma osetljive na mali protok i veliko kašnjenje. Sa druge strane, postoje i WLAN mreže koje nisu maksimalno iskorišćene, recimo koriste samo 20% radio-frekvencijskog spektra. Ukoliko kompanija koristi WLAN mrežu samo za jednostavno prenošenje podataka, tada verovatno neće postojati potreba za nadogradnjom mreža 802.11n tehnologijom. Međutim, ukoliko u kompaniji postoji potreba za korišćenjem zahtevnih aplikacija u WLAN mrežama, tada treba razmotriti implementaciju 802.11n mreža. Takođe, ukoliko se projektuje potpuno nova mreža za prostore gde uopšte ne postoji WLAN mreža, sasvim je sigurno da treba razmišljati o 802.11n standardu [2] kao prvoj opciji.
2.1 Planiranje radio-opsega Jedna od prvih stvari koje treba razmotriti predstavlja odabir frekvencije koje će se koristiti za prenos podataka [3]. 802.11n može da radi u dva opsega, 2,4 i 5 GHz. Oba ova frekvencijska opsega koriste i neki drugi uređaji. Frekvencijski opseg od 2,4 GHz je prilično “pretrpan” nekim drugim tehnolo-
gijama (Bluetooth, DECT, mikrotalasne pećnice i drugo) i nije širi od 100 MHz. Takođe, sistemi 802.11b i 802.11g rade u ovom opsegu. S obzirom na to da se 802.11n tehnologija koristi za unapređenje karakteristika mreže, treba razmotriti da li se u datom opsegu mogu iskoristiti sve prednosti koje 802.11n tehnologija nudi. Recimo, 802.11n može da koristi ista tri nepreklapajuća kanala širine 20 MHz kao i 802.11b i 802.11g. Međutim, ukoliko se žele postići bolje performanse, povezivanje kanala može da bude rešenje, ali se postavlja pitanje da li se u nekoj sredini to može ostvariti u opsegu od 2,4 GHz. Ukoliko se povežu dva kanala širine 20 MHz u jedan širine 40 MHz, to znači da ostalim sistemima na raspolaganju ostaje još samo jedan kanal širine 20 MHz. Da bi se povezala dva kanala neophodno je obezbediti da se oni ne koriste od strane drugih sistema. To značajno smanjuje mogućnost povezivanja kanala u ovom opsegu. Čak i u slučaju da u sredini ne postoje uređaji 802.11b i 802.11g i da oni uopšte ne zauzimaju nijedan od tri kanala, pitanje je da li je moguće, zbog postojanja drugih uređaja, pronaći slobodan prostor od 40 MHz. U opsegu od 5 GHz mnogo više frekvencijskog opsega i više kanala stoji na raspolaganju u odnosu na opseg od 2,4 GHz [4]. Veći broj kanala omogućava značajno jednostavnije planiranje implementacije 802.11n mreže, čak i ako se koristi tehnika povezivanja kanala. Tačka za pristup (AP – Access Point) koja funkcioniše u ovom opsegu može dinamički da menja kanale sve dok ne pronađe adekvatna dva kanala koja može da poveže i na taj način dozvoljava istovremeno postojanje sistema 802.11a, odnosno 802.11b i 802.11g u istoj sredini.
Dejan nemec STAnDARD 802.11n - ii deo: implementacija i budućnost Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 66-78
Postoje najmanje dva načina da se u opsegu od 5 GHz pređe na 802.11n standard [5]. Prvi način podrazumeva zamenu pojedinačnih starih AP tačaka 802.11n AP tačkama u skladu sa finansijskim mogućnostima i zahtevima korisnika. Ovaj postepen prelazak se može okončati u nekom planiranom periodu ili kada nastanu potrebe za tim. U ovom slučaju nova 802.11n AP tačka će raditi na kanalu na kojem je radila i stara AP tačka koju je zamenila. 802.11n AP tačka će raditi u mešovitom modu i podržavaće 802.11n klijente, kao i 802.11a klijente. Na kraju, kada se poslednja stara AP tačka zameni novom 802.11n AP tačkom i kada u mreži ne bude bilo starih klijenata, svi 802.11n uređaji se mogu podesiti da rade u Green Field modu. Na 802.11n se može preći i tako što će stariji uređaji (AP tačke i mobilne stanice) osloboditi neki skup kanala koje će koristiti samo 802.11n uređaji. Kako budžet bude dozvoljavao, postavljaće se nove 802.11n AP tačke. To znači da će paralelno sa starim 802.11 sistemom u WLAN mreži funkcionisati i novi 802.11n sistem. Nove 802.11n AP tačke će tada podržavati samo 802.11n klijente, radiće u režimu Green Field i omogućavaće bolje performanse sistema. Na kraju, kada 802.11n AP tačke pokriju celokupno područje od interesa, tada će 802.11n klijenti moći u celom području da osete bolje performanse. Kada svi klijenti pređu na 802.11n, tada se mogu ukloniti stare AP tačke.
Slika 1. Bežični pristup jezgru mreže
su potpuno uporedive sa Ethernet, a naročito sa Fast Ethernet tehnologijom, koji može da zadovolji potrebe velikog broja korisnika, i koji ostvaruje brzinu od 100 Mbit/s. Bežični pristup LAN mreži se više ne može smatrati kao sporedan pristup mreži koji neće generisati veliki saobraćaj ka jezgru mreže. Sa usvajanjem 802.11n tehnologije, neophodno je obratiti pažnju i na karakteristike jezgra mreža (Slika 1.), odnosno da li jezgro mreže može da odgovori zahtevima koje pred njega postavljaju nove 802.11n AP tačke [6]. Da bi se uspešno prešlo na 802.11n tehnologiju, neophodno je razmotriti nekoliko pitanja. Ta pitanja uključuju sledeće: • K ako će se 802.11n AP tačke povezati na jezgro mreže? • Kako će se AP tačke napajati?
• K oje izmene u jezgru mreže se zahtevaju kako bi se podržale velike brzine koje 802.11n omogućava?
2.3 802.11n AP tačke i jezgro mreže Protokoli koji omoućavaju pouzdan prenos u bežičnim mrežama imaju veliki overhead i efektivan protok TCP (Transmission Control Protocol) saobraćaja je manji od brzine prenosa podataka. Recimo da je maksimalna brzina prenosa podataka u 802.11n sistemu 300 Mbit/s, tada se može očekivati maksimalan protok TCP saobraćaja od oko 150 Mbit/s (Tabela 1. prikazuje i neke druge odnose u zavisnosti od sistema). Ukoliko se AP tačka konfiguriše da radi sa širinom kanala od 40 MHz u opsegu od 5 GHz i istovremeno da omogućava korisnicima 802.11g mreže da se povezuje u opsegu od 2,4 GHz korišćenjem ka-
Tabela 1. Odnos maksimalne brzine podataka i TCP protoka u nekim sistemima
Maksimalna brzina prenosa podataka
TCP protok (Mbit/s)
802.11n: povezani kanali, 2 prostorna toka i kratak zaštitni interval
300 Mbit/s
~ 150
2.2 Uticaj na žičnu infrastrukturu (jezgro) mreže
802.11n: jedan kanal, 2 prostorna toka i kratak zaštitni interval
144 Mbit/s
~ 72
Sa pojavom 802.11n standarda prvi put se mogu uporediti brzine žične infrastrukture (najčešće Ethernet-a) i bežične mreže. Brzine od nekoliko stotina Mbit/s koje 802.11n može da omogući
802.11n: jedan kanal, jedan prostorni tok i kratak zaštitni interval
72 Mbit/s
~ 36
802.11a i 802.11g
54 Mbit/s
~ 22
Tehnologija
Napomena: prikazane brzine podrazumevaju da su mreže dobro projektovane i da je SNR dobar
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
69
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
nala širine 20 MHz (dual-radio AP), tada će između AP tačke i jezgra mreže biti potrebna veza brzine od oko 220 Mbit/s, kako se ne bi na tom mestu formiralo usko grlo sistema. Ovako brza veza AP tačke i jezgra se može ostvariti Gigabit Ethernet linkom ili tehnikom agregacije Fast Ethernet linkova. To znači da ovi interfejsi moraju da postoje i na AP tački i u jezgru mreže. Na tržištu postoje AP tačke koje poseduju ove mogućnosti (Slika 2. prikazuje jedan primer).
Slika 2. 802.11n dual-radio 3x3 MIMO AP tačka sa dva 10/100/1000 Ethernet porta [7]
2.4 wlAn arhitekture na bazi kontrolera i 802.11n Kako bi se omogućilo da WLAN bude tehnologija koje će se lako koristiti u poslovnom svetu (enterprise ready), razvijeni su WLAN kontroleri koji upravljaju radom mreže. Kontroleri su odgovorni za omogućavanje mobilnosti, ustanovljavanje politike korisnika i upravljaje radio resursima. U većini mrežnih arhitektura, kontroleri su odgovorni i za upravljanje tokovima podataka između klijenata. Mreže koje se zasnivaju na kontrolerima često se nazivaju overlay (preklopljene) mreže s obzirom na to da sav saobraćaj koji dolazi iz WLAN mreže ili je njoj namenjen mora proći kroz kontroler. Projektovanje i implementacija kontrolera u starim 802.11a/b/g tehnologijama bili su relativno laki s obzirom na 70
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Slika 3. Tokovi podataka kada se koristi WLAN kontroler
to da maksimalna brzina ovih sistema nije prelazila 54 Mbit/s. Migracijom WLAN mreža ka velikim brzinama, dvostruko procesiranje (double switching) saobraćaja u kontrolerima utiče da i performanse jezgra mreže budu veće (Slika 3.) [6]. Kontroleri obezbeđuju mnoge funkcije, s obzirom na toda se nalaze na putu prosleđivanja podataka kroz mrežu. Kontroleri mogu biti samostalni uređaji ili mogu biti u formi modula koji se instalira u okviru rutera ili sviča (Slika 4.). Implementacija funkcija sigurnosti za celu mrežu lakše se izvodi kao centralizovani proces koji se obavlja u kontroleru, ali to zahteva da mogućnosti kontrolera odgovaraju
zahtevima cele današnje i neke buduće mreže. Sav saobraćaj od i ka svakom bežičnom klijentu mora da prođe kroz kontroler, a to znači da taj saobraćaj prelazi preko jezgra mreže dva puta: jednom kada ide od klijenta preko jezgra do kontrolera, a drugi put kada ga kontroler preko jezgra prosleđuje ka odredištu (slično je i kada postoji saobraćaj koji je namenjen klijentu, samo je smer toka obrnut). Sa porastom brzine prenosa podataka koju omogućuje 802.11n, raste i pritisak na kontroler i njegovu vezu sa jezgrom mreže. Mnogi kontroleri danas imaju više 10 Gbit/s Ethernet interfejsa kako bi mogli adekvatno da procesiraju saobraćaj 802.11n klijenata.
Slika 4. Primeri samostalnog bežičnog kontrolera i modula bežičnog kontrolera proizvođača Cisco [8], [9]
Dejan nemec STAnDARD 802.11n - ii deo: implementacija i budućnost Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 66-78
Upotreba kontrolera u WLAN mrežama može da predstavlja problem za dalji rast mreže. Njihova upotreba treba da bude u skladu za zahtevima koji se pred njih postavljaju. Recimo, može da se desi da su procesori koji obavljaju funkciju sigurnosti limitirani na 10 Gbit/s CCMP (Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol) protoka, što može biti protok samo 50 AP tačaka. Da bi se obezbedilo adekvatno ponašanje mreže, u velikim mrežama kontroleri moraju da obezbede protok od više desetina Gbit/s.
Slika 5. WLAN arhitektura na bazi „pametnih” AP tačaka
2.5 PoE napajanje 802.11n AP tačaka
Pored toga što zahtevaju značajna ulaganja u jezgro mreže, kontroleri mogu negativno da utiču i na postojeću sigurnosnu infrastrukturu. Saobraćaj koji se smešta u kriptovani tunel između AP tačke i kontrolera u jezgru mreže je skriven od mehanizama za otkrivanje i prevenciju zloupotreba i od mehanizama koji upravljaju kvalitetom servisa. Da bi se ovaj problem rešio, administratori mreža moraju da primene dvostruki sigurnosni sistem.
Napajanje preko Etherneta, PoE (Power over Ethernet), pokazalo se kao najelegantnije rešenje za napajanje 802.11a/b/g AP tačaka. Prvobitni PoE standard jeste 802.3af-2003 i omoućavao je napajanje od 15,4 W na dužini od 100 m kabla kategorije 5 (CAT5). U slučaju 802.11n AP tačaka, gde postoji više radio interfejsa, ova snaga električnog signala nije dovoljna. Imajući ove i slične probleme u vidu, IEEE je unapredio PoE tehnologiju koju je definisao u 802.3at-2009 standardu, prema kojem se obezbeđuje snaga električnog signala od 25,5 W. Postoje nekoliko prednosti koje PoE nudi:
Imajući u vidu ove potencijalne probleme, neki proizvođači WLAN uređaja i sistema nude WLAN arhitekture bez kontrolera. Ta rešenja se zasnivaju na činjenici da su s vremenom AP tačke postale moćnije i da mogu da obavljaju i funkcije koje je obavljao kontroler. Obezbeđena je komunikacija između susednih AP tačaka kojom se razmenjuju kontrolne informacije. Cilj ovakve arhitekture je da jedan isti saobraćaj ne prolazi kroz jezgro mreže više puta (Slika 5.). Ovim „pametnim” AP tačkama upravlja centralizovani upravljački sistem za nadgledanje i konfigurisanje (slično funkcionisanju rutera u Internet mreži).
• M anji troškovi – vrlo često se AP tačke postavljaju u spuštene plafone, gde se električne utičnice obično ne postavljaju. Dovođenje napajanja iznad spuštenog plafona može biti prilično skupo i vrlo često zahteva postavljanje nove električne instalacije. PoE omogućava da se zajedno sa Ethernet kablom dovede i napajanje. • Mobilnost – ukoliko se uređaj pomera nije neophodno obraćati pažnju na napajanje. • Rad u slučaju nestanka struje – većina komunikacionih centara i ormana u koje se smešta komunikaciona oprema poseduju rezervno napajanje i stoga mogu da obezbede i na-
pajanje AP tačaka preko PoE. Kako korisnički uređaji imaju sopstveno napajanje, prilikom nestanka struje ne mora automatski da dođe i do prekida servisa prenosa podataka. Prelazak na 802.11n sisteme podrazumeva i razmatranje kako obezbediti napajanje 802.11n AP tačaka. Postoje četiri načina kako se to može uraditi [10]: • N apajanje se dobija direktno iz Ethernet sviča na koji se AP tačka povezuje. To će možda podrazumevati zamenu sviča onim koji podržava 802.3at standard, ali će zamena sviča možda biti neophodna s obzirom na potrebu da u 802.11n sistemima svičevi treba da podržavaju brzine od najmanje 1 Gbit/s. • Napajanje se dobija iz Inline Power Patch Panela. U slučaju da svičevi nemaju PoE funkciju, oni se mogu povezati na Inline Power Patch Panele koji će se komunikacionim kablom, preko kojeg će obezbediti i napajanje, povezati na AP tačke. • Napajanje se dobija iz uređaja koji se naziva power injector. Ovi uređaji se koriste u slučajevima kada svičevi nemaju PoE funkciju i instaliraju se u ormanu gde su postavljeni i drugi svičevi. Oni preko internog ili eksternog AC adaptera napajaTElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
71
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
nje dobijaju iz električne mreže, a sa jedne strane se Ethernet kablom povezuju na svič, dok se sa druge strane Ethernet kablom povezuju na AP tačku kojoj preko tog kabla i PoE mehanizma obezbeđuju napajanje. • Napajanje se preko adaptera dobija iz energetske mreže. Slika 6. prikazuje primer PoE sviča i power injectora. Ukoliko neki uređaj treba da se napaja preko PoE, a ne poseduje PoE funkciju, on napajanje može da dobije preko PoE splitera koji se sa jedne strane priključuje na PoE svič, a sa druge strane se povezuje sa 802.11 uređajem i to Ethernet kablom i standardnim naponskim DC kablom (Slika 7).
Slika 6. PoE svič, power injector i njihovo povezivanje [11], [12], [13]
2.6 Planiranje područja pokrivanja i pozicije AP tačaka Domet 802.11n mreža je veći od prethodnih 802.11 standarda, ali se i način kako se taj domet ostvaruje prilično razlikuje, a i osetljivost na fizičku sredinu je veća. Slika 8. prikazuje plan pokrivanja nekog objekta u slučaju korišćenja tri kanala (1, 6 i 11) u 802.11b ili 802.11g sistemima. Prilikom razvoja bežične mreže korišćenjem mikroćelijske arhitekture, planiranje kanala zahteva pažljivo projektovanje veličina kružnih ćelija i dodelu kanala kako bi se minimizovala interferencija. Situacija u praksi se uglavnom ne razlikuje mnogo od one koja je projektovana korišćenjem nekih automatizovanih alata. U slučaju 802.11n mreža projektovanje područja pokrivanja i raspoređivanje kanala nije tako jednostavno i predvidivo, s obzirom na to da se korišćenjem MIMO (Multiple-Input MultipleOutput) tehnike sada javljaju višestruki 72
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Slika 7. PoE spliter i povezivanje sa AP koja ne podržava PoE [14], [15]
prostorni tokovi koji koriste multipath fenomen (višestruka refleksija signala) za unapređenje performansi. Slika 9. prikazuje tipičan plan pokrivanja u 802.11n sistemima. Na donjoj slici veća brzina prenosa je označena tamnijom bojom, a vidi se da postoje mesta koja su prilično udaljena od AP tačke a u kojima je obezbeđena velika brzina prenosa, a da čak između AP tačke i tih mesta ne postoji kontinuitet prijema. Projektovanje WLAN mreže obično podrazumeva utvrđivanje broja AP
tačaka, njihove pozicije u prostoru, utvrđivanje frekvencijskog plana (dodelu kanala) i podešavanje snage signala, a sve u cilju ostvarivanja određenog protoka na datom području od interesa. Tradicionalno projektovanje mreže podrazumeva kombinovanje rezultata koji se dobijaju upotrebom nekih automatizovanih alata za projektovanje i analizom prostora. Alati za planiranje koji se baziraju na tehnici RSSI (Received Signal Strength Indicator) i koji su se koristili u pret-
Dejan nemec STAnDARD 802.11n - ii deo: implementacija i budućnost Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 66-78
Slika 10. Primer softvera za planiranje 802.11n mreže [18]
Slika 8. Tipičan plan pokrivanja područja uz pomoć mikroćelija, teoretski i praktično (boje prezentuju kanale) [16]
Slika 9. Tipični planovi pokrivanja područja 802.11n sistema [16]
hodnim 802.11 sistemima, nisu od velike koristi za predviđanje i karakterizaciju performansi sistema u 802.11n
mrežama. Novi alati za planiranje moraju da uzmu u obzir i karakteristike višestruke refleksije signala [17]. Signali se odbijaju od objekata različitih geometrijskih strukutura (orman, zid, prozor, vrata i slično) koji su načinjeni od različitih materijala (beton, staklo, metal, drvo). To znači da bi alati za projektovanje trebalo da barataju sa trodimenzionalnim planom prostora u kojem su naznačene karakteristike svakog objekta i trebalo bi da imaju mogućnost da kombinuju efekte višestrukih MIMO prostornih tokova i RSSI. Kada se želi omogućiti podrška 802.11b/g klijentima i istovremeno implementirati 802.11n sistem koji radi u opsegu od 5 GHz, ne postoji lagan način da se ubaci nova 802.11n AP tačka, a da to ne uzrokuje interferenciju. Vrlo je verovatno da postavljanje nove AP tačke na mesto stare AP tačke neće dati adekvatne rezultate, bar ne dok se snaga emitovanih signala ne podesi u skladu sa prostorom u kojem AP tačka funkcioniše. Projektovanje 802.11n mreža može se pojednostaviti korišćenjem alata za planiranje koji su specijalno projektovani za
802.11n mreže. Ti alati obično mogu da prikažu rezultate na mapama koje se nazivaju RF heat-map (Slika 10.), a da bi se te mape dobile koriste se algoritmi koji se baziraju na detaljnim RF karakteristikama AP tačaka koje se primenjuju. Heat-mape koriste različite boje za prikaz različitih vrednosti snage signala ili SNR vrednosti.
2.7 802.11n mesh arhitektura Mesh tehnologija omogućava bežično povezivanje AP tačaka i na taj način omogućava proširivanje područja pokrivanja. Naročito je korisna u slučaju kada u spoljašnoj sredini nije lako ostvariti žično povezivanje AP tačaka na jezgro mreže [10]. AP tačke koje mogu da rade u dual-radio režimu omogućavaju konfiguraciju koja koristi jedan radio-opseg za pristup WLAN korisnika, a drugi za povezivanje AP tačaka. U prethodnim 802.11a/b/g tehnologijama, uobičajeno je bilo da se 802.11a standard koristi za povezivanje WLAN mreža, gde je između njih bilo moguće ostvariti brzinu od 54 Mbit/s. Sa pojavom 802.11n sistema, ova brzina se povećava na 300 Mbit/s i više, a to znači da je AP tačkama na raspolaganju brzina veća od Fast Etherneta. TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
73
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Neophodno je napomenuti da, prilikom prelaska za žičnog na bežično povezivanje, nije dovoljno razmatriti samo brzinu prenosa. Uobičajeno je da se LAN mreže segmentiraju korišćenjem tehnike virtuelnog LAN-a, VLAN (Virtual LAN), gde su u svakom VLAN-u ustanovljavaju posebni zahtevi za sigurnost i kvalitet servisa. Da bi se žična veza zamenila bežičnom, mesh AP tačka mora omogućavati forminanje VLAN veza sa sopstvenim zahtevima i mora podržavati sigurnosni protokol WPA2 (Wi-Fi Protected Access version 2) na bežičnom linku. Elastičnost (resiliency) mesh tehnologije je još jedan aspekt koji treba razmotriti. Svaka fizička promena u sredini može značajno da utiče na RF performanse sistema. Recimo, pomeranje kutija, kontejnera, gajbi u nekom skladištu može privremeno da degradira radio link između dve AP tačke. Zbog toga, mesh AP tačke bi morale da poseduju više redunantnih veza ka drugim AP tačkama i morale bi posedovati mogućnost dinamičkog oporavka u zavisnosti od uslova u sredini. Ukoliko se AP tačka pravilno konfiguriše, 802.11n mesh arhitektura omogućava smanjivanje broja AP tačaka koje se žično povezuju i na taj način može da dovede do ušteda prilikom kabliranja, a istovremeno omogućava visoke performanse mreže.
3 gigABiTnA BUDUĆnoST wlAn MREŽA: 802.11AC i 802.11AD S obzirom na to da je usvojena konačna verzija 802.11n standarda, a da i dalje rastu zahtevi korisnika i novih aplikacija, sve više se razmišlja o bežičnim tehnologijama koje bi trebalo 74
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Slika 11. Dostupnost frekvencijskog spektra u opsegu od 60 GHz po regionima
da omoguće brzine veće od 1 Gbit/s. U cilju ostvarivanja ovih brzina IEEE je oformio dve nove radne grupe [19]: • 8 02.11ac – ova grupa razvija standard koji treba da omogući brzine od 1 Gbit/s korišćenjem frekvencija koje su ispod 6 GHz, a to znači 2,4 GHz, 5 GHz, a možda će se koristiti i frekvencije oko 900 MHz. • 802.11ad – ova grupa razvija standard koji treba da omogući brzine od 7 Gbit/s korišćenjem frekvencija u opsegu od 60 GHz, ISM (Industrial, Scientific and Medical) opsegu za koji nije potrebna licenca (Slika 11.). Pored ovih IEEE radnih grupa, formirana je i WiGig alijansa (Wireless Gigabit Alliance), organizacija koja okuplja preko 40 kompanija koje imaju interes u proizvodnji i implementaciji bežičnih sistema (npr. Atheros, Broadcom, Intel, AMD, Cisco, Microsoft, Nokia, Samsung, Panasonic i druge). Ova organizacija je razvila specifikaciju koja omogućava gigabitne bežične veze korišćenjem opsega od 60 GHz, slično kao i 802.11ad.
3.1 802.11ac IEEE 802.11ac je jedan iz serije 802.11 standarda koji bi trebalo da omogući velike protoke korišćenjem frekvencija ispod 6 GHz. Najverovatnije će koristiti frekvencijski opseg od 5 GHz. Teoretski, ova 802.11ac specifikacija bi trebalo da omogući WLAN protok od najmanje 1 Gbit/s, dok bi protok po jednom linku trebalo da bude najmanje 500 Mbit/s. U januaru 2011. godine, usvojena je prva 802.11ac verzija (Initial Technical Specification Draft 0.1). Neke prognoze kažu da će ovaj standard svoju konačnu formu dobiti na kraju 2012, a da će biti ratifikovan na kraju 2013. godine. Pored ovoga, neke druge prognoze govore da će 2015. godine 802.11ac uređaji biti uveliko na tržištu i da će ih biti oko jedne milijarde. Prognoziranje koje se odnosi na razvoj nekih novih tehnologija i njihovo usvajanje je generalno nezahvalno. Recimo, za usvajanje 802.11n standarda trebalo je da prođe 7 godina. Zbog toga i u slučaju prognoziranja koja se odnose na Gigabit WLAN treba biti obazriv. Velike brzine koje proklamuje, 802.11ac će ostvarivati unapređiva-
Dejan nemec STAnDARD 802.11n - ii deo: implementacija i budućnost Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 66-78
njem tehnika koje su se koristile u 802.11n standardu: • P roširivanje kanala na 80 i 160 MHz – 802.11n može da koristi kanale širine 20 i 40 MHz, dok će 802.11ac moći da koristi i kanale širine 80 i 160 MHz, s tim što će podrška kanalu od 80 MHz biti obavezna za mobilne stanice, dok će podrška kanalu od 160 MHz biti opciona. Pretpostavka je da će se retko koristiti kanali širine 160 MHz, jer će u opsegu od 5 GHz biti moguće ostvariti samo dva takva kanala, što predstavlja problem identičan onom kada 802.11n koristi kanal širine 40 MHz u opsegu od 2,4 GHz. • Uvođenje više MIMO prostornih tokova (spatial stream) – 802.11n podržava do 4 prostorna toka, a 802.11ac će podržavati do 8. • Korišćenje tehnike MU-MIMO (Multi-User MIMO) – Ova tehnika podrazumeva da postoji više nezavisnih MIMO uređaja [20]. Može se posmatrati kao proširenje koncepta SDMA (Space Divison Multiple Access) (gde su različiti tokovi prostorno razdvojeni), koji omogućava uređajima da istovremeno šalju (ili primaju) signale ka (ili od) više korisnika u istom frekvencijskom opsegu (Slika 12.). Slika 13, u cilju generalizacije, prikazuje razne MIMO konfiguracije. MU-MIMO se može podeliti na dve kategorije: - MIMO BC (MIMO Broadcast Channels) – slučaj kada jedan predajnik šalje signale većem broju prijemnika. - MIMO MAC (MIMO Multiple Access Channels) – slučaj kada više predajnika šalje signale ka jednom prijemniku. • Korišćenjem modulacionih tehni-
ka sa većim brojem modulacionih simbola (high-density modulation) – za razliku od 64-QAM sa maksimalnom kodnom brzinom 5/6 koja se koristila u 802.11n, 802.11ac koristi 256-QAM sa kodnim brzinama 3/4 i 5/6. Tehnološki napredak u proizvodnji komponenata i procesorskoj snazi omogućava korišćenje osetljivijih tehnika kodovanja koje zavise od finijeg razlikovanja primljenog signala kao i od agresiv-
nijih kodova za ispravljanje grešaka koji koriste manje bita za proveru za istu količinu podataka. • Modifi kacija MAC nivoa – ova modifikacija se mora izvrštiti kako bi se podržale gorepomenute izmene. Sa ovim izmenama 802.11ac može da podrži nekoliko novih scenarija povezivanja i konfiguracija, kao što je npr. istovremeno slanje video sadržaja visoke rezolucije ka više korisnika u jednom objektu, brza
Slika 12. MU-MIMO konfiguracija
Slika 13. Različite MIMO konfiguracije
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
75
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
sinhronizacija i backup velikih dokumenata i slično. Neke dodatne karakteristike 802.11ac tehnologije jesu sledeće: • 8 02.11ac će omogućiti podršku i 802.11n klijenata, slično kao što su to radile i sve ostale 802.11 tehnologije sa prethodnim tehnologijama. • Kašnjenje signala u 802.11ac će biti manje. • Usmeravanje predajnog snopa (beamforming) će biti unapređeno tako da se lako može ostvariti između AP tačke i stanica različitih proizvođača. • 802.11ac će podržati veći broj korisnika. • S obzirom na to da će biti omogućene veće brzine prenosa, stanice će brže moći da ulaze u neaktivan režim rada i na taj način će moći da štede energiju. • D omet 802.11ac i 802.11n je sličan. • 802.11ac obezbeđuje veoma veliki protok i zato se nekada naziva i VHT (Very High Throughput). • 802.11ac je podoban za kućne digitalne aplikacije kao što je televizija visoke rezolucije, HDTV. Recimo da istovremeno može da prenosi 3 HD video signala.
treba da omogući veoma brzu komunikaciju u okviru prostorije. 802.11ad standard se bazira na WiGig specifikaciji i omogućiće kompatibilnost sa prethodnim 802.11 tehnologijama.
3.3 wigig Formiranje WiGig alijanse je objavljeno u maju 2009. godine (Slika 14.), dok je prva verzija specifikacije 1.0 koja omogućava brzine do 7 Gbit/s korišćenjem opsega od 60 GHz objavljena u decembru 2009. godine [21]. U junu 2011. godine, WiGig je usvojila verziju specifikacije 1.1 koja je spremna za sertifikaciju.
Slika 14. WiGig logo
WiGig specifikacija se bazira na postojećim 802.11 standardima i omogućava postojanje tri-band radio uređaja, odnosno jedan uređaj će moći da radi u tri opsega (2,4 GHz, 5 GHz i 60 GHz, Slika 15.).
3.2 802.11ad IEEE 802.11ad radna grupa razvija standard koji će omogućiti brzinu prenosa podataka od 7 Gbit/s. Ove brzine će biti omogućene upotrebom signala visokih frekvencija, u opsegu od 60 GHz. Ovaj frekvencijski opseg se naziva milimetarski opseg, s obzirom na talasnu dužinu signala. Domet signala ograničen je frekvencijom i biće do 10 metara. 802.11ad 76
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Slika 15. WiGig arhitektura omogućava tri-band komunikacije
WiGig je namenjen za razne potrebe brzog prenosa podataka unutar jedne
prostorije, kao što su, recimo, povezivanje TV-a ili displeja na izvor video sadržaja, sinhronizacija i prenos datoteka između računara i ručnih uređaja, brzi backup podataka i slično. WiGig specifikacija definiše fizički nivo (PHY) i nivo voda podataka (MAC) koji se baziraju na 802.11 standardu. Osnovne karakteristike WiGig specifikacija PHY i MAC nivoa jesu sledeće: • P odrška brzinama prenosa podataka do 7 Gbit/s. • MAC nivo je nadogradnja 802.11 MAC nivoa, s tim što je obezbeđena kompatibilnost sa 802.11 standardima. • PHY nivo koristi frekvencije iz 60 GHz opsega, omogućava postojanje uređaja male snage i visokih performansi i garantuje interoperabilnost. Definisana su 4 kanala, svaki širine 2,16 GHz (što je daleko više od maksimalne širine od 160 MHz definisane u 802.11ac). Specifikacija podržava dva tipa modulacije: - OFDM (Orthogonal frequencydivision multiplexing) – podržava komunikaciju na većoj udaljenosti, sa većom disperzijom kašnjenja (delay spread), obezbeđujući veću fleksibilnost pri izbegavanju prepreka i refleksije signala. OFDM omogućava i najveće brzine do 7 Gbit/s. - SC (Single Carrier), modulacija sa jednim nosiocem – ova modulacija obezbeđuje manju potrošnju energije i pogodna je za male ručne uređaje. SC podržava brzine do 4,6 Gbit/s. • R azvijeni su nivoi za adaptaciju protokola, PAL (Protocol Adap-
Dejan Nemec STANDARD 802.11n - II deo: Implementacija i budućnost Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina V, str. 66-78
tion Layer), u cilju podrške specifičnih interfejsa sistema, uključujući magistrale podataka za PC periferiju i interfejse displeja za HDTV, monitore i projektore. Definisani su sledeći PAL nivoi: - A/V (Audio-Visual) – omogućava prenos audio i video podataka. Na primer, može se koristiti za prenos filma sa računara ili video kamere na TV ili projektor. Podržava bežičnu implementaciju HDMI (HighDefinition Multimedia Interface) i DisplayPort interfejsa i HDCP (High-Definition Multimedia Interface) mehanizam za zaštitu saobraćaja koji se prenose preko ovih interfejsa. Podržava prenos komprimovanog i nekomprimovanog saobraćaja. - I/O (Input-Output) – definiše bežičnu implementaciju računarskih interfejsa koji su u širokoj primeni u opsegu od 60 GHz. Postoje definicije za USB (Universal Serial Bus) i PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). USB se koristi za vezu eksternih uređaja sa računarom, a USB PAL omogućava bežično povezivanje USB uređaja. PCIe se koristi za interno povezivanje procesora i memorije na I/O kontrolere. • Podrška beamformingu omogućava robustnu komunikaciju i na daljini većoj od 10 metara. Snopovi se mogu podešavati u okviru područja pokrivanja modifikaci-
jom faze signala i pojedinačnih elemenata antene (phase array anntena beamforming). • Unapređeno je upravljanje sigurnošću – WiGig specifikacija koristi GCM (Galois/Counter Mode), veoma efikasan režim projektovan da podrži komunikacije na brzinama većim od 10 Gbit/s i obezbeđuje veoma snažan mehanizam kriptovanja koji je baziran na AES (Advanced Encryption Standard) standardu. Ovaj mehanizam se može implementirati hardverski što značajno utiče na njegovu efikasnost. • Unapređeno je upravljanje snagom WiGig uređaja – WiGig uređaji mogu da koriste novi režim raspoređivanja pristupa u cilju smanjivanja potrošnje energije. Dva uređaja koji direktno komuniciraju mogu da ustanove periode tokom kojih će se vršiti razmena podataka, a između tih perioda mogu da pređu u neaktivno stanje. S obzirom da se radi o veoma visokim frekvencijama gde signal brzo slabi sa rastojanjem, WiGig uređaji će biti malog dometa, reda 10 metara. Komunikacija između dva WiGig uređaja će započinjati usklađivanjem parametara signala, što će trajati neko vreme. Komunikacija u ovom opsegu je vrlo osetljiva na izmene u fizičkoj sredini, i zbog toga osnovni problem WiGig specifikacije jeste mobilnost korisnika, odnosno promena sredine (npr. neko se kreće u prostoriji), mada
WiGig tvrdi da to ne bi trebalo da bude problem, jer bi uspostava nove komunikacione putanje trebalo brzo da se izvrši (npr. uspostavljanje veze sa reflektovanim signalom).
4. Zaključak Razvoj sve zahtevnijih aplikacija koje se koriste u računarskim mrežama i potreba za svuda prisutnim servisom uslovila je razvoj novih tehnologija bežičnih računarskih mreža. Implementacija 802.11n standarda kao nadogradnja prethodnih standarda za bežično povezivanje zahteva rešavanje nekih problema koji nastaju težnjom da u nekim sredinama istovremeno funkcionišu dve slične tehnologije koje koriste iste frekvencijske opsege. Pored toga javljaju se i problemi povezivanja bežičnih korisnika na jezgro mreže i Internet velikim brzinama. U tom smislu se mora vršiti i nadogradnja fiksnog dela računarskih mreža. S obzirom na to da već danas postoji potreba da se sve više uređaja poveže međusobno i da se ostvari njihovo povezivanje na Internet u cilju pristupa multimedijalnim sadržajima, koji u pogledu brzine prenosa podataka mogu biti veoma zahtevni (HDTV), trenutno se razvijaju standardi koji treba da omoguće bežični prenos podataka brzinama od 1 Gbit/s do 7 Gbit/s. Budućnost će pokazati da li će to biti dovoljno ili će se javiti potreba za brzina od više desetina Gbit/s ili Tbit/s.
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
77
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
Literatura [1] Dejan Nemec, “Standard 802.11n – I deo: razvoj, karakteristike i unapređenja koje donosi”, Telekomunikacije, No 8, novembar 2011, Beograd, pp. 34-43. [2] IEEE Standard for Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific requirements, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Amendment 5: Enhancements for Higher Throughput, IEEE 802.11n-2009, 29 October 2009. [3] Practical Considerations for Deploying 802.11n, White Paper, Siemens, February 2008. [4] Deployment Strategies for 802.11n: Key Considerations for the Next Generation of Wireless Networking, White Paper, Brocade Communications Systems, 2009. [5] 802.11n: The Next Generation of Wireless Performance, White Paper, Cisco Systems, Inc, 2007. [6] The Network Impact of 802.11n, White Paper, Aerohive Networks, 2010. [7] http://www.aerohiveworks.com/HiveAP-340.asp, March 2012. [8] http://www.ciscocentral.com.au/WLAN-Controllers.htm, March 2012. [9] http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/modules/ps2797/ps6730/product_data_sheet0900aecd80364432.html, March 2012. [10] Jim Geier: Designing and Deploying 802.11n Wireless Networks, Cisco Press, 2010. [11] http://www.directindustry.com/prod/comtrol-corporation/industrial-power-over-ethernet-poe-switches-41109-505614.html, March 2012. [12] http://www.tootoo.com/show/pro_photo.php?pid=1043583, March 2012. [13] http://www.it2inter.com/product/product_detail.php?productid=product-0911280118150876, March 2012. [14] http://www.roc-noc.com/product.php?productid=249, March 2012. [15] http://www.fiberoptics4sale.com/wordpress/what-is-power-over-ethernet-poe/, March 2012. [16] Wireless Without Compromise: Delivering the promise of IEEE 802.11n, White Paper, Meru Networks, 2008. [17] 802.11n Demystified, Tutorial, Xirrus, 2008. [18] http://crhoma.org/blogue/archives/category/wlan/page/2, March 2012. [19] What to Expect from Gigabit Wireless LAN, E-Guide, SearchNetworking.com, Sponsored by Aerohive Networks, June 2011. [20] http://en.wikipedia.org/wiki/Multi-user_MIMO, March 2012. [21] Defining the Future of Multi-Gigabit Wireless Communications, White Paper, WiGig, July 2010.
Autori Dejan Nemec je rođen u Kikindi 1972. godine. Od 1976. živi u Novom Sadu. Diplomirao je 1998. na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu. Stručni naziv Specijalista za savremene komunikacione tehnologije iz oblasti elektrotehnike i računarstva je stekao 2009. godine na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu. Od 1999. godine do danas radi na Fakultetu tehničkih nauka, na Katedri za telekomunikacije i obradu signala, prvo kao stručni saradnik, a sada kao predavač strukovnih studija. Koordinator je serije kurseva „NKT – Napredne komunikacione tehnologije“, koje Katedra za telekomunikacije i obradu signala organizuje za potrebe privrede. Autor je nekoliko kurseva iz NKT serije. Objavio je više radova na domaćim naučnim skupovima i u domaćim časopisima. Član je IEEE.
78
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
o RATEl-u Republička agencija za elektronske komunikacije (RATEL) je nezavisno regulatorno telo koje vrši javna ovlašćenja u cilju efikasnog sprovođenja utvrđene politike u oblasti elektronskih komunikacija, podsticanja konkurencije elektronskih komunikacionih mreža i usluga, unapređivanja njihovog kapaciteta, odnosno kvaliteta, doprinosa razvoju tržišta elektronskih komunikacija i zaštite interesa korisnika elektronskih komunikacija. Uloga RATEL-a je da, kao nacionalno regulatorno telo Republike Srbije za oblast telekomunikacija, odnosno elektronskih komunikacija, omogući uspešno sprovođenje procesa liberalizacije u sektoru telekomunikacija, zaštite prava korisnika telekomunikacionih usluga, upravljanja i kontrole radio-frekvencijskog spektra kao ograničenog resursa od nacionalnog značaja, kao i harmonizaciju zakonodavstva sa pravnim okvirom Evropske unije. Prema Zakonu o elektronskim komunikacijama, RATEL ima sledeće nadležnosti u regulisanju telekomunikacionog tržišta: • odlučivanje o pravima i obavezama operatora i korisnika • donošenje pravilnika, odluka i drugih akata iz nadležnosti Agencije • utvrđivanje radio-koridora i dimenzija zaštitne zone • planiranje upotrebe radio-frekvencija • dodeljivanje radio-frekvencije na osnovu plana namene i planova raspodele • koordiniracija korišćenja radio-frekvencija • izdavanje dozvola za korišćenje radio-frekvencija • kontrola radio-frekvencijskog spektra, utvrđivanje štetnih smetnji i preduzimanje mera za njihovo otklanjanje • provera ispunjenja obaveza operatora u vezi sa međupovezivanjem, pristupom i obezbeđivanjem interoperabilnosti mreža i usluga • univerzalni servis • analiza relevantnih tržišta • provera cena operatora sa značajnom tržišnom snagom na osnovu metodologije troškovnog računovodstva • standardne ponude za međupovezivanje i pristup lokalnoj petlji
višnjićeva 8, 11000 Beograd, Republika Srbija kontakt centar i faks: 011 3242 673 e-pošta: ratel@ratel.rs
• obim i sadržaj osnovnog skupa iznajmljenih linija • izbor i predizbor operatora • upravljanje planom numeracije i donošenje predloga Plana namene i planova raspodele • kontrola propisanih parametara kvaliteta javno dostupnih usluga • saglasnost za uvoz
osnovni principi rada Agencije su zakonitost, stručnost, objektivnost i transparentnost. RATEL se trudi da pravovremeno ostvari svoju osnovnu ulogu, da u okviru svoje nadležnosti obezbedi nesmetan razvoj telekomunikacionog tržišta u Republici Srbiji, tako da budu ostvareni sledeći regulatorni uslovi: • stvaranje slobodnog i otvorenog tržišta, uz garantovanje ravnopravnog položaja svih učesnika, • usmeravanje delovanja svih učesnika na telekomunikacionom tržištu ka stvaranju uslova za razvoj informacionog društva, • stavljanje interesa korisnika telekomunikacionih usluga u prvi plan, • racionalno i efi kasno korišćenje svih ograničenih resursa, • harmonizacija propisa, standarda, tehničkih normi i prakse sa odgovarajućom regulativom EU. Imajući u vidu trenutno stanje na tržištu telekomunikacija u Republici Srbiji, uočene tendencije i probleme u poslovanju operatora i potrebe korisnika, RATEL će u predstojećem periodu, kroz svoje aktivnosti posebnu pažnju usmeriti na sledeće teme: • efi kasno korišćenje postojeće telekomunikacione infrastrukture, kao i nastavak investicija u njen razvoj i modernizaciju, • stvaranje uslova za ubrzani razvoj širokopojasnog pristupa i primenu Interneta, • efi kasno korišćenje frekvencijskog spektra i prelazak na digitalno emitovanje, • liberalizaciju tržišta i zaštitu konkurencije u oblasti telekomunikacija.
Marko Parezanović* Vlada Republike Srbije
The importance and role of social networks in the Political Overturn ABSTRACT The importance and the role of social networks in political overturns which happened in 2011 in Africa and the Middle East, the repercussions of which are expected in 2012 also, different actors exercising these activities, their essence and scope, have motivated us to attempt to valorize, through research and in a critical way, the social networks in the political overturns context. We note that the social networks problem has motivated us also as an indicator of progressive society development, which is why we have strived to indicate all the advantages, but also the deficiencies arising from this form of communication, which may reflect on compatible functionality and protection of modern state’s constitutional order. In that sense, it is necessary to underline that the theoretical study of the social networks’ importance and role in political overturns is a multidisciplinary exercise, because the problems from a number of scientific fields overlap, such as sociology, political sciences, information technologies etc. For this reason, the goals of this exercise are multiple and notably contained in the need for a more detailed analysis of the social networks phenomenon, as a modern unconventional weapon used to overthrow governments, which at the global level certainly contributes also to forming of new trends in particularly complex and tense international relations.
Key words
80
* alfa2020@yahoo.com
Social networks, Internet, political overturn, power, democracy
Marko Parezanović* Vlada Republike Srbije
Značaj i uloga društvenih mreža u političkom prevratu SADRŽAJ Značaj i uloga društvenih mreža u političkim prevratima, koji su se tokom 2011. godine realizovali na području Afrike i Bliskog istoka, i čije se reperkusije očekuju i u 2012. godini, različiti nosioci ovih aktivnosti i njihova suština i dometi, motivisali su našu pažnju da učinimo pokušaj istraživačko-kritičke valorizacije društvenih mreža u kontekstu političkih prevrata. Napominjemo da nas je problem društvenih mreža motivisao i kao indikator progresivnog razvoja društva, zbog čega smo nastojali da ukažemo i na sve prednosti, ali i na nedostatke koji proizilaze iz ovog vida komunikacija, što se može odraziti na kompatibilnu funkcionalnost i zaštitu ustavnog poretka savremene države. U tom smislu, neophodno je naglasiti da je teorijsko izučavanje značaja i uloge društvenih mreža u političkom prevratu multidisciplinarno, jer se prepliću problematike iz više naučnih oblasti, poput sociologije, političkih nauka, informacionih tehnologija itd. Iz navedenih razloga, ciljevi ovog rada su višestruki i prevashodno su sadržani u potrebi detaljnije analize fenomena društvenih mreža, kao savremenog nekonvencionalnog oružja za svrgavanje vlada, što na globalnom planu doprinosi i formiranju novih trendova u izrazito složenim i zategnutim međunarodnim odnosima.
Ključne reči
* alfa2020@yahoo.com
Društvene mreže, internet, politički prevrat, vlast, demokratija
81
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
1. Uvod U današnje vreme društvene mreže predstavljaju nesumnjivo bitan faktor u značajnom delu ljudskog ponašanja i komuniciranja. Mogućnosti društvenih mreža su vrlo velike, ali one nisu svemoguće, jer njihova vrednost ne dolazi sama po sebi, nego tek u kontaktu sa ljudskim faktorom. Taj kontakt sa ljudskim faktorom možemo usmeravati u više pravaca, stvarajući pogodan socijalni ambijent za različite oblike prevratničkog delovanja. U tom smislu, očito je da današnje složene političke, ekonomske i bezbednosne okolnosti dodatno komplikuju funkcionisanje celokupne ljudske zajednice, zbog čega se kroz stalnu borbu za dominaciju, pribegava najrazličitijim metodama ostvarivanja superiornosti, u šta spadaju i društvene mreže. Te mreže stvaraju plodno tle za brojne manipulacije i zloupotrebe, čak i one najstrašnije. S druge strane, politički prevrat predstavlja iznenadnu promenu u društvenim odnosima, pre svega u sferi politike. Ta nagla promena se najčešće može ispoljiti političkim udarom, državnim udarom, pučem ili revolucijom. Iako pobrojani politički fenomeni u svom biću sadrže dosta sličnosti, radi se o posebnim političkim pojavama, koje se manifestuju i realizuju na različite načine. Talas revolucija koji je nedavno zahvatio afrički kontinent upozorava nas da su društvene mreže dobile na posebnom značaju, čime su duboko ušle u sferu globalne politike i bezbednosti. Iako su granice društvenih mreža determinisane ljudskim faktorom, „arapsko proleće“ je doprinelo da se Facebook i Twitter uvrste u moćan mehanizam prevratničkog delovanja, čime su te virtuelne zajednice, uslovno rečeno, u jednom segmentu 82
1
zapravo postale moćnije nego potencijali najsavremenijih armija. To što se dogodilo na afričkom kontinentu, korišćenjem konvencionalnih metoda pritisaka, moglo je trajati više godina sa neizvesnim ishodom za uspeh prevratničke akcije. Društvene mreže su posredstvom interneta dostupne u celom svetu. Ako internet trenutno koristi preko dve milijarde stanovnika planete, sasvim je logično da meridijani i paralele ne predstavljaju nikakvu prepreku za nesmetanu komunikaciju.1 Danas je dovoljno posedovati računar ili savremeniji mobilni telefonski aparat da bi se pristupalo društvenim mrežama i razmenjivali podaci, obavljala kompletna komunikacija i tome slično. Upravo u tome i leži nesaglediv potencijal društvenih mreža, koji jednim političkim subjektima mogu doneti dobro, drugima pak zlo, ali su te mreže u svakom slučaju otvorile jedan novi pravac, može se reći i epohu, u sveukupnim društvenim odnosima.
2. Politički prevrat posmatran kroz prizmu demokratije i autoriteta Politički prevrati su zona zabranjenog delovanja u gotovo svim svetskim zakonodavstvima, a pripremne radnje za njihovo izvođenje su kažnjive. Izbori su rodni proces vlasti, a demokratski odnosi u društvu omogućuju one oblike političke borbe, koji su prihvatljivi i za vlast i za opoziciju. Manje više sve demokratije u savremenom društvu, nastoje da demonstriraju da se vlast sprovodi u korist najširih slojeva društva, negde su to na primer mase, negde narod, negde nacija. Pitanje demokra-
tije u svakoj istorijskoj situaciji, svakoj istorijskoj etapi društvenog razvoja, pa shodno tome i u konkretnim društvima, postavlja iznova, a često i na nov način, one društvene sile koje su u stanju da izbruse sve neophodne elemente za razvoj demokratije u društvu i njegovim konkretnim oblicima. One imaju šansu da ostave pečat možda trenutno, ali možda i trajno, na kvalitet i otvaranje perspektive za istorijski razvoj društva. Demokratija je, po našem mišljenju, datost i zadatost, što će reći da se datost demokratije, njeni konkretni oblici i sadržaji, njeni društveni akteri, ne mogu uzimati kao završeni i savršeni akteri demokratije, nego se u njima stalno otkrivaju one društvene energije i oni društveni akteri koji iz datosti prelaze u zadatost. To će reći da su to ona stanja demokratskih društvenih odnosa, koja su sve bliže humanističkim sadržajima ljudskih potreba, čovekovom razotuđenju od svih sila koje nad njim vladaju i onim prostorima slobode u kojima se čovek kao individua oseća čovekom u punom smislu, komunikaciju sa drugim ljudima oseća kao zajednicu u kojoj svi stvaraju i u kojoj svi to stanje društva razumeju kao istinsku ljudsku zajednicu. Demokratija kao takva se ne može uzimati kao beskonfliktno društveno stanje. Ali ono što je bitno za demokratiju jeste da ona ima tako otvoren sistem za razrešavanje konflikata u smislu slobodne ljudske zajednice. Međutim, to ne znači da odnosi snaga u demokratiji nekim automatizmom vode u tu slobodnu zajednicu, kako smo je definisali, već je ona satkana od niza padova i uspona, od niza pobedonosnih stanja, ali i razočarenja i rasipanja ljudskih energija. Demokratija se obezbeđuje i identifikacijom najširih slojeva građana sa institucijama, akcijama i dobrobitnim delovanjem konkretnog savremenog društva.
Statistička analiza je do 31.03.2011. godine ustanovila da ukupno ima 2095006005 internet korisnika, vidi opširnije: http://www.internetworldstats.com/stats.htm;
Marko Parezanović Značaj i uloga društvenih mreža u političkom prevratu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 80-91
Neophodno je naglasiti i da ljudi ne vole političke prevrate, jer oni uvek sa sobom donose bezvlašće, revanšizam, brojne rizike i neizvesnosti. Međutim, ljudi političke prevrate nekada mogu doživljavati i kao jedini put ka slobodi, ka energiji koja proističe iz progresivnog prevratničkog procesa i koja čoveku donosi blagostanje, humanitet, jednom rečju srećan život. U stvari, to je onaj motiv ljudske akcije, koji se bazira na stvaranju realnih uslova da čovek vlada sopstvenim životom, ne ugrožavajući slobodu drugog čoveka. Delanje vlasti može mnogo više od delanja pojedinca da ugrozi materijalnu moć i moralnost društva, i da tako izazove najveću nesigurnost i društva i pojedinca. Valjda zato i danas možemo sresti ljude koji su uvek protivni vlasti i odnose se prema njoj kao prema opasnom otrovu – uglavnom oprezno i protivno.2 Opšte je poznato da je prevratničko delovanje u prošlosti bilo mnogo teže promovisati u regionalnim i međunarodnim okvirima, nego danas. U današnje vreme, i prilog o najobičnijem, pa čak minornom protestu, sa par desetina učesnika, može obići svet, ukoliko u sebi sadrži određenu političku poruku. Dovoljno je da jedan od aktera sačini video zapis, najobičnijim telefonskim aparatom sa integrisanom kamerom, i takav snimak pošalje na internet ili zainteresovanim medijskim kućama, koje će ga kasnije, zbog specifičnosti ili prirode upućenih poruka, u određenim slučajevima reemitovati čak i kao udarnu vest. Takav modalitet prenošenja informacija daje odlične rezultate kada se potencira ugroženost ljudskih prava i sloboda u određenoj zemlji, a samim tim i povećava gledanost, što je jedan od osnovnih principa funkcionisanja medijskih kuća.
2 3
Svakako, mogućnost manipulacija je velika, ogroman je manevarski prostor da određeni događaj, posle intervencije stručnjaka iz oblasti medijske, odnosno informativne industrije, dobije sasvim drugu konotaciju od realne. Ovde se svakako radi o uticaju na svest i sistem vrednosti. Konkretne oblasti ljudske egzistencije su najpodložnije uticajima koji se ostvaruju putem glasina, zatim putem elektronskih medija i drugih sredstava masovnih komunikacija, kao i putem razvijenih postupaka plasiranja sistema vrednosti društva ili države, koje se žele nametnuti ili, sistematski doziranim akcijama, učvrstiti od strane populacije (naroda, države) kojoj je to namenjeno. Bezbroj je primera da pojedinci ili grupe afirmišu određeni sistem vrednosti, kome nastoje da daju oblik opštosti. To se dugoročno planira i najčešće se prepušta spontanitetu pojedinih grupa, koje vrše „generacijsku destrukciju“ u različitim sferama društvenog života, pa između ostalog i težnjama za legalizacijom devijantnih oblika ponašanja. Istovremeno, valja ukazati na pojavu apsolutne negacije autoriteta u društvu, što u samoj stvari može predstavljati predvorje haosa. Mi smatramo da su demokratski izvori autoriteta u društvu nužni, da je oktroisani autoritet ozbiljna anomalija savremenog demokratskog društva, ali isto tako da je destrukcija demokratskih izvora autoriteta velika opasnost ili, kako smo napomenuli predvorje haosa. U tom predvorju haosa stiču se uslovi za „neku akciju“. Kakva će ta akcija biti zavisi od odnosa snaga koje ugrožavaju ustavni poredak, bilo da su one spoljašnje snage, unutrašnje snage ili komplot unutrašnjih i spoljašnjih činilaca. Minimalizacija i omalovažavanje ustavom utvrđenih funkcija, ako je reč o demokratskom ustavu, takođe je oblik puzajućeg prevrata. On nije nepoznani-
Jovan Marjanović, Političke stranke i moderna država, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd, 1999, str. 102; ljubomir Tadić, Tradicija, legitimnost i revolucija, Službeni glasnik, Beograd, 2007, str. 211;
ca u političkoj istoriji i često je jedan od karakteristika opozicionih društvenih snaga. Pri tome, potrebno je imati u vidu da zaštita ustavnog poretka pretpostavlja i zaštitu opozicionih snaga kao dela savremenog društva i njegove demokratske prirode. Iz navedenih razloga, odbrambeni mehanizmi zaštite ustavnog poretka moraju imati razvijen osećaj u procesu saznanja „puzajućeg haosa“ koji stvara dobar socijalni ambijent za moguće snage ugrožavanja ustavnog poretka i opozicionog delovanja kao oblika demokratske organizacije društva. Zato je ukidanje autoriteta jednako ukidanju vlade, koja ga konkretizuje. Ukidanje autoriteta, načelno, znači ukidanje monopola moći i uticaja ili stanja stvari u kome je društvena snaga (snaga svih) u funkciji demokratske artikulacije opšteg interesa, a ne realizacije interesa malog broja pojedinaca.3 Istorijski gledano, politički prevrati su uvek bili delo socijalnih slojeva i klasa, ma koliko u njima bila velika predvodnička uloga političkih stranaka. Zbog toga, politički prevrati danas, bez obzira kako se političke stranke njima „zanosile“, mogu uspeti samo ako su se za njih opredelile snage od čije volje i vere zavise. Današnje pobune, protesti i drugi oblici građanske neposlušnosti po svemu sudeći zamenjuju revolucije, ali samo zamenjuju. Danas je teško izvesti prevrat protiv savremenih, autoritarnih vlada, a iz uspešnih i učestalih građanskih protesta i masovne neposlušnosti rizično je izvoditi ma kakve veće poduhvate, odnosno pripremati revolucije. Osim toga, političke stranke su se danas toliko izveštile u političkom lukavstvu, da kada dođu na vlast u mnogim slučajevima od opozicije prave sebi rezervnu alternativu i preko nje amortizuju opa83
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
snosti i osiguravaju bezbolan odlazak sa vlasti, što uvek otvara nadu za neki povratak.4
3. Povoljni uslovi za realizovanje političkih prevrata Političkim prevratima kao oblicima nelegalnog ostvarivanja vrhovne vlasti, nejčešće prethode dugotrajne političke, vojne, ekonomske ili socijalne protivrečnosti u određenoj zemlji, koje vremenom dobijaju na obimu i intenzitetu. Društvene mreže ne deluju same po sebi. Nije dovoljno da se posredstvom društvenih mreža poziva na prevrat, a da pri tome nisu ispunjeni povoljni uslovi za njegovo realizovanje. Shodno tome, mogući uzroci pojave političkog nasilja, koje svakako može dobiti na svom intenzitetu i povoljno uticati na stvaranje pogodnih uslova za izvođenje političkog prevrata su: 1. oštra suprostavljenost, nedovoljnost ostvarivanja ili nemogućnost stvarnog izražavanja interesa velikih socijalnih grupa; 2. nedovoljna sposobnost afirmativnog organizovanja i sprovođenja vlasti; 3. nedovoljna organizovanost privrednog sistema; 4. izrazite socijalne razlike; 5. rasprostranjenost i polulegalnost društveno negativnih pojava, kao što su korupcija, veze i sl; 6. nesuzbijanje, nekažnjavanje i tolerisanje negativnih pojava (obavezno podstiče na manipulacije jedne, a smanjuje veru u sistem kod drugih); 7. mogućnost javnog i stalnog delovanja antisistemskih snaga; 84
4 5
8. postojanje snažnih antisistemskih organizacija ili institucija; 9. stalna i snažna politička, materijalna ili vojna podrška spolja protivnicima sistema, koji se nalaze u zemlji; 10. raznovrsno, ekonomsko, političko i vojno-bezbednosno podrivanje sistema spolja iz više pravaca; 11. sukobi političke elite i interesnih grupa u vrhovima političkog aparata jedne zemlje; 12. nekontrolisane, nedovoljno pouzdane ili političkom vrhu nedovoljno privržene vojne snage i bezbednosne strukture;5 Svakako da se kao jedan od najznačajnijih povoljnih uslova za realizovanje političkog prevrata, javljaju društvene i ekonomske krize. Društvena kriza gotovo uvek nastaje kad globalne društvene strukture počnu da gube svoje pozicije, pri čemu u tom procesu započinje borba sa pretenzijama da se prevlada kriza ili sa da se sukobima nižeg intenziteta osvoje bolje pozicije globalnih društvenih struktura pri izlasku iz krize. Društvena kriza ne mora se reflektovati samo na siromaštvo, iako je taj fenomen danas u svetu aktuelan, jer društvena kriza može biti prouzrokovana političkim, kulturnim i socio-psihološkim faktorima. Tako na primer, ako velika društvena grupa gubi osećanje perspektive u društvu, nju počinju da obuhvataju elementi društvene krize, koji se mogu manifestovati na različite načine. Jednom je to osipanje političke organizacije te velike društvene grupe, drugi put napuštanje dominantnog sistema vrednosti ili složeni splet konfuzija u kulturi te grupacije. Ako je savremeni svet prožet višeznačnim spletom društvenih kriza, onda to znači da taj splet može imati različite uzroke sa različitim efektima i raznovrsnim posledicama. Ako posmatramo savremeni svet, ni
Vidi opširnije: Jovan Marjanović, Teorija politike, Univerzitet u Beogradu, Beograd, 1996. str. 242; Vidi opširnije: Dragan Simeunović, Političko nasilje, Radnička štampa, Beograd, 1989, str. 61;
funkcionalna teorija društva kao teorija funkcionalne ravnoteže (njeni mehanizmi deluju kada se ta ravnoteža poremeti), ni teorija klasne borbe, ne mogu u celosti da objasne fenomen društvene krize. To će reći da savremena društvena kriza sve više postavlja problem nastanka i razvoja novih teorija o društvu, koje na egzaktan način treba da objasne prvobitne uzroke društvenih kriza, prakse njihovih razrešenja ili kulminacija i na taj nacin odrede odgovarajuće uslove za konstituisanje novog društva, novog sistema vrednosti, novih političkih institucija i novih političkih aktera. Ti akteri moraju biti u stanju da svojom akcijom otkriju one zakonitosti društva koje društvu u celini otvaraju nove horizonte mimo društvene krize i nasuprot društvenoj krizi. Društvena kriza kao pojam, njene teorijske paradigme, sam sadržaj, kao i procesi koji nju prožimaju, jesu vrlo složen fenomen, kao što se vidi, i ne može se apsolvirati možda ni u tomovima studija. Ovde samo nagoveštavamo složenost tog fenomena, koji na izvestan način ukazuje na vezu između evolucije i revolucionarnog menjanja društvene stvarnosti. U tom smislu, ona se može javiti kao predvorje prevratničkog procesa, a od realnog stanja društvenih aktera krize i njihove organizacione sposobnosti da krizom upravljaju, dobrim delom zavisi da li će ona biti predvorje prevrata ili samo predvorje političkih promena, koje mogu imati različite oblike, gde se menjaju akteri političke vlasti, a forme egzistencije društva ostaju nepromenjene. Takođe, ekonomska i socijalna kriza zbog svoje specifičnosti i društvenog značaja, mogu u velikoj meri doprineti pogoršanju sveukupnih političkih i društvenih odnosa u određenoj zemlji. Takva kriza u početku najpre pogađa najsiromašnije slojeve društva i vremenom se progresivno sve više uvećava broj ugruženih, brišući
Marko Parezanović Značaj i uloga društvenih mreža u političkom prevratu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 80-91
tzv. srednji sloj, i praveći sve veći jaz između ekstremno bogatih i svih ostalih – siromašnih. U opštem nezadovoljstvu i teškom socijalnom položaju, ljudi reaguju na različite načine i počinju da prepoznaju određene društvene pojave i odnose, kojima u normalnim životnom okolnostima ne bi pridali bilo kakav značaj, niti posvećivali posebnu pažnju. Te reakcije nezadovoljnih masa, ne moraju se isključivo odnositi samo na jačanje prevratničke svesti i želje za političkim promenama, već se mogu preliti i na teren povećanja, na primer etničkih ili religijskih netrpeljivosti i netolerancije, što može predstavljati predvorje oružanih konflikata, građanskih ratova i drugih katastrofa širih razmera. Dalje, što se tiče povoljnih uslova za realizovanje političkih prevrata, neizostavno je uvrstiti i unutrašnju političku i bezbednosnu krizu. Politička kriza je poremećaj u procesima konstituisanja i vršenja političke vlasti koji dovodi u pitanje normalno funkcionisanje političkog sistema ili pojedinih političkih institucija. Neposredan uzrok političke krize je stvaranje takve konstelacije političkih snaga koja duže ili kraće vreme (sve dok traje kriza) parališe aktivnost pojednih vitalnih delova političkog sistema i onemogućuje redovan, ustavom predviđeni način političkog odlučivanja i sprovođenja vlasti. U zavisnosti od uzroka može biti prolazna ili trajna, a rešenje se može naći ili u postojećem sistemu, ili sredstvima koja su samim ustavom predviđena, ili vanustavnim putem uz primenu samog političkog sistema. Ova predrevolucionarna kriza može da preraste u političku revoluciju, ali može dovesti i do povratka na staro - kontrarevolucionarno rešenje krize, što može biti duže vreme stvarno
političko stanje jedne zemlje. U užem smislu obuhvata segmente parlamentarne demokratije, kada je politička kriza ograničenog intenziteta i ispoljava se u okviru političkog sistema jedne zemlje, bez značajnije refleksije na druge sfere javnog života. Autoritarni politički sistemi nemaju krizu u užem smislu, jer su sve političke institucije pod totalitarnom kontrolom. Zato političke krize u ovakvim sistemima ili ostaju skrivene ili dobijaju oblik nasilnih obračuna ili se mirno rešavaju „aranžmanima i dobrovoljnim“ ostavkama.6 Krizna situacija se izaziva organizovanom delatnošću političkih protivnika (koju najčešće usmeravaju i vode obaveštajne službe agresorskih država), korišćenjem unutrašnjih objektivnih teškoća i subjektivnih slabosti, sve u cilju rušenja postojećeg ustavnog poretka. Za izazivanje krizne situacije potrebno je da postoje organizovane neprijateljske snage u zemlji - žrtvi agresije, i da postojeće prilike u njoj pogoduju izazivanju krize. Nužno je da u napadnutoj zemlji postoje organizovane (ili se mogu organizovati) političke snage pod vođstvom strane obaveštajne službe agresorske države. Ovako organizovane snage nastoje da izazovu krizu, koristeći kao povod i neki banalan eksces. Obaveštajna služba agresorske države upravlja razvojem krize i usmerava je u pravcu njenog zaoštravanja i približavanja cilju.7 Za razliku od međunarodnih sukoba, u kojima se kao sukobljene strane pojavljuju države, unutrašnji sukobi odigravaju se unutar jedne državne teritorije, između antagonističkih grupa, državljana iste te države. To se po pravilu dešava kada se na čelu zemlje nalazi vlada nemoćna da kontroliše situaciju i usmeri
političke procese u pravcu miroljubivog rešenja spora. Uzroci unutrašnjih sukoba mogu biti veoma različiti: klasne suprotnosti, nacionalno ugnjetavanje, verska netrpeljivost, plemenska heterogenost itd. Unutrašnji sukobi mogu se kretati u rasponu od običnih pobuna i stvaranja jedne psihoze zategnutosti, državnih udara, pučeva, izolovanih i sporadičnih akata nasilja, pa do građanskih ratova širih razmera.8 Međutim, savremeni makroekonomski činioci, realnost kretanja kapitala i povezanost svetskog ekonomskog tržišta, omogućuju širok spektar metoda, koje pojedine države, međunarodne finansijske organizacije, banke, multinacionalne korporacije i drugi centri finansijske moći, mogu efikasno koristiti u cilju sprovođenja svoje ekonomske politike, koja svakako zadire i u domen političkih odnosa.9 Preko kapitala se obezbeđuje ekonomska dominacija i stvaraju mogućnosti za političke i vojne intervencije. Stalni pritisci na veliki broj zemalja govore o uskoj vezi i isprepletenosti ekonomskih, političkih i vojnih interesa vodećih zemalja. Kao instrument međunarodne dominacije ove zemlje koriste multinacionalne korporacije koje ugrožavaju ekonomsku, političku i vojnu samostalnost velikog broja nerazvijenih zemalja. Pomoću njih se ostvaruju različiti oblici neokolonijalizma, ona su ishodišta političke sile, raznih oblika političkih i ekonomskih potčinjavanja naroda i čitavih regiona. To uzrokuje opštu nestabilnost u svetu i izaziva brojne međunarodne krize. Zbog svih međunarodnih antagonizama i brojnih suprotnosti interesa, savremena međunarodna zajednica nije našla način da trajnije osigura sopstvenu bezbednost i mirnu budućnost.10
Jovan Ðorđević, Mala politička enciklopedija, institut političkih nauka Pravnog fakulteta u Beogradu, Beograd 1966. str. 861; obren Ðorđević, Osnovi državne bezbednosti – opšti deo, viša škola unutrašnjih poslova, Beograd, 1985. str. 128; 8 Smilja Avramov i Milenko kreća, Međunarodno javno pravo, Pravni fakultet Univerziteta u Beogradu i Službeni glasnik, Beograd, 2008, str. 590; 9 Međunarodne i međuvladine, kao i nevladine organizacije i multinacionalne korporacije sve više postaju subjekti politike. Sasvim je sigurno da su nacionalne države, i pored toga što ih mnogi negiraju, pogotovu kao istinske subjekte međunarodne politike, opstale kao subjekti politike ali, kao nimalo ravnopravni činioci već kao faktori ograničenog uticaja, tačnije u onoj meri koliko to mogu biti, u zavisnosti kako od ukupne količine moći kojom samostalno raspolažu tako i od političkog pravca kojim idu, Dragan Simeunović, Nacija i globalizacija, Zograf, niš, 2009, str. 7; 10 Radomir Milašinović i Srđan Milašinović, Osnovi teorije konflikata, fakultet bezbednosti, Beograd, 2007, str. 353; 6 7
85
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
Transnacionalne kompanije najčešće se definišu kao organizacije čije se vlasništvo i moć kontrole prostire u više zemalja. Danas je ta definicija prevaziđena, jer se kompanije pojavljuju kao prodavci licenci, intelektualnih usluga, kao konsultanti itd. Kompanije pripadaju razvijenim zemljama, „ali u pogledu lojalnosti one su bez domovine“. Na taj način države postepeno gube monopol legalne moć nad svojom teritorijom.11 Sve navedeno, predstavlja samo jedan siže povoljnih uslova za realizovanje političkih prevrata, pri čemu ti povoljni uslovi mogu imati i neki drugi karakter, a koji može biti uzrokovan tradicijom, kulturom, geografskim položajem ili nekim drugim specifičnim faktorom, koji opredeljuje uzroke konfliktnih stanja u određenom društvu ili državi.
4. DRUŠTvEnE MREŽE i nJihovA UlogA U PoliTiČkoM PREvRATU Nekada je bilo teško efikasno komunicirati, prenositi poruke, izdavati naloge, organizovati proteste, masovnija okupljanja. Štampanje propagandnog materijala u ilegalnim štamparijama i, nakon toga, njegova distribucija predstavljali su
veoma rizične poduhvate, pri čemu pojedini autori smatraju da je slom „gvozdene zavese“ zapravo počeo sa izumom telefaksa i fotokopir aparata. Danas su sveopšte okolnosti drugačije. U eri interneta koja je u zamahu, nije teško zaključiti da će XXI vek obeležiti dva polja, polje energetike i polje telekomunikacija. Da bi se razumeo značaj društvenih mreža potrebno je, između ostalog, razumeti uzročno-posledičnu vezu uticaja društvenih mreža na zajednicu, odnosno zajednice na društvene mreže, čime zalazimo u domen mediocentrične i sociocentrične teorije. Upravo u toj vezi leže odgovori na mnoga pitanja, imajući u vidu da su društvene mreže, kao deo globalnih medija, zapravo živi organizam koji nekada prilagođava sebe, a nekada društvo, aktuelnim unutarpolitičkim i spoljnopolitičkim procesima.12 Danas postoje brojne društvene mreže od kojih su najzastupljenije Facebook (www.facebook.com) sa preko 700 miliona korisnika, Twitter (www.twitter. com) sa preko 200 miliona, Bebo (www. bebo.com) sa oko 120 miliona korisnika, MySpace (www.myspace.com) sa više od 100 miliona, Friendster (www.friendster.
com) sa 90 miliona korisnika, Hi5 (www. hi5.com) sa oko 80 miliona, Xanga (www. xanga.com) sa oko 30 miliona, LiveJournal (www.livejournal.com) sa 12 miliona korisnika, StumbleUpon (www.stumbleupon.com) sa 11 miliona i Tumblr (www. tumblr.com) sa 10 miliona korisnika.13 Takođe, zanimljivo je da su tokom oktobra meseca 2011. godine prvih deset najangažovanijih zemalja za društveno umrežavanje uz prosečan broj sati po posetiocu bili: Izrael sa 11,1; Argentina sa 10,7; Rusija sa 10,4; Turska sa 10,2; Čile sa 9,8; Filipini sa 8,7; Kolumbija sa 8,5; Peru sa 8,3; Venecuela sa 7,9; kao i Kanada sa 7,7 prosečnih časova.14 Ovi podaci, koji uzgred konstantno dobijaju na svojoj kvantitativnosti, ukazuju na to da blizu milijardu i po stanovnika planete aktivno učestvuje u radu društvenih mreža, pri čemu je broj internet korisnika, kao što smo već napomenuli, daleko veći, jer postoji značajna kategorija svetskog stanovništva koja koristi internet, ali ne i društvene mreže. U prilog navedenom, na Slici 1 je prikazan statistički udeo najzastupljenijih društvenih mreža i društvenih medija na globalnoj internet mreži tokom 2011. godine:15
Slika 1. Najzastupljenije društvene mreže i društveni mediji u 2011. godini
86
Smilja Avramov i Milenko kreća, Međunarodno javno pravo, Pravni fakultet Univerziteta u Beogradu i Službeni glasnik, Beograd, 2008, str. 23; vidi opširnije: Dragić Rabrenović, Društvene mreže kao novi poligon političke javnosti na primjeru arapskih revolucija, Medijski dijalozi, Podgorica, 2011, str. 310-315; 13 Anthony godley, The Power of Social Media, Site Pro news, winnipieg, 23.05.2011; 14 www.socialnetworkingwatch.com/Social Networking Is The Most Popular Online Activity; 15 http://onlineprofiling.blog.com; 11 12
Marko Parezanović Značaj i uloga društvenih mreža u političkom prevratu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 80-91
U sklopu istraživačke teme kojom se bavimo, nameće se pitanje kako deluju društvene mreže u kontekstu političkih prevrata? Svakako da zbog sveobuhvatnosti i složenosti fenomena društvenih mreža nije lako dati taj odgovor, koji bi se i teorijski i empirijski mogao obuhvatiti u tomovima studija. Međutim na osnovu dosadašnjih iskustva nedvosmisleno je da su se početni indikatori korišćenja društvenih mreža u kontekstu političkih prevrata, gotovo uvek ispoljavali kroz aktuelizaciju političkih, ekonomskih i bezbednosnih problema u određenoj državi. Ti indikatori su stvarali takav socijalni ambijent, koji je omogućavao da se o datim problemima među korisnicima društvenih mreža vodi jedna vrsta polemike, koja bi nekada poprimala i ekstremistički karakter. Ovde je neophodno naglasiti da izbor teme koja se aktuelizuje na društvenoj mreži, mora pratiti aktuelno stanje u društvu ili državi na koje se odnosi ta, uslovno rečeno, debata. To proizilazi iz činjenice da se politički prevrat ne može realizovati isključivo angažovanjem kapaciteta društvenih mreža, već za tako nešto moraju postojati povoljni uslovi, o kojima je već bilo reči u prethodnom delu rada. Danas se u okviru društvenih mreža daju saveti, razmenjuju se iskustva i priručnici o političkim prevratima, ali za „Facebook ili Twitter revoluciju“ treba znatno više od toga. Međutim, kada se odgovarajući socijalni parametri naslone na aktuelizovane probleme u okviru društvenih mreža, odnosno kada jedno široko rasprostranjeno nezadovoljstvo narodnih masa počne dodatno da se potencira i na taj način dolazi do stvaranja ambijenta koji omogućava planiranje, organizovanje i koordinaciju pripremnih radnji za izvođenje prevrata. Te pripremne radnje na društvenim mrežama izvodi akciono jezgro, koje može biti formirano od unutrašnjih ili spoljnih subjekata, a može biti i kombinacija unutrašnjih i spoljnih snaga. To podrazumeva
16 17
da korisnici društvenih mreža nisu uvek svesni trenutka kada akciono jezgro izvodi navedene pripremne radnje, jer se stvara takav društveni ambijent da sve izgleda kao ogromno nezadovoljstvo građana, koje vremenom prerasta u spontanitet masa. Drugim rečima, društvene mreže omogućuju da se ti procesi ubrzaju. Ovde ponovo naglašavamo da se pripremne radnje za izvođenje političkih prevrata kažnjavaju u pravnim sistemima svih država, jer se tretiraju kao najteža krivična dela protiv ustavnog uređenja. Pojedine države su, prateći savremena spoljnopolitička kretanja, posebno nakon „obojenih revolucija“ i „arapskog proleća“, u svoja zakonodavstva uvele dopune krivičnog zakona, kojima su vlasnici onlajn društvenih mreža odgovorni za kompletan sadržaj objavljen na njihovim veb stranicama. Slikovit primer je i nedavni zahtev ruske Federalne službe bezbednosti, koja je Ministarstvu komunikacija Ruske Federacije uputila zvaničan zahtev da se na teritoriji RF zabrani korišćenje Gmaila, Hotmaila i Skypea, ali do toga nije došlo, jer je stav ruske vlade da bi se takvim ograničenjima grubo narušila ljudska prava.16 Na osnovu navedenog, nije teško zaključiti u kojoj meri društvene mreže predstavljaju potencijalnu opasnost za savremene države. Korišćenjem naprednih tehnologija i metodskih postupaka, danas je moguće formirati lažni profil i duže vremena aktivno delovati na internetu. Taj lažni profil može formirati pojedinac, grupa ili organizacija, a to podrazumeva i malu verovatnoću otkrivanja prikrivenih aktera „iza zavese“ političkog prevrata. Stvaraju se virtuelna prijateljstva, bez ikakvih ograničenja u pristupu, čime udruživanje u društvenoj mreži prerasta u masovna okupljanja.
vezi sa funkcionisanjem društvenih mreža. Ustanovljeno je da slamanje jedne karike u Facebook mreži ne sprečava funkcionisanje grupe, sve dok se vodi računa o osnovnim predostrožnostima. Administrator je anoniman, zbog čega nalog mora da se hakuje. Službe bezbednosti vremenom mogu da otkriju identitet vodećih aktivista, budući da društvene mreže zavise od poverenja, a samim tim i vidljivosti, ali postavlja se pitanje gde pronaći aktiviste. Takođe, decentralizovano organizovanje onlajn pružilo je prevratničkim strukturama prednost brzine, jer su mogli da koordiniraju veće grupe demonstranata koje su bile rasute po čitavom gradu, što svakako ne bi bilo moguće korišćenjem tradicionalnih metoda komunikacije. To im je dalo prednost nad egipatskom državnom birokratskom mašinerijom, koja je umela samo da se kreće u skladu sa naređenjima koja su prolazila kroz centralizovan komandni lanac. Kako bi izbegli blokadu i isključenje interneta i mobilne telefonije, prevratničke strukture su jednostavno koristile proksi servere da bi dospeli do blokiranog sadržaja. Simboli Facebooka i Twittera su od početka grafitirani širom Kaira, kako bi se demonstrantima poslala poruka da moraju ostati u kontaktu putem ovih društvenih mreža. Ipak, čak ni isključivanje optičkih kablova i internet portala koji su povezivali Egipat sa drugim tranzitnim linkovima, nije omogućio totalni prekid interneta. Režim je punih pet dana primoravao privatne internet provajdere da isključe svoje servere. Nakon toga, aktivisti su prešli na druge mreže. Slikovit primer je slučaj kada je nakon što je blokiran televizijski kanal Al Jazeera, njegov Tweeter feed iz Egipta nastavio sa radom, pošto su se aktivisti povezali na internet putem međunarodnih dial up servera, mahom preko mobilnih telefona.17
Tako su, na primer, revolucionarni događaji u Egiptu doneli jedno novo iskustvo u
Pored navedenog, društvene mreže poput Facebooka i Twittera nisu vezane za
vidi opširnije: www.rbcdaily.ru/ФСБ предлагает запретить в России Skype i gmail, 08.04.2011; Andreja Živković, Koje su lekcije egipatske revolucije za online aktivizam, Marks21 info, Beograd, 28.03.2011;
87
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
određenu veb lokaciju. Čak i ako je pristup ovim društvenim mrežama ograničen, korisnici im mogu pristupiti posredstvom drugih usluga, npr. Twitteru preko Twitterfalla. Takođe, rutiranje podataka na računar koji se ponaša kao proksi server, a koristi IP adrese koje nisu na listi zabranjenih i, nakon toga, prosleđivanje informacija ka alternativnim serverima, stvara ambijent da podaci teku sajber prostorom.18 Osim toga, u turbulentnim političkim okolnostima, kada se na primer odvijaju masovne demonstracije, društvene mreže mogu uticati na jačanje prevratničke volje i vere u ostvarenje političke pobede, jer se na određeni način takve aktivnosti afirmišu, i dobijaju još veći društveni značaj. Skreće se pažnja međunarodne javnosti, mobilišu se snage političke podrške iz inostranstva, na osnovu čega se akutni unutarpolitički problemi internacionalizuju i dospevaju u fokus međunarodnih odnosa kao potencijalno krizno žarište. U konkretnom slučaju, internacionalizacija predstavlja jedan od ključnih uslova kojima prevratničke strukture streme, jer poremećaj u političkim odnosima jedne zemlje, brže se rešava ukoliko dođe na „dnevni red“ međunarodnih političkih, ekonomskih, vojnih, humanitarnih ili nekih drugih organizacija. U fazi realizacije političkog prevrata, u njegovom neposrednom izvršenju, društvene mreže imaju veoma značajnu ulogu. Ta uloga se prvenstveno ogleda u mobilisanju širokih narodnih masa i njihovom organizovanju da određenog dana u tačno ugovoreno vreme dođu na protest, na kojem će se ispoljiti nezadovoljstvo protiv vladajućeg režima. To mobilisanje često može poprimiti i radikalan karakter, budući da se unapred osmišljenim i pripremljenim sadržajima koji se emituju posredstvom
Zbog toga, najizraženije političke interese u revolucionarnom procesu imaju elite, dok se široki slojevi društva i narodne mase znatno teže prepoznaju političke interese, a još manje se mogu nadati njihovom eventualnom ostvarivanju. U spontanitetu i masi savremenog revolucionarnog talasa, pojedinac prepoznaje samo svoju trenutnu ulogu, koja je najčešće socijalnog ili ekonomskog karaktera, i pretežno se bazira na želji za poboljšanjem životnog standarda, nivoa ljudskih prava i sloboda i tome slično.19 Često se nakon određenog vremenskog perioda razočara, smatrajući da je njegova „borba za ideale“ bila uzaludna, posmatrajući novi stari režim. Ne može se prenebregnuti činjenica da su mnoge revolucije tokom XX veka sa sobom donosile i određeni regres, odnosno da je prolaskom prevratničke euforije društvo nastavljalo da funkcioniše po starim principima, šta više, da je beležilo i značajan stepen stagnacije političkog, ekonomskog, kulturnog i svakog drugog društvenog razvoja.
Uloga pojedinca u prevratu je specifična i ona se najčešće odnosi na njegov racionalan izbor između učešća i neučešća, a koji je najčešće motivisan procenom lične koristi.20 Iz navedenih razloga, pojedinac se ne opredeljuje da učestvuje u prevratu zato da bi ostvario klasni interes, odnosno da bi doprineo pobedi društvene grupe kojoj pripada, a još manje zbog čisto ideoloških nazora, jer je svestan da mu pobeda prevrata i bez njegovog ličnog učešća, odnosno i pored pasivnosti (bitno je ne biti protiv eventualnog pobednika), omogućuje uživanje u onim njenim plodovima, koji su posle pobede prevratnika namenjeni svim pripadnicima društva bez obzira na stepen njihovog angažmana, odnosno njihovog učešća ili neučešća u prevratu. Njihov jedini motiv priključenja prevratnicima jeste procena o velikoj izvesnosti lične koristi u slučaju pobede. Navedeni autor smatra i da postoje ne male razlike u određivanju pojma lične koristi, koje se kreću u opsegu procenjivanja lične koristi shvaćene isključivo kao materijalne koristi, do koristi od zauzimanja visokih političkih funkcija nakon pobede prevrata, ili čak lične koristi shvaćene kao izbegavanje mogućih raznovrsnih sankcija od strane prevratničkih snaga, posebno sankcija koje nisu zasnovane na postojanju konkretne vinosti, već su moguće i zbog pasivnosti u uslovima opšte polarizacije u društvu, sledstveno principu „ko nije sa nama on je protiv nas“, odnosno sankcija koje slede nakon pobede od strane prevratničkih vlasti zbog uzdržanosti i uopšte neučešća u prevratu.21 Na primeru „arapskog proleća“, ustanovljeno je da nije retka pojava da su pojedini totalitarni režimi nastojali da preko svojih specijalnih službi utiču na slobodu komuniciranja posredstvom društvenih mreža. Ta ograničenja su se pretežno bazirala na dva pravca. Prvi se odnosio na
James Jay Carafano, All a Twitter: How Social Networking Shaped Iran's Election Protests, The Heritage Foundation, Washington, 20.07.2009; Ovde je bitno napomenuti da se u demokratskim društvima može nagomilati nezadovoljstvo ukoliko neke grupe (etničke, verske, manjinske) nisu adekvatno zastupljene u državnim i političkim institucijama (vladi, sudovima, vojsci, policiji, političkim partijama i sl.) Na taj način legitimnost sistema može da bude značajno dovedena u pitanje, čime se generišu antagonizmi kao uvod u šire međugrupne konflikte, Radomir Milašinović i Srđan Milašinović, Osnovi teorije konflikata, Fakultet bezbednosti, Beograd, 2007, str. 164; 20 Mogućnost ostvarenja lične koristi (shvaćene ne samo kao materijalne dobiti), putem revolucije kao njen ključni definicioni kriterijum i element, jeste odlika ekonomicističkih teorija revolucije koje u biti nisu ništa drugo do varijanta ekstremno individualističkog pristupa u objašnjenju i definisanju revolucije, Dragan Simeunović, Državni udar ili revolucija, Simtrade, Beograd, 1991, str. 14; 21 Dragan Simeunović, Državni udar ili revolucija, Simtrade, Beograd, 1991, str. 14; 18
88
društvenih mreža, mogu dodatno podići tenzije u već zaoštrenim političkim i bezbednosnim odnosima. Pružanjem praktičnih saveta o strategiji nastupa na predstojećim demonstracijama, bilo da se radi o nenasilnom ili pak nasilnom obliku ispoljavanja političkih stavova, društvene mreže postaju svojevrsni priručnik i obavezno štivo svakog savremenog revolucionara. Osim toga, na taj način utiče se na svest neodlučnih pojedinaca da se pridruže prevratu, koji se iz različitih razloga kolebaju oko svog učešća u njemu. Ovde je bitno naglasiti i da unutar snaga koje teže promenama, a koje su uvek strukturirane, postoje elite i postoje mase. Odnos mase i elite nikada se ne poklapa, pri čemu elite uvek manipulišu sa masama kako bi realizovale svoje ciljeve.
19
Marko Parezanović Značaj i uloga društvenih mreža u političkom prevratu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 80-91
plasiranje dezinformacija, dok se drugi pravac orijentisao ka ograničavanju pristupa internetu, a samim tim i društvenim mrežama. Hronologija događaja ukazuje da psihološko-propagandna dejstva koja su sprovodile pomenute specijalne službe, najčešće putem napada i izmena sadržaja opozicionih vebsajtova, plasiranjem raznih dezinformacija, unošenjem straha u redove pobunjenika i tome slično, nisu dala za totalitarne režime očekivane rezultate, zbog čega se pristupilo isključivanju svih internet linkova. To podrazumeva angažovanje formacija za specijalna elektronska i protivelektronska dejstva, čime se ne vrši ometanje samo optičkih veza, već i svih komunikacija kroz radio etar, a sve u cilju sprečavanja satelitskog i drugog vida bežičnog prenosa signala. Svi internet provajderi u državi su stavljani pod kontrolu i vršena je gotovo potpuna izolacija, iako ona kao takva ni teorijski ni praktično nije moguća. Međutim, transnacionalne medijske kuće Al Jazeera i France24, koristeći svoje elektronske resurse, prenosile su informacije o aktuelnim dešavanjima, na osnovu čega su demonstranti dobijali dragocene informacije i, što je za njih najvažnije, sukobi su dobijali svoj globalni medijski značaj. Sve navedeno ukazuje na to da je elektronski rat koji je vođen tokom „arapskog proleća“ bio veliki izazov ne samo za napadnute režime, već i za vodeće korporacije iz oblasti telekomunikacija. Tako je na primer Google nakon blokade interneta u Egiptu, aktivirao novu uslugu slanja Twitter poruke, koja je funkcionisala pozivom na telefonski broj i snimanjem glasovne poruke. Takav vid komuniciranja u praksi je nemoguće u potpunosti kontrolisati, pri čemu se ograničavanje telefonskih komunikacija od strane režima sprovodi samo na određenom području i u određenom vremenskom intervalu. Totalni pre-
22 23
kid telefonskih komunikacija nikada se ne sprovodi ni u jednoj zemlji, ma koliko njen režim bio totalitaran, jer to između ostalog podrazumeva i odsustvo informacija, ali i dodatno usložnjava funkcionisanje odbrambenih mehanizama poretka. Uloga društvenih mreža u političkom prevratu bila je različita i prožeta višeslojnim faktorima koji su bili posledica sveukupnih društvenih odnosa u jednoj državi. U Moldaviji se 2009. godine, za nepuna dva dana okupilo više desetina hiljada demonstranata koji su svrgnuli vlast, upravo komunicirajući i organizujući se posredstvom društvenih mreža.22 Takvih pokušaja da se posredstvom društvene mreže Facebook u što kraćem vremenskom periodu okupi što veći broj demonstranata sa ciljem da nasilno promene vlast, bilo je u mnogim zemljama, Rusiji, Belorusiji, Iranu,23 Hrvatskoj, pa čak i u Srbiji, ali sve se završilo samo na pokušajima, jer nisu bili ispunjeni neophodni povoljni uslovi. Društvene mreže posebno značajnu ulogu imaju u presudnim trenutcima političke borbe, odnosno kada je neophodna brza mobilizacija širokih narodnih masa. U tim periodima nelegalne političke borbe, prevratničke strukture imaju brojne mogućnosti, na primer da u određenoj meri parališu delovanje državnog aparata, tako što posredstvom društvenih mreža šire snažnu propagandu, čime postepeno pridobijaju naklonost pojedinaca iz vladajućih struktura, da šalju proglase u kojima nema revanšističkog prizvuka, a sve u cilju smanjenja represivnih poteza vlasti prema demonstrantima, da unose razdor u vrhušci totalitarnog režima, da nude određene javne garancije za bezbednost lica iz državnog aparata koja se blagovremeno priključe prevratnicima, kao i niz drugih taktičkih poteza, koji vode ostvarivanju jednog šireg strateškog cilja. Potrebno je naglasiti da je
istorija potvrdila hipotezu da prevratničke strukture dolaskom na vlast, brzo zaboravljaju svoja obećanja, zbog čega savremeni prevrati najčešće imaju karakter političke, a ne socijalne promene. Osnovna razlika između političkih i socijalnih promena u kontekstu političkih prevrata, sadržana je u tome što političke promene podrazumevaju promenu vladajućih struktura, bez izmene ustavnog uređenja i načina vladavine u određenoj zemlji. Socijalne promene podrazumevaju korenitu i sveopštu promenu načina vladanja, ustava, sistema i tome slično, a ne samo delimičnu, najčešće kadrovsku promenu kao što je to slučaj kod promena koje imaju isključivo politički karakter. Realizovanjem političkog prevrata završava se uloga društvenih mreža. Svako delovanje preko društvenih mreža u procesu konsolidacije prevratničkih struktura, odnosno u fazi kada je prevrat već uspešno izveden, predstavlja nešto drugo i najčešće se može podvesti pod propagandu, pružanje podrške novim vlastima iz redova prevratnika i tome slično. Međutim, ukoliko dođe do neuspeha prilikom faze neposrednog izvođenja političkog prevrata, to ne znači da su rizici po nacionalnu bezbednost jedne zemlje otklonjeni. Korisnici društvenih mreža iz redova prevratnika mogu preći na novi kolosek svog delovanja, odnosno ući u još tamniju zonu protivustavnih aktivnosti, pre svega u oblast terorizma, što može uvući čitavu državu ili region u oružani konflikt širokih razmera. Zbog toga, potpuno je logična kompleksnost i bezbednosna osetljivost društvenih mreža, koje mogu biti izrazito efikasno oruđe za najmračnije i najbesprizornije postupke. U kontekstu uloge i značaja društvenih mreža u političkom prevratu, neophodno je izvršiti i teorijsku analizu određenih
vidi opširnije: Clay Shirky, The Political Power of Social Media, foreign Affairs, new york, January/february 2011, p. 32; Što se tiče irana, internet je dostupan za pojedinačne korisnike u većini gradova, dok ruralna područja generalno nemaju pristup. Dostupnost u urbanim centrima od vitalnog je značaja, jer oko 70 odsto iranaca živi u gradovima. velika brzina širokopojasnog pristupa omogućava brzo prenošenje značajne količine podataka, kao što su video i audio fajlovi, ali je generalno ograničena na vladu i poslovnu upotrebu. većina individualnih korisnika je ograničena na spori dial up pristup, koji je skup. Pored toga što se blokira pristup određenim veb sajtovima, zabranjena je i pretraga određenih ključnih reči, vidi opširnije: James Jay Carafano, All a Twitter: How Social Networking Shaped Iran's Election Protests, The heritage foundation, washington, 20.07.2009;
89
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
prednosti i nedostataka u korišćenju ovog vida savremene komunikacije. U tom smislu, što se tiče prednosti, one se prvenstveno ogledaju u činjenici da se društvenim mrežama izrazito lako pristupa, odnosno za tako nešto je potreban računar ili malo savremeniji mobilni telefonski aparat sa mogućnošću priključenja na internet mrežu. Sledeća prednost se ogleda u mogućnosti formiranja tajnog, odnosno lažnog profila, čime se dodatno obezbeđuje konspirativnost. Dalje, brojnost je jedna od ključnih odlika društvenih medija i kao takva predstavlja osnov za mobilisanje širokih narodnih masa, što u cilju aktuelizacije određenih problema, što u cilju konkretnog prevratničkog delovanja, pri čemu pomenuta brojnost ima poseban značaj prilikom internacionalizacije konflikata, o čemu je već bilo detaljnijeg razmatranja u prethodnom delu rada. Mali rizik za korisnika društvene mreže koji deluje protiv određenog režima, posebno ako se nalazi van zemlje čiju vlast napada dodatno opredeljuje prevratnike iz redova akcionog jezgra, da još ekstremnije deluju. Dalje, komunikacije posredstvom društvenih mreža se obavljaju u realnom vremenu, što znači da geografska udaljenost ne predstavlja nikakvu prepreku za ažurno prenošenje informacija, poruka i instrukcija, čime se omogućava brzo i efikasno dogovaranje i planiranje prevratničkih aktivnosti. I na kraju, ali ne najmanje važno, ekonomičnost u pogledu finansijsko-materijalnih izdataka, daju društvenim mrežama poseban zamah u kreiranju unutrašnjih i spoljnopolitičkih prilika. To znači da se uz minimalna novčana sredstva mogu koordinirati brojne akcije, ali samo onda kada postoji protok interneta i drugih oblika komunikacionih veza u državi koja je objekat napada. Situacije internet embarga, prevazilaze se uz prilične novčane izdatke i naravno podršku administratora društvenih mreža, što svakako ulazi u do90
24
men pravaca spoljnopolitičke orijentacije vodećih zemalja i predstavlja osnov za posebnu analizu. Što se tiče nedostataka društvenih mreža u kontekstu njihove uloge i značaja u političkom prevratu, postoji više činilaca koji se mogu negativno odraziti na uspeh prevratničke akcije. Prvo, ma koliko sveopšte komunikacije i propaganda posredstvom društvenih mreža bile negativne o određenoj vladi, ne mogu same po sebi da podstaknu nezadovoljstvo u narodu i mobilišu formiranje prevratničkih predispozicija. To znači da će, ukoliko nije ispunjen neki od povoljnih uslova za realizovanje političkih prevrata, takav način delovanja posredstvom društvenih mreža izazvati kontraefekat, odnosno doprineće diskreditaciji opozicionih snaga i dodatno učvrstiti vladajući režim. Stoga, izbor tajminga igra veoma značajnu ulogu u korišćenju društvenih mreža, zbog čega je nekada važnije u kom trenutku se nešto saopštava, nego šta se saopštava. Nekada naizgled minorna i beznačajna informacija može pokrenuti lavinu događaja, koji mogu poprimiti i stihijski karakter, ako se tempira njeno iznošenje u pravom trenutku. Pored navedenog, nedostatak društvenih mreža se ogleda i u činjenici da nema neposrednog rada sa ljudima, već se sve dešava preko virtuelnih kontakata. Poznato je da postoji i neposredni neverbalni način komunikacije između ljudi, posredstvom koje ljudski odnosi dobijaju na dodatnom kvalitetu i potpunosti, zbog čega društvene mreže imaju oblik virtuelnosti, što svakako može otežati stepen međusobnog poverenja među akterima prevratničkih struktura. Zato se društvene mreže mogu koristiti isključivo i cilju izdavanja saopštenja i instrukcija širokim narodnim masama, a nikako radi dogovora između članova akcionog jezgra. Savremene specijalne službe relativno lako prate komu-
Андрей Солдатов и Ирина Бороган, Мониторинг Сети: как это делают спецслужбы, www.agentura.ru, 24.10.2011;
nikacije na društvenim mrežama, zbog čega je mogućnost konspiracije svedena na minimum. Zatim, društvene mreže koliko su efikasne, toliko mogu biti i ranjive, posebno ako nasuprot sebe imaju snažne vladine institucije. Na taj način, otvara se mogućnost za dezinformisanje korisnika društvenih mreža, njihovo zastrašivanje, organičavanje komunikacije, navođenje na pogrešne postupke, razbijanje same strukture prevratničke organizacije i, kao krajnji rezultat, izazvati slom prevratničkih aspiracija još u početnom stadijumu. Interesantno je pogledati i iskustva nekih drugih zemalja. Poznati kineski novinar i bloger Jing Zhao, opisujući aktuelnu situaciju u Kini oko društvenih mreža, napomenuo je da se umesto Facebooka koristi XiaoNei, a umesto Twittera Weibo. Uobičajno je da se u Kini odobrava uvođenje novih tehnologija samo ukoliko je razvijen kineski ekvivalent po tom osnovu, što je slučaj i sa društvenim mrežama. Naravno, podrazumeva se i da se serveri za kineske verzije društvenih mreža nalaze u Pekingu.24
5. Zaključak U teorijskom izučavanju društvenih pojava, predviđanje predstavlja jedan od najsloženijih istraživačkih poduhvata. Međutim, kada su u pitanju društvene mreže i njihova uloga i značaj u realizovanju političkih prevrata, sa velikim stepenom izvesnosti možemo konstatovati da će društvene mreže biti neizostavan instrument u svim oblicima predstojećih političkih prevrata, bez obzira na oblike njihovih ispoljavanja u vremenima koja dolaze. Talas revolucija koji je nedavno zahvatio afrički kontinent niko nije mogao sa sigurnošću predvideti, bez obzira što brojni autori
Marko Parezanović Značaj i uloga društvenih mreža u političkom prevratu Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 80-91
danas iznose svoja tumačenja. Složeni političko-bezbednosni konflikti u Africi i ono što se danas događa na Bliskom istoku, zateklo je i vodeće stručnjake iz oblasti međunarodnih odnosa, jer je bilo veoma teško ustanoviti sve uzročno-posledične veze i izvesti analogiju dešavanja, tim pre što je svaka nova kriza sama po sebi bila
nezavisna od one prethodne. Takođe, to što se desilo na istoku Evrope, na primer u baltičkim zemljama, nije završen proces. Tu se ne može staviti tačka na postojeće odnose, jer su oni vremeniti ekonomskim, političkim i socijalnim kriznim situacijama, ali i oročeni fenomenom nesposobnosti političkih snaga
da uopšteno rešavaju konkretne probleme u pojedinim zemljama. Tome treba dodati i činjenicu da su neke velike sile, koje su bile inspiratori i ekonomski pomagači tzv. obojenih revolucija, ostali u datoj situaciji zarobljeni sopstvenim ekonomskim problemima, čije se rešenje još uvek ne vidi čak ni u obrisima.
literatura [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19]
Smilja Avramov i Milenko Kreća, Međunarodno javno pravo, Pravni fakultet Univerziteta u Beogradu i Službeni glasnik, Beograd, 2008. James Jay Carafano, All a Twitter: How Social Networking Shaped Iran's Election Protests, The Heritage Foundation, Washington, 2009. Anthony Godley, “The Power of Social Media”, Site Pro News, Winnipieg, 2011. http://www.internetworldstats.com/stats.htm Jovan Đorđević, Mala politička enciklopedija, Institut političkih nauka Pravnog fakulteta u Beogradu, Beograd, 1966. Obren Đorđević, Osnovi državne bezbednosti – opšti deo, Viša škola unutrašnjih poslova, Beograd, 1985. Jovan Marjanović, Teorija politike, Univerzitet u Beogradu, Beograd, 1996. Jovan Marjanović, Političke stranke i moderna država, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd, 1999. Radomir Milašinović i Srđan Milašinović, Osnovi teorije konflikata, Fakultet bezbednosti, Beograd, 2007. Dragić Rabrenović, “Društvene mreže kao novi poligon političke javnosti na primjeru arapskih revolucija”, Medijski dijalozi, Podgorica, 2011. Dragan Simeunović, Političko nasilje, Radnička štampa, Beograd, 1989. Dragan Simeunović, Drzavni udar ili revo, Radnička štampa, Beograd, 1989. Dragan Simeunović, Nacija i globalizacija, Zograf, Niš, 2009. Андрей Солдатов и Ирина Бороган, “Мониторинг Сети: как это делают спецслужбы”, www.агентура.ру, Москва, 2011. Clay Shirky, “The Political Power of Social Media”, Foreign Affairs, New York, January/February 2011. Ljubomir Tadić, Tradicija, legitimnost i revolucija, Službeni glasnik, Beograd, 2007. Andreja Živković, „Koje su lekcije egipatske revolucije za online aktivizam“, Solidarnost mart/april 2011, www.marks21.info, Beograd, 2011. www.socialnetworkingwatch.com/Social Networking Is The Most Popular Online Activity. www.rbcdaily.ru/ФСБ предлагает запретить в России Skype i Gmail, 2011.
Autor Marko Parezanović je rođen 1977. godine u Beogradu. Na Defektološkom fakultetu Univerziteta u Beogradu je diplomirao 2003. godine. Specijalističke studije za kontraterorizam i organizovani kriminal je završio 2006. godine na Fakultetu političkih nauka Univerziteta u Beogradu, na kom je i magistrirao 2008. godine, a doktorirao 2011. godine. Zaposlen je u Vladi Republike Srbije, na poslovima bezbednosti. Dr Parezanović je do sada objavio jedan naučni rad u naučno-stručnom časopisu „Vojno delo“.
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
91
Milovan Nikić* Miroslav Stantić Miroslav Jovanović Bratislav Golubović Radijus vektor d.o.o, Beograd
Video Services and Digital Domain Services over Optical-Coaxial Networks of the Cable Operator RADIJUS VEKTOR ABSTRACT The paper describes the capabilities of hybrid optical-coaxial networks for distributing digital services, primarily video services. The analysis and comparison of several ways of delivering digital video services (DVB-C, IPTV and OTT) were conducted, followed by a short description of the structure of the digital station used by the cable operator RADIJUS VEKTOR.
Key words
92
* milovan.nikic@radijusvektor.rs
Hybrid optical-caoxial network, video services, FTTx, DVB-C, IPTV, OTT
Milovan Nikić* Miroslav Stantić Miroslav Jovanović Bratislav Golubović Radijus vektor d.o.o, Beograd
VIDEO SERVISI I SERVISI U DOMENU DIGITALNIH USLUGA NA OPTIČKO-KOAKSIJALNIM MREŽAMA KABLOVSKOG OPERATORA RADIJUS VEKTOR SADRŽAJ U radu su razmotrene mogućnosti hibridne (kombinovane) optičko-koaksijalne mreže za prenos digitalnih servisa, sa naglaskom na video servise. Urađena je analiza i poređenje različitih načina isporuke digitalnih video servisa (DVB-C, IPTV i OTT) i ukratko je opisana struktura digitalne stanice kablovskog operatora RADIJUS VEKTOR.
Ključne reči
* milovan.nikic@radijusvektor.rs
Hibridna optičko-koaksijalna mreža, video servisi, FTTx, DVB-C, IPTV, OTT
93
STRUČno – nAUČni ČASoPiS REPUBliČkE AgEnCiJE ZA ElEkTRonSkE koMUnikACiJE | 09 |
1. PoTEnCiJAl hiBRiDnE oPTiČko-koAkSiJAlnE MREŽE Hibridne optičko-koaksijalne (HFC – Hybrid fibre-coaxial) mreže, u daljem tekstu kablovske mreže, izgrađene su od optičkih i od koaksijalnih kablova, kao što je to prikazano na Slici 1. U cilju poboljšanja kvaliteta mreže i zbog prednosti koje optički kablovi u prenosu signala imaju u odnosu na koaksijalne kablove, teži se da učešće optičkih kablova u mreži bude dominantno. Tako je optički kabl sve bliže korisniku, pa se umesto pokrivanja velikih teritorija sa po 500-2000 korisnika, može govoriti o konceptu „optika do zgrade“ ili „optika do kuće“ (FTTB – Fiber to the Building i FTTH –Fiber to the Home). Da bi kablovske mreže mogle da se koriste u modernom svetu telekomunikacija, one moraju da budu dvosmerne. Iz tog razloga je kompletan frekvencijski opseg koji se koristi u ka-
blovskim mrežama podeljen u deo za direktan smer i u deo za povratni smer.
dio kanale). Spektar od 104 MHz do 862 MHz je podeljen u 98 analognih kanala.
Tako je u kablovskim mrežama standardno u upotrebi frekvencijski opseg od 20 MHz do 862 MHz, a teži se da se taj opseg proširi do 1 GHz. Frekvencijski opseg od 85 MHz do 862 MHz (u daljem tekstu direktan smer), se koristi za komunikaciju od operatora ka korisniku, pri čemu se pod signalom podrazumeva analogni i digitalni broadcast audio i video signal i narrowcast digitalni signal za komunikaciju između CMTSa (cable modem termination system) i kablovskog modema. Frekvencijski opseg od 20 MHz do 65 MHz (u daljem tekstu povratni smer) se koristi za komunikaciju od korisnika do operatora, tj. terminalne opreme kod korisnika sa terminalnom opremom kod provajdera. Frekvencijski opseg od 0 MHz do 20 MHz se ne koristi za komunikaciju, zbog izrazito visokog nivoa šuma. Direktan smer od 88 MHz do 108 MHz je rezervisan za FM signale (analogne ra-
Da bi se digitalni signal preneo putem kablovske mreže, potrebno je izvršiti njegovu modulaciju. U modernim kablovskim mrežama se koriste modulacije QAM (Quadrature amplitude modulation) i QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying). U direktnom smeru se najčešće koriste modulacije QAM64 i QAM256, a u povratnom smeru QAM16. Modulacija QAM64 omogućava da se po jednom kanalu prenese oko 36 Mb/s, dok modulacija „QAM256“ omogućava da se po jednom kanalu prenese nešto preko 50 Mb/s. Kada se pomenute brzine pomnože sa brojem kanala dolazi se do brzine od preko 4 Gb/s u smeru od operatora ka korisnicima. Ovako velike brzine, segmentacijom mreže, mogu da budu dostupne pojedinačnom ili malom broju korisnika. Optički kablovi sa predajnicima za konverziju električnog u optički signal i
Slika 1. Dijagram hibridne optičko-koaksijalne mreže (http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_fibre-coaxial)
94
TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
Milovan nikić, Miroslav Stantić, Miroslav Jovanović, Bratislav golubović video servisi i servisi u domenu digitalnih usluga na optičko-koaksijalnim mrežama kablovskog operatora Radijus vektor Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 92-98
prijemnicima za konverziju optičkog u električni signal se koriste da bi se savladala velika rastojanja u prenosu signala kroz mrežu, sa što boljim kvalitetom signala i što manjim gubicima. Za povećanje prenosnog kapaciteta optičkih mreža, u postupku segmentacije mreže, koriste se optički multiplekseri i demultiplekseri, koji omogućavaju korišćenje većeg broja talasnih dužina u istom optičkom vlaknu (WDM – Wavelength Division Multiplexing, CWDM – Coarse Wavelength Division Multiplexing, DWDM - Dense Wavelength Division Multiplexing). Segmentacija HFC mreže se radi da bi manji broj korisnika koristio isti deljivi resurs, koaksijalni kabl u poslednjem segmentu mreže.
2. iSPoRUkA viDEo SADRŽAJA U DvB-C TEhnologiJi Digital Video Broadcast za kablovske mreže (DVB-C) je definisan tokom 1994. godine standardom ETS 300429. Standard definiše prenos digitalnog video signala u formatu MPEG2 ili MPEG4 (H264), putem HFC mreže. Standardom DVB-C definisani su podržani tipovi modulacije, FEC (Forward Error Correction). Emitovani signal po DVB-C standardu je tipa broadcast, što omogućava neograničenom broju korisnika da, odgovarajućim prijemnicima, istovremeno vidi emitovan video sadržaj. Uvođenjem digitalne modulacije, kao što je to QAM256, poboljšan je sistem prenosa u odnosu na analogne sisteme prenosa i zadržan je visok kvalitet video signala koji je karakterističan za standardni analogni video.
Segmentacija mreže i preraspodela frekvencijskog plana za isporuku servisa analogne televizije, digitalne televizije po standardu DVB-C, i IP servisa zasnovanih na standardu EuroDOCSIS 3.0, predstavljaju stalnu aktivnost u Radijus Vektoru, kako bi se u tržišnoj utakmici korisnicima ponudila najkvalitetnija usluga. Svakako da će broj kanala rezervisanih za IP saobraćaj da raste, a da će segmentacija mreže težiti konceptu strukturnih FTTB i FTTH mreža.
3. iSPoRUkA viDEo SADRŽAJA U iPTv TEhnologiJi IPTV (Internet Protocol Television) je sistem u kome se digitalni video signal isporučuje korisnicima korišćenjem internet protokola. IPTV koristi Transport Stream (TS) tehnologiju, a sadržaj se isporučuje preko protokola UDP. Činjenica da se koristi internet protokol, odnosno da postoji komunikacija i u povratnom smeru (od korisnika do operatora), omogućava interaktivnost između korisnika i operatora. Time je korisniku moguće ponuditi nove servise, kao što su video na zahtev (VoD - Video on Demand) i varijante odloženog gledanja snimljenog video materijala (Catch Up TV, Time Shift TV, Network PVR, ...).
4. iSPoRUkA viDEo SADRŽAJA U oTT TEhnologiJi 4.1. Šta je oTT (Over The Top) streaming? OTT je najnoviji trend u isporuci video sadržaja. On objedinjuje WebTV baziran na HTTP-u i Adaptive bitrate streaming za gledanje video sadržaja na razli-
čitim uređajima (TV, Tab, SmartPhone) korišćenjem privatne ili internet mrežu. Za razliku od digitalne kablovske televizije i od IPTV, ne zahteva od operatora nikakvu posebnu mrežu ili infrastrukturu, jer se isporuka servisa vrši preko internet mreže koristeći standardni protokol HTTP bez garantovane kontrole kvaliteta servisa na mreži (QoS).
4.2. koja je razlika između oTT, digitalne kablovske i iPTv? Za isporuku servisa digitalne televizije, kao i za IPTV, koristi se mreža koja je strogo kontrolisana od strane operatora koji po potrebi može da utiče na njene parametre da bi osigurao visok nivo kvaliteta servisa. Tradicionalna kablovska, kao i IPTV, koriste tehniku prenosa TS (transport stream), koja je primenjena u satelitskom emitovanju i isporučuje sadržaj preko UDP datagrama. Nasuprot tome, OTT za prenos sadržaja koristi HTTP, koji se decenijama koristi za prenos veb stranica ili za prikaz snimljenih video zapisa na način kao to radi YouTube. HTTP se bazira na protokolu TCP, čime se omogućava lakše upravljanje sistemom zaštite za kućne i poslovne računarske mreže. Sve do pojave OTT-a, za prikazivanje video sadržaja uživo, preko IP mreža, koristio se UDP ili RTP (Real Time Protocol).
4.3. Šta su izazovi u isporuci sadržaja oTT-om? Da bi video i audio sadržaji bili dostupni gdegod je dostupan internet, za transport je pogodno koristiti HTTP. Pošto se na internet mreži ne može garantovati protok, to može negativno uticati na korisnikovo zadovoljstvo, tako da predložena tehnologija: • m ora imati ugrađena rešenja za prikaz video sadržaja na različitim TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
95
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
uređajima sa različitim bitskim brzinama; • mora biti laka za instalaciju; • ne sme da bude zahtevna u potrebnim resursima; • treba lako da se integriše u postojeće sisteme prenosa digitalne televizije (Codec, DRM – Digital Rights Management, itd.). Na ovako velike izazove spremni su samo tehnološki giganti na polju komunikacija i povezivanja, a u ovom trenutku, na tom polju to su: „Apple®“ koji promoviše standard HLS; „Google™“ koji predlaže svoju tehnologiju WebM; „Microsoft®“ sa Silverlight Smooth Streamingom; „Adobe“ sa HTTP Dynamic Streamingom, kao i tradicionalno telekomunikaciono orijentisane organizacije kao „3GPP“ ili „MPEG-LA“ koje predlažu MPEGDASH kao standardni protokol.
4.4. Zašto se toliko govori o ovoj tehnologiji? Svi imaju svoje razloge. Operatori imaju dva suprotstavljena razloga: uvođenjem ovog servisa mogu da dođu do korisnika koji više nisu samo na njihovoj mreži, ali istovremeno su i njihovi korisnici postali dostupni drugim davaocima ovakve usluge. Vlasnici sadržaja vide šansu da direktno pristupe krajnjem korisniku, a proizvođači potrošačke elektronike vide svoju priliku da ponude tržištu nove uređaje koji ovu tehnologiju podržavaju. Na kraju, korisnici sigurno dobijaju raznovrsniju ponudu. Kvalitet te ponude direktno zavisi od potrebnog protoka za gledanje video sadržaja, što je obično između 512 Kb/s i 3 Mb/s. Zadovoljstvo tim kvalitetom je odluka njegovog veličanstva koje se zove „korisnik“. 96
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012
5. Digitalna stanica Kablovski operator RADIJUS VEKTOR za sada koristi standard DVB-C za isporuku digitalnih kanala svojim korisnicima. Digitalnu stanicu kablovskog operatora RADIJUS VEKTOR u osnovi čini platforma „Luminato“ finskog proizvođača „Teleste“, koja u potpunosti podržava standarde DVB. „Luminato“ je modularna platforma koja podržava sledeće tipove modula: satelitske TV prijemnike po standardu DVB-S/ S2, zemaljske TV prijemnike po standardu DVB-T/T2, digitalno-digitalne konvertore DVB-ASI to IP i modulatore za distribuciju digitalnih TV kanala po standardu DVB-C. Satelitski prijemnici se koriste za akviziciju satelitskog signala, dekodiranje kodiranih kanala, demultipleksiranje kanala i konverziju u IP saobraćaj (IP TS – IP Transport Stream). S obzirom na to da je za neke TV kanale neophodno korišćenje posebnih prijemnika koji imaju samo ASI (Asynchronous Serial Interface) izlaz, korišćenjem konvertora DVB-ASI to IP rešava se problem prijema i obrade takvih kanala i njihove konverzije u IP TS. DVB-C modulatori se koriste za multipleksiranje, kodiranje programa (uz pomoć sistema kodiranja) i modulisanje signala (QAM - Quadrature Amplitude Modulation generator). Pored platforme „Luminato“, digitalnu stanicu kablovskog operatora RADIJUS VEKTOR čine: sistem kodiranja, Broadcast Manager, eksterni DVB-S/S2 prijemnici, enkoderi (konvertori AV to ASI/MPEGoIP“) i EdgeQAM-ovi. Sistem kodiranja se koristi za kontrolu dostupnosti kanala kod korisnika.
Broadcast Manager je eksterni server koji komunicira sa platformom „Luminato“ i služi za insertovanje tabela NIT (Network Information Table), SDT (Service Description Table) i EPG (Electronic Program Guide), kao i za ažuriranje softvera na STB (Set Top Box). Kako se tabele NIT, SDT i EPG formiraju pod kontrolom operatora, moguće je u potpunosti kontrolisati kanale i informacije o kanalima koje korisnik vidi na svom TV prijemniku koristeći ugrađene ili spoljne STB-ove. Enkoderi služe za konvertovanje AV kanala, iz prijemnika za analogne TV programe, u digitalni format (ASI, MPEGoIP). Sastavni deo digitalne stanice kablovskog operatora RADIJUS VEKTOR čini i sistem za monitoring kanala. RADIJUS VEKTOR koristi monitoring sistem norveškog proizvođača „BridgeTech“. Sistem vrši kontinualni monitoring, 24/7, oko 120 programa istovremeno. U mreži kablovskog operatora RADIJUS VEKTOR na području Beograda koristi se modulacija QAM256 koja omogućava da se po jednom analognom televizijskom kanalu širine 8 MHz prenese do 50 Mb/s podataka. Za jedan digitalni kanal standardne rezolucije u formatu MPEG-2 prosečno je potrebno oko 4 Mb/s, dok je za digitalni kanal visoke rezolucije (HD kanal) u formatu MPEG-4 prosečno potrebno oko 10 Mb/s. Tako se po jednom televizijskom kanalu korisniku isporuči oko 10 programa SD kvaliteta ili oko 4 programa HD kvaliteta. Digitalna stanica kablovskog operatora RADIJUS VEKTOR je u osnovi IP. Pomoću prijemnika DVB-S/S2 i modula
Milovan nikić, Miroslav Stantić, Miroslav Jovanović, Bratislav golubović video servisi i servisi u domenu digitalnih usluga na optičko-koaksijalnim mrežama kablovskog operatora Radijus vektor Telekomunikacije, 2012, broj 09, godina v, str. 92-98
Slika 2. Blok šema digitalne stanice
DVB-ASI formiraju se multikast SPTS (Single Program Transport Stream) za svaki kanal posebno, koji se preko protokola UDP prenosi do EdgeQAM-a i sonde za monitoring kanala.
ukaže potreba za takvom vrstom usluge. S obzirom na to da RADIJUS VEKTOR u svojoj mreži ima implementiran „EuroDOCSIS 3.0“, spreman je da sa malo napora uvede uslugu OTT.
Drugi izazov je bio formiranje digitalnog servisa, programskih paketa, programske šeme (konfigurisanje Broadcast managera) i sistema za kodiranje (Conditional Accessa).
EdgeQAM ima dve funkcije. Prva i osnovna je da izvrši multipleksiranje kanala i modulisanje u QAM signale koji su kompatibilni sa standardom DVB-C. Druga funkcija je da, uz pomoć spoljnog sistema kodiranja, izvrši kodiranje kanala. Spoljni sistem kodiranja treba da omogući grupisanje kanala u tematske pakete koji se najčešće nude korisnicima.
I na samom kraju treba napomenuti izazove koji su postojali u toku puštanja u rad digitalne stanice.
I na kraju se kao izazov pojavila dilema na kom mestu u mreži aktivirati sistem za kodiranje servisa digitalne televizije. Analizom se došlo do zaključka da se sistem za kodiranje (CA - Conditional Access) aktivira na uređajima EdgeQAM.
Činjenica da su svi kanali u formatu multikast SPTS omogućava da se bez ikakvih promena u samoj akviziciji kanala pređe na IPTV ili OTT, ukoliko se
Kao prvo, to je bio izbor prijemnika za prijem i dekodiranje satelitskih kanala. To se prevashodno odnosi na izbor proizvođača koji može da zadovolji kriterijume proizvođača TV programa, tip satelitskog TV prijemnika DVB-S ili DVB-S2, tip zemaljskog TV prijemnika DVB-T ili DVB- T2, jedan ili više istovremeno dekodiranih TV programa u prijemniku, ASI ili MPEGoIP izlaz.
Implementacija izabranih tehničkotehnoloških rešenja, uz maksimalno angažovanje stručnog tehničkog kadra, omogućila je da RADIJUS VEKTOR pruži svojim korisnicima uslugu visokog kvaliteta. TElEkoMUnikACiJE | MAJ 2012
97
STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 09 |
Literatura [1] Th omas Plevyak et al., Next Generation Telecommunications Networks, Services and management, IEEE Press Series on Network Management, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2010. [2] Cisco DOCSIS 3.0 Downstream Solutioin Design and Implementation Guide, CISCO , 2010 [3] Optical Communication in 2025, E.Desurvire Alcatel Workshop 2005.
Autori Milovan Nikić je diplomirao (1989) i magistrirao (1996) na Elektronskom fakultetu u Nišu na Katedri za računarsku tehniku. Od 1989. do 1996. godine radio je kao asistent na Elektronskom fakultetu u Nišu na Katedri za računarsku tehniku gde je držao računske i laboratorijske vežbe iz više predmeta. Od 1996. do 2003. godine radio je u preduzećima “CIP INFO”, “AUTEL AV” i “S-Soft”. Od 2003.g. radi u Radijus Vektoru. Miroslav Stantić je diplomirao (2007) na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu. U Radijus Vektoru radi od 2008. godine. Miroslav Jovanović je završio ETŠ „Nikola Tesla“ (1994). Od 1996. do 2000. godine radio je u organizaciji Savez energetičara Jugoslavije, od 2000. do 2003. godine u preduzećima „Sloga“ i „Trako invest“. Od 2003. godine radi u Radijus Vektoru. Bratislav Golubović je diplomirani inženjer elektrotehnike. Radio je u Istraživačko razvojnom institutu Elektronske industrije Niš (IRIN), u Laboratoriji za merno-regulacionu tehniku, na radnom mestu inženjera razvoja. Posle toga je radio u preduzeću Pogled telekomunikacije na radnom mestu rukovodioca Kablovsko distributivnih sistema. Trenutno radi u preduzeću Radijus Vektor na radnom mestu direktora Sektora za razvoj i planiranje mreža.
98
TELEKOMUNIKACIJE | MAJ 2012