Issuu on Google+


UVODNA REč SADRžAJ

Uvodna reč urednika Poštovani čitaoci, Među radovima koje objavljujemo u sedmom broju svog časopisa, pored tri rada koji se bave tržišnim i regulatornim aspektom telekomunikacija, predstavljamo i izuzetno atraktivan rad o perspektivi realizacije superbrzih optičkih računara, odnosno fotonskih informaciono-komunikacionh sistema. Rad o strategijskom upravljanju poslovnim performansama u telekomunikacionim kompanijama ima za cilj da pokaže da na merenje i analizu performansi telekomunikacionih kompanija veliki uticaj imaju njihov izuzetno brz rast i uvođenje promena i tehnoloških inovacija čiji je rok eksploatacije izuzetno kratak. Osim toga, rad promoviše hrabrije uključivanje koncepata strategijskog upravljačkog računovodstva u praksu, s obzirom na to da istraživanja pokazuju njeno značajno zaostajanje za teorijskim dostignućima ostvarenim u oblasti upravljačkog računovodstva. Silicijumska fotonika je već neko vreme u žiži istraživačke javnosti, kako zbog velikog potencijala, tako i zbog ogromnog napretka ostvarenog u proteklih nekoliko godina. Grupa naučnika, koja se ovom tehnologijom bavi u okviru Grupe za silicijumsku fotoniku Instituta za napredne tehnologije pri Fakultetu za inženjerstvo i fizičke nauke Univerziteta u Sariju, i koja je rezultate svojih istraživanja objavila u vrhunskim međunarodnim časopisima, predstavila je njene osnovne prednosti i mogućnosti primene za izgradnju buduće generacije superbrzih računara i optičkih telekomunika-

cija u svom preglednom radu. Autori su takođe opisali i svoje skorašnje rezultate iz oblasti optičke modulacije. Ovaj broj donosi i nastavak rada o bežičnim senzorskim mrežama, objavljenog u trećem broju našeg časopisa. Trenutno aktuelnom problematikom zaštite od nejonizujućeg zračenja bavi se rad u kome se govori o potrebi donošenja nacionalnih pravilnika o granicama i izvorima nejonizujućih zračenja, a u cilju otvaranja novih mogućnosti za zaštitu i unapređenje kvaliteta života i rada stanovništva. Interesantan je rad, napisan na engleskom jeziku, koji se bavi konceptom ivičnih mreža i femtoćelija, od kojih se očekuje da budu naredni korak u razvoju telekomunikacija. Rad o načinu realizacije paketske mreže Elektroprivrede Srbije opisuje telekomuniacioni sistem ovog velikog preduzeća kao jedinstvenu komunikacionu strukturu za podršku njegovim operativnim i poslovnim servisima. Naredni broj je, u skladu sa ustaljenom dinamikom, planiran za TELFOR 2011. Očekujemo nove radove i nove stručne i naučne doprinose. Glavni i odgovorni urednik Prof. dr Jovan Radunović

Sadržaj STRATEGIJSKO UPRAVLJANJE POSLOVNIM PERFORMANSAMA U TELEKOMUNIKACIONIM KOMPANIJAMA (SLUčAJ COMPREHENSIVE HOME COMMUNICATIONS, SAD)

02

PREGLED KONCEPATA FORMIRANJA CENE INTERKONEKCIJE

prof. dr Vlade Milićević

SILICIJUMSKI OPTIčKI MODULATORI ZA NOVU GENERACIJU RAčUNARA I OPTIčKIH TELEKOMUNIKACIJA

12

prof. dr Goran Z. Mashanovich Frederic Y. Gardes David Thomson Youfang Hu Renzo Loiacono Nathan Owens Milan M. Milošević Miloš Nedeljković Arifa Nazir Ahmed Naslov: TELEKOMUNIKACIJE, stručno-naučni časopis Republičke agencije za elektronske komunikacije www.telekomunikacije.rs Glavni i odgovorni urednik: prof. dr Jovan Radunović Redakcija: prof. dr Jovan Radunović, prof. dr Miroslav Dukić, dr Milenko Cvetinović, dr Milenko Ostojić, prof. dr Grozdan Petrović, prof. dr Vlade Milićević, prof. dr Zoran Arsić, doc. dr Milan Janković, prof. dr Borislav Odadžić, dr Vladica Tintor Sekretar: dr Vladica Tintor

REALIZACIJA PAKETSKE TELEFONSKE MREžE ELEKTROPRIVREDE SRBIJE

Paul Thomas Robert Topley Graham T. Reed

20

mr Aleksandra Kostić-Ljubisavljević doc. dr Milan Janković

BEžIčNE SENZORSKE MREžE II DEO: PREGLED KOMUNIKACIONE ArhITEKTUrE

38

mr Goran B. Marković prof. dr Miroslav L. Dukić

EDgE NETwOrKs & INVErTED 4g prof. dr Dragan Bošković dr Milan Kovačević

53

Lektori: Zorana Nedić, Aleksandra Stefanović, Maja Belanov Izdavač: Republička agencija za elektronske komunikacije (RATEL) Višnjićeva 8, 11000 Beograd, Republika Srbija tel. +381 11 3242 673 fax. +381 11 3232 537 www.ratel.rs Dizajn i priprema za štampu: MaxNova d.o.o. Takovska 45/6, 11000 Beograd, Srbija Štamparija: PARAGON, Zlatiborska 32b; 11080 Zemun, Srbija

64

Ljiljana čapalija dr Slavoljub Lukić

ISKUSTVA U PRIMENI NACIONALNIH PRAVILNIKA O NEJONIZUJUćIM ZRAčENJIMA

70

doc. dr Anamarija Juhas mr Miodrag Milutinov prof. dr Neda Pekarić-Nađ

METODOLOŠKI OKVIR ZA MODELIRANJE POLITIKE TELEKOMUNIKACIJA

78

mr Marijana Petrović prof. dr Nataša Gospić prof. dr Snežana Pejčić Tarle

ISSN broj: 1820-7782 CIP – Katalogizacija u publikaciji Narodne biblioteke Srbije COBISS.SR-ID 147866124 Copyright © 2010 RATEL Zabranjeno je preuzimanje i objavljivanje radova objavljenih u časopisu bez saglasnosti izdavača. Sva prava zadržana. Tiraž: 1000 primeraka 7. broj Beograd, jul 2011.


STRATEGIJSKO UPRAVLJANJE POSLOVNIM PERFORMANSAMA U TELEKOMUNIKACIONIM KOMPANIJAMA Vlade Milićević

Slučaj Comprehensive Home Communications, SAD1

1. UVOD Donošenje zakona o telekomunikacijama 1996. godine omogućilo je na osnovama neregulisane konkurencije otvaranje brojnih lokalnih telekomunikacionih tržišta širom SAD. Kao posledica toga, u periodu od 1996. do 2000. godine osnovano je na stotine konkurentskih lokalnih telekomunikacionih kompanija, dok uzavrelo tržište kapitala obezbeđuje u tom periodu na milijarde dolara kapitala za finansiranje njihove delatnosti. Rad koji je pred vama bavi se analizom slučaja jedne od najbolje kapitalizovanih kompanija u ovoj oblasti u to vreme, tj. Comprehensive Home Communications (u nastavku CHC) iz Atlante u državi Džordžija. U osnovi, analiza ovog slučaja ima za cilj da pokaže kako konvencionalna mudrost prilikom merenja i analize performansi telekomunikaci2 1

Svi podaci za ovaj slučaj preuzeti su iz knjige Contemporary Issues in Management Accounting, ed. by A., Bhimani, i tamo datog napisa J., Shank, „Strategic Cost Management: Upsizing, Downsizing, and Right(?) sizing“, Oxford University Pres, 2006, pp. 354-379.


Strategijsko upravljanje poslovnim performansama u telekomunikacionim kompanijama

onih kompanija koje neslućeno brzo rastu, brzo se menjaju, uvode tehničke inovacije čiji se rok eksploatacije vidno skraćuje i sl., može da zamagli njihovu ekonomsku realnost. Takođe, naredna izlaganja imaju za cilj da promovišu hrabrije uključivanje koncepata strategijskog upravljačkog računovodstva u praksu, pošto veoma ozbiljna istraživanja na ovu temu pokazuju značajno zaostajanje u odnosu na teorijska dostignuća ostvarena u poslednjih dvadesetak godina koje se mogu proglasiti za najplodniji istraživački period u oblasti upravljačkog računovodstva. Konačno, predstavljanje i analiza slučaja kompanije CHC ima za cilj trasiranje puta kojim bi trebalo da krenu i ovdašnji operatori i regulatorno telo kako bi poslovanje u oblasti telekomunikacija učinili još efikasnijim i transparentnijim.

2. VIZIJA KOMPANIJE Početkom 1997. godine CHC je uživala ugled kompanije koja na jugoistoku SAD može uspešno da konkuriše postojećim telefonskim, kablovskim i Internet provajderima. Takođe, kompanija je bila poznata i po franšizama za kablovsku televiziju u Džeksonu u Misisipiju i Čarlstonu u Južnoj Karolini. Polazeći od činjenice da je EBITDA2 za telefonske sisteme dostigla 40% a za kablovske sisteme 30%, Majls Džonson, izvršni direktor3 kompanije CHC, je javnosti početkom 1997. godine hrabro prestavio viziju kompanije prema kojoj CHC želi naprosto da „preplavi“ jugoistok SAD razgranatom optičkom mrežom. Takođe, iskustvena ostvarenja, pre svih ona finansijske prirode, navela su vrhovni menadžment CHC-a da razmišlja u pravcu razvoja tzv. kapsularnog biznisa koji bi

2 3 4

Tabela 1. Skraćeni prikaz poslovnog plana CHC-a

A. POLAZNE PRETPOSTAVKE - Uložiti 667$ u osnovnu mrežu za svako pokriveno domaćinstvo (u narednih 20 godina); - Obezbediti priključak za 67% domaćinstava (1.000$ po priključenom domaćinstvu); - Uložiti 500$ u troškove korisničke opreme i troškove povezivanja domaćinstava na priključnu mrežu (u periodu od 10 godina); - Mesečna naknada iznosila bi 125$ za pristup kablovskoj TV i Internetu velike brzine, kao i za neograničene lokalne i međugradske telefonske usluge, bez naknada za priključak i dodatnih troškova; - Direktni troškovi, operativni troškovi i EBITDA iznose 1/3 prihoda, što je 500$ pre odbitka poreza ili 300$ po odbitku poreza po stopi od 40%. B. PRIKAZ DESETOGODIŠNJEG NOVČANOG POVRAćAJA Ulaganja

Poreska olakšica

Operacije

Neto novčani tok

Nulta godina

(1.500)

40*

-

(1.460)

1-10 godina

-

40

300

340

NPV4 za 10 godina uz 10% zahtevanog prinosa = 629$ IRR za 10 godina = 19% realno * 1.000/20 x 0,40 = 20; 500/10 x 0,4 = 20; Ukupno 40

podrazumevao objedinjavanje telefonskih usluga, usluga prijema TV signala i usluga pristupa Internetu u jedinstvenu mrežu. Takvo opredeljenje menadžmenta ubrzo je pretočeno u opipljiv poslovni plan sa kojim je ova kompanija izašla na Vol strit. Ukratko, to je izgledalo kao u Tabeli 1. Sa ovdašnje distance može se lako zaključiti da je jedna ovakva računica bila više nego dovoljna da Džonson, inače tada veoma ugledan menadžer iz oblasti telekomunikacija, obezbedi razgovore sa ozbiljnim investitorima koji su bili spremni da podrže ovakve planove. Naravno, u svim takvim razgovorima Džonson nije propustio priliku da ukaže na to kako će CHC obezbediti prepoznatljive koristi za postojeće i nove korisnike usluga, da će to biti ispraćeno znatno nižim cenama od konkurencije, te naglašenom brigom za obezbeđivanje velikih brzina protoka i realno visokog kvaliteta korisničkih

usluga, što nije bilo opredeljenje prisutnih operatora koji su imali monopol u pružanju telefonskih i kablovskih usluga.

3. VREME USPONA Epilog prethodne priče mogao bi se predstaviti pomoću nekoliko činjenica. Najpre, CHC je na tržištu kapitala u periodu od 1997. do kraja 1999. godine, uspeo da pribavi oko 3,8 milijardi dolara. Od tog iznosa jedna milijarda je pribavljena od jednog veoma uglednog privatnog investitora u vidu konvertibilnih preferencijalnih akcija, dve milijarde su pribavljene putem emisije akcija, 0,3 milijarde je iznosio konvertibilni dug, a ostatak, tj. 0,5 milijardi dolara bilo je pokriveno hipotekarnim dugom. Zanimljivo je napomenuti i to da je prethodno navedena suma prilično jednostavno obezbeđena. Naime, svaki put kada bi CHC „probio led“

Ova skraćenica je već odomaćena u stručnoj literaturi. Ona predstavlja zaradu preduzeća pre nadoknade troškova kamata i amortizacije i koristi se kao jedan od pokazatelja profitabilnosti preduzeća. CEO kompanije ChC. Skraćenica NPV u ovom prikazu i nastavku napisa označava neto sadašnju vrednost koja predstavlja jednu od dinamičkih metoda zasnovanih na diskontovanim novčanim tokovima, a koja se u korporativnim finansijama koristi za vrednovanje investicionih projekata, odnosno preduzeća. U suštini, NPV predstavlja razliku između sadašnje vrednosti očekivanih godišnjih neto novčanih tokova od eksploatacije određenog projekta i sadašnje vrednosti inicijalnog kapitalnog (tj. novčanog) izdatka, pri čemu se kao diskontna stopa obično koristi prosečna cena kapitala ili zahtevana stopa prinosa, kao što je to slučaj u našem primeru. Skraćenica IRR označava internu stopu prinosa koja, takođe, spada u red dinamičkih metoda i u suštini predstavlja diskontnu stopu pri kojoj je ukupna sadašnja vrednost neto novčanog toka od eksploatacije nekog projekta jednaka sadašnjoj vrednosti inicijalnog kapitalnog ulaganja. Kako bi dalje elaboriranje ovih metoda ozbiljno narušilo okvire ovog rada, o tome je moguće više informacija dobiti u većini udžbenika iz oblasti upravljanja korporativnim finansijama.

3


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

u nekom novom gradu, tržište kapitala bi ga nagradilo porastom cena njegovih akcija. Džonson je to veoma brzo uvideo i nastavio vispreno da „probija led“, zatim da prati kako raste cena akcija, prikuplja još svežeg novca, pa ponovo „probija led“ u nekom drugom gradu, i tako sve u krug. Drugim rečima, ubrzo je ovo postala prepoznatljiva finansijska strategija CHC-a. Solidan rast prihoda, oduševljenje investitora, zadovoljstvo menadžera i zaposlenih i medijska pažnja, učinili su da CHC postane „čudo nove ekonomije“, uprkos sve većim poslovnim gubicima. Kao vrhunac svega, ranije pomenuti prvi čovek CHC-a bio je ponosan i nije silazio sa reklama koje su se vrtele na lokalnim kablovskim kanalima. U njima se on zahvaljivao hiljadama zaposlenih što svojim pregalaštvom doprinose izgradnji poslovne imperije. I, kao što to obično biva, ni raskošni prijemi nisu izostali kao poslastica samoproklamovanog uspeha.

4. VREME OTREŽNJENJA

U jesen 1999. godine CHC dostiže svoj zenit. Naime, cena njegovih akcija dostiže 52$ i veoma se približava ceni konverzije konvertibilnih preferencijalnih akcija koja je u tom trenutku iznosila 60$. Vrednost osnovnog kapitala dostiže 4 milijarde dolara, a kada se tome doda emisija preferencijalnih akcija i 800 miliona dolara duga, vrednost čitave kompanije u tom trenutku iznosila je oko 5,8 milijardi dolara, dok je uslugama bilo pokriveno 1,4 miliona domaćinstava.

Međutim, uprkos svemu, menadžment CHC-a je u okolnostima zatvaranja mnogih tržišta kapitala, brzo shvatio da se fokus poslovanja mora što pre pomeriti sa brze izgradnje infrastrukture, na obezbeđivanje potrebne gotovine koja će omogućiti nesmetan nastavak poslovanja. Istovremeno, i strategija CHC-a je morala da pretrpi promene. Naime, kao novi strategijski fokus kompanije promovisano je profitabilno poslovanje sa pozitivnim novčanim tokom na osnovu 1,4 miliona domaćinstava koja su već bila pokrivena mrežom u osam gradova. Džonson i njegov menadžerski tim praktično su verovali u održivost plana za smanjenje obima aktivnosti u uslovima finansijske krize iako nikada nisu pristupili razvoju konkretnog modela za upravljačke programe i kontrolne sisteme.

Na drugoj strani, poslovanje CHC imalo je za posledicu gubitak novca od 100, 200 i 300 miliona dolara u 1998, 1999. odnosno 2000. godini. No, uprkos svemu menadžment je odlučio da u budućnost još odlučnije iskorači planirajući još veću ekspanziju koja se očitavala kroz nameru da do 2002. godine pokrije 8 miliona, a priključi 3 miliona domaćinstava. 4

TELEKOMUNIKACIJE | JUL JUN 2011 2011

Početkom februara 2000. godine dolazi do kolapsa tržišta kapitala u SAD. Mnoštvo neograničenih finansijskih opcija koje je do tada postojalo, praktično je nestalo za samo nekoliko nedelja. Urušavanje tržišta kapitala doveo je mnoge konkurentne lokalne operatore u praktično bezizlaznu situaciju. Za razliku od njih, naša kompanija je u prethodnom periodu uspela da prikupi dovoljnu količinu novca pomoću koje je mogla da finansira započete građevinske radove i poslovne operacije. Tačnije, u trenutku kada je kriza uveliko počela, CHC je raspolagao sa 1,6 milijardi dolara u gotovom novcu. U svemu tome mnogi posmatrači su videli veliku prednost CHC-a u odnosu na konkurenciju koja je grčevito tražila velike gotovinske infuzije, dok su izvori finansiranja nastavljali da presušuju jedan za drugim.

Ubrzo su usledile dve promene menadžmenta, a onda je 2001. godine na pozi-

ciju predsednika i poslovnog direktora CHC-a doveden Endi Dejvis, jedan od poznatijih stručnjaka za spasavanje telekomunikacionih kompanija.

5. VREME NOVIh IZAZOVA Po preuzimanju kompanije Endi Dejvis je odmah konstatovao da između tržišta na kojima CHC nastupa postoje značajne razlike. One se najpre očitavaju u korišćenju različite tehnologije optičke konverzije i prenosa. Nadalje, dva tržišta su „nasleđene“ franšize za kablovsku TV, dok su druga dva opet koristila tradicionalnu tehnologiju prenosa zasnovanu na koaksijalnim kablovima. Kompanija je u ranijem periodu na većini tržišta imala značajna ulaganja u tradicionalnu telekomunikacionu opremu za stvaranje signala, opremu koja je bila potrebna za pristup telefonskim, kablovskim i Internet uslugama (komutacioni sistemi, oprema za emitovanje, ruteri i sl.). Pored razlika u tehnologiji, svih osam tržišta nalazila su se u različitim fazama razvoja. Neka od njih, kao Šarlot na primer, postoje od 1998. godine, i trenutno su potpuno zaokružena sa već uhodanim lokalnim odeljenjima za prodaju, montažu i korisničke usluge. Druga tržišta, poput Berminghama, bila su u ranoj fazi razvoja i zahtevala su značajne infrastrukturne investicije. Naredni prikaz u Tabeli 2. dovoljno slikovito govori o svim uočenim razlikama između osam CHC-ovih tržišta. Nakon sagledavanja razlika između tržišta, Dejvisu je bilo potpuno jasno da mora pristupiti definisanju posebnih okvira za poslovno planiranje i kontrolu za svako od njih. Takođe, primetio je da u kompaniji nedostaje sveobuhvatni


Strategijsko upravljanje poslovnim performansama u telekomunikacionim kompanijama

Tabela 2. Informacije o mreži CHC-a

Ukupno

Šarlot

Atlanta

Bermingham

Litl Rok

Džekson

Čarlston

Memfis

Džeksonvil

2.100* 1.419

450 245

500 332

100 65

200 174

70 107

100 160

400 253

280 83

PRIKLJUČCI (u hiljadama): 1. Telefon 2. Kablovska TV 3. Internet

162,4 389,2 73,7

49,8 47,5 27,7

30,9 77,1 16,2

7,4 6,1 3,5

33,1 74,4 5,3

82,6 -

27,6 -

34,1 67,9 17,2

7,1 6,0 3,8

Ukupno % objedinjenosti

625,3 N/A

125,0 69

124,2 21

17,0 92

112,8 14

82,6 0

27,6 0

119,2 4

16,9 89

Investicije u mrežu (u milionima $) Broj pokrivenih domaćinstava (u hiljadama)

* Mreža Korisnička oprema Odloženo aktiviranje

1.840 156 (625,3 x 250$) 106 (625,3 x 170$) 2.100

sistem upravljačke kontrole. Polazeći od svega toga Dejvis je odlučio da svoju misiju otpočne na najzrelijem tržištu, tj. tržištu Šarlota. Prvi izazov na tom planu za njegov upravljački tim bio je da za tržište Šarlota osmisli bilans uspeha koji bi bio zasnovan na principu potpune apsorpcije troškova. Kada je reč o ovom problemu zanimljivo je primetiti da su na nivou CHC-a do tada postojali samo objedinjeni finansijski izveštaji i odabrani statistički podaci za pojedina tržišta. Takođe, sa izuzetkom korporativnog marketinga, opšteg upravljanja i administracije i centralizovanog kol centra, računovodstvo prihoda i rashoda bilo je potpuno decentralizovano i svako lokalno tržište ih je odvojeno vodilo. Ulaganjima u mrežu i održavanje iste upravljalo se na lokalnom nivou, uprkos tome što su relevantni izveštaji o njima bili objedinjeni na nivou CHC-a. Uz pomoć lokalnih menadžera, Dejvis je uspeo da razvije bilans uspeha koji prati lanac snabdevanja korisnika uslugama na tržištu Šarlota. Takav bilans uspeha je po prvi put primenjen za mart 2001. godine, a njegov oblik i sadržina se mogu videti u Tabeli 3.

Pošto je Šarlot predstavljao veoma važno tržište za CHC, menadžment je pred najvažnije investitore izašao sa obećanjima da će se ovo tržište još tokom 2001. godine vratiti u zonu profitabilnog poslovanja merenog visinom „lokalne“ EBITDA. Za postizanje takvog cilja bilo je preko potrebno da kompanija pokaže da ume uspešno da upravlja mrežom koju razvija. Aprila meseca 2001. godine, CHC je još uvek raspolagao gotovim novcem od jedne milijarde dolara. Međutim, poslovanje tokom 2000. godine je pojelo 300 miliona, a za nove investicije u mrežu je potrošeno dodatnih 300 miliona dolara. Kada se ovome doda i to da su poslovane operacije na kraju prvog kvartala 2001. godine rezultovale dodatnim gubitkom novca od 100 miliona dolara, postalo je jasno da otklanjanje problema vezanih za nedostatak novca mora što pre postati primordijalni zadatak menadžmenta. U odnosu na dotadašnju praksu, Dejvis na početku drugog kvartala 2001. godine odlučuje da napravi ozbiljan zaokret. Novina se sastojala u tome da

je on na primeru tržišta Šarlota želeo da promoviše koncept mudrog i agresivnog upravljanja lancem snabdevanja za koji je duboko verovao da će gubitak pretvoriti u opipljiv dobitak i prinos na investirani kapital. Početak primene ovog novog koncepta upravljanja zasnivao se na računovodstvenim podacima iz marta 2001. godine pošto su oni bili najsvežiji za dostignuti obim poslovanja. Iako je, kako smo to u prethodnom prikazu bilansa uspeha pokazali, CHC iskazivao gubitak od blizu 4 miliona dolara mesečno, projektovano je smanjenje gubitka na godišnjem nivou sa 50 miliona u 2000. godini na 30 miliona dolara u 2001. godini. Gubitak „lokalne“ EBITDA u martu 2001. godine bio je nešto manji od 300.000 dolara, dok je gotovinska marža iznosila 23,50 dolara mesečno po priključku. Imajući u vidu prethodno navedeno, menadžment CHC-a je procenio da se ovaj gubitak može eliminisati sa novih 12.000 priključaka. Pošto je u martu dodato 6.100, a otkazano 2.200 priključaka, potrebnih 12.000 priključaka u suštini predstavlja tromesečni neto rast priključaka na tržištu Šarlota. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

5


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Tabela 3. Šarlot, bilans uspeha za mart 2001. godine (u hiljadama $) PRIhODI, TROŠKOVI I REZULTAT

IZNOS

I PRIHODI 1. Telefon 2. Kablovska TV 3. Internet II DIREKTNI TROŠKOVI OBEZBEÐENJA USLUGA 1. Telefon 2. Kablovska TV 3. Internet III DIREKTNA MARŽA: 54% (I-II) 1. Telefon: 64% 2. Kablovska TV: 30% 3. Internet: 61% IV OPERATIVNI TROŠKOVI (OD 1 DO 5) 1. Korisnička akvizicija 1.1. Prodaja 1.2. Alocirani troškovi marketinga 1.3. Troškovi reklame 1.4. Troškovi provizije (50$ po priklj.) 2. Korisničko aktiviranje 2.1. Obrada naloga 2.2. Troškovi instaliranja 2.2.1. Oprema 2.2.2. Instalacija 3. Briga o korisnicima 3.1. Troškovi fakturisanja 3.2. Alocirani troškovi kol centra* 3.3. Podrška korisnicima 3.4. Troškovi naknadne instalacije 3.4.1. Oprema 3.4.2. Instalacija 4. Operativna podrška 4.1. Troškovi održavanja mreže 4.2. Troškovi rada mreže 4.3. Amortizacija mreže 4.4. Amortizacija opreme za kor. pod. 5. Opšti i administrativni troškovi 5.1. Troškovi lokalne administracije 5.2. Alocirani opšti korpor. troškovi V PROFIT PRE POREZA (III-IV) VI GUBITAK EBITDA NA LOKALNOM TRŽIŠTU Napomene:

5.412 2.854 1.727 831 2.473 947 1.205 321 2.939 1.907 522 510 6.709 1.502 577 557 63 305 517 294 223 16 207 1.054 215 538 78 223 15 208 2.223 418 117 1.250 438 1.413 703 710 (3.770) (277)**

* Troškovi kol centra u martu su iznosili 2.690.000$; Ukupan broj priključaka 625.000, od čega na Šarlot otpada 20% (125/625); Alocirani troškovi Šarlota za mart mesec iznose 538.000$ ili 20% od 2.690.000$.

** Ukupni gubitak Dodatni odbici: Amortizacija mreže Amortizacija opreme za korisničku podršku Alocirani troškovi marketinga Alocirani troškovi kol centra Alocirani opšti korporativni troškovi Gubitak EBITDA na lokalnom nivou 6

5

(3.770) 3.493 1.250 438 557 538 710 (277)

6. NPV ŽIVOTNOG CIKLUSA ZLATNOG RAČUNA (KORISNIKA) Imajući u vidu da je prethodno prikazana forma bilansa uspeha bila prilično agregirana, na osnovu nje nije bilo moguće dokučiti neke veoma važne detalje. Recimo, zbog toga što su u takvom bilansu uspeha bili objedinjeni jednokratni i tzv. repetitivni troškovi 5, nije bilo moguće ispratiti niti projektovati dugoročnu profitabilnost novih računa korisnika koje je CHC otvarala svakog meseca. Zbog svega toga Dejvis je pogrešno očekivao da bi svaki novootvoren račun na tržištu Šarlota morao da bude uveliko „u plusu“. Međutim, istina je bila nešto sasvim drugo a to je da su se lokalne aktivnosti u Šarlotu opasno bližile gotovinskoj prelomnoj tački, dok su ti isti novi računi iziskivali sve veće jednokratne troškove. Zbog svega navedenog Dejvis je konačno shvatio da bi analiza višegodišnje NPV jednog novog računa mogla da posluži kao čvrsto uporište na osnovu koga bi on mogao da ubedi investitore da je CHC zaista učinio ozbiljan zaokret u pravcu obezbeđivanja buduće profitabilnosti. Da bi dokazao održivost svog poslovnog plana Dejvis je za „jedinicu analize“ izabrao tzv. „zlatnog korisnika“. Bili su to u stvari najbolji novi korisnici koji su se pretplatili na tzv. „zlatni plan“ CHC-a, tj. neograničene lokalne i međugradske telefonske usluge, pedeset kablovskih kanala uključujući i HBO i neograničen pristup Internetu – i to sve za 125$ mesečno. Činilo se da objedinjavanje ovih usluga pruža CHC-u najviše izgleda za amortiza-

Jednokratni su trenutne prirode i retko se tokom godine ponavljaju, dok repetitivni troškovi predstavljaju uobičajene troškove koji nastaju svake godine, naravno u različitim iznosima.


Strategijsko upravljanje poslovnim performansama u telekomunikacionim kompanijama

Tabela 4. Priključci

Ukupno aktivirani

Objedinjeni u %*

Novi

Isključeni

Telefon

49.800

80

2.600

1.100

Kablovska TV

47.500

67,5

2.000

700

Internet

27.700

100

1.500

400

Ukupno

125.000

69

6.100

2.200

* Dve ili više usluga po domaćinstvu (86.250 priključaka) Kapitalni izdaci za novu mrežu 1.440.000$ Nove investicije u korisničku opremu 1.525.000$ (6.100 x 250$) Nove investicije u odloženo korisničko aktiviranje 1.037.000$ (6.100 x 170$), oprema 73.000$ i instalacije 964.000$ Tabela 5. Investicije po „zlatnom korisniku“

Ukupne investicije u mrežu u Šarlotu Broj pokrivenih domaćinstava Maksimalni priključci (245.000 x 3) Razuman maksimalni % domaćinstava koja koriste usluge (40%) Investicije po priključku (400.000.000$ : 294.000) Jedan zlatni korisnik (za 3 priključka = 3 x 1.360$)

400.000.000$ 245.000 735.000 294.000 1.360$ 4.080$

Tabela 6. Troškovi amortizacije

TROŠKOVI AMORTIZACIJE MREŽE (15.000.000 : 400.000.000 = 3,75%): Osnovna infrastruktura sa vekom korišćenja od 30 godina vredi 300.000.000$ Tehnološka unapređenja sa vekom trajanja od 20 godina vredna 100.000.000$

15.000.000$ 10.000.000$ 5.000.000$

Mesečni troškovi amortizacije (15.000.000$ : 12 meseci)

1.250.000$

TROŠKOVI AMORTIZACIJE KORISNIČKE PODRŠKE Ukupna ulaganja za period od 10 godina (125.000 priključaka x 420$) Korisnička oprema po jedinici Troškovi odloženog aktiviranja po jedinici

52.500.000$ 250$ 170$

Ukupno

420$

Mesečni troškovi amortizacije (52.500.000$ : 10 godina : 12 meseci)

ciju ranije preduzetih prilično velikih investicija. U vezi sa prethodnim opredeljenjima od glavnog finansijskog analitičara je zatraženo da utvrdi desetogodišnju NPV jednog „zlatnog korisnika“

6

438.000$

na tržištu Šarlota i da na osnovu svega toga predvidi profitabilnost čitave mreže, odnosno profitabilnost nove mreže po okončanju njenog stavljanja u eksploataciju. Naredni prikazi, Tabele 4, 5. i 6, predstavljaju osnovu za analizu NPV „zlatnog korisnika“. 6

7. ANALIZA POSLOVANJA ChC POMOćU KONCEPTA STRATEGIJSKOG UPRAVLJANJA troškovima Na početku ovog dela rada konstatujmo najpre da slučaj CHC kompanije nismo nimalo slučajno odabrali. Naime, prema našem mišljenju on predstavlja adekvatnu ilustraciju života firmi koje se brzo menjaju i koje zbog suvišnog oslanjanja na oficijelne izveštaje zasnovane na istorijskim troškovima, često izgube iz vida osnove ekonomske realnosti. Sledi epilog ove naše priče i, nadamo se, korisne lekcije. Podsetimo se da se CHC na početku 2001. godine, nalazila pred veoma važnim strategijskim izborom koji je komplikovao sadejstvo mnogih faktora, od kojih su najvažniji: • Poslovanje na osam lokacija od kojih je svaka koristila različitu tehnologiju i nalazila se u različitoj fazi razvoja, • Postojanje zajedničkih finansijskih izveštaja, kao i posebnih finansijskih izveštaja za svaku lokaciju, • Dvoumljenje menadžera kome se prikloniti - novčanom toku ili profitu na obračunskoj osnovi, • Postojanje još jedne dileme - godišnji izveštaji ili analiza višegodišnje NPV, • Isticanje EBITDA kao ključnog pokazatelja uspešnosti zasnovano na uverenju da treba odabrati merilo na osnovu koga će CHC ostaviti najbolji utisak u javnosti, • Ponuda više različitih usluga sa različitim prihodima, troškovima i operativnim karakteristikama, • Izražena želja najvišeg menadžmenta

Dodatne informacije o zlatnom računu: mesečni prihod 125$, mesečni direktni troškovi proizvoda 55$, jednokratna prodajna provizija prilikom akvizicije 50$ po priključku, tj. ukupno 150$. Ukupni operativni troškovi su korišćeni iz prethodno datog prikaza bilansa uspeha.

7


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

da projektuje sliku o profitabilnosti kompanije bez dovoljno znanja o tome kako se profitabilnost procenjuje, • Povezani miks jednokratnih izdataka i repetitivnih troškova na svakom tržištu, • Primena istorijskih ili troškova zamene za kapitalne investicije sa neodređenim vekom trajanja i uz brze tehnološke promene i inovacije i, konačno • Fokusiranje finansijskog menadžmenta na Vol strit umesto na strategijsko upravljanje troškovima. Glavni posao konsultantskog tima koji je angažovao predsednik kompanije bio je razjašnjenje strategijskog konteksta upotrebe koncepta strategijskog upravljanja troškovima za kreiranje poslovnog plana koji bi omogućio spasavanje kompanije. Sprovođenje ovog zadatka podrazumevalo je pokretanje nekoliko važnih tema iz oblasti strategijskog upravljanja troškovima, i to: obračuna troškova zasnovanog na aktivnostima, analize lanca vrednosti snabdevanja, obračuna troškova tokom životnog ciklusa i analiza višegodišnje profitabilnosti proizvoda i usluga zasnovana na NPV.7 U sklopu većine ovih tema nametnulo se pitanje izbora „jedinice za analizu“ koja bi predstavljala celokupno poslovanje kompanije. Izbor je opet pao na „jednog zlatnog korisnika“ na uhodanom tržištu. Treba napomenuti na samom početku da je u ovakvim slučajevima izbor jedinice za analizu mnogo važniji predmet istraživanja nego što se to obično shvata. U nastavku sledi analiza višegodišnje perspektive neto sadašnje vrednosti poslova CHC. Najpre pokušajmo da odgovorimo na pitanje kolika je životna NPV jednog zlatnog korisnika u Šarlotu pri zahtevanoj stopi prinosa od 10%? Kao osnova 8

7

za odgovor mogao bi da nam posluži obračun prikazan u Tabeli 7. Zarad lakšeg praćenja slučaja, u Tabeli 8. je prikazano kako su dobijene neke od prethodno datih vrednosti.

Životna NPV u svakoj fazi i kumulativno duž celog lanca snabdevanja, može biti obračunata na način predstavljen u Tabeli 9. Zanimljivo je na samom početku primetiti da zlatni korisnik pokazuje ne-

Tabela 7. Analiza životne NPV i IRR

PREGLED DESETOGODIŠNJEG NOVČANOG TOKA PO ODBITKU POREZA PO STOPI OD 40% Nulta godina

1-10 godina

Kapital Jednokratni izdaci

(5.340)$ (578)$

964$ x 0,6

Ukupno na nivou nulte godine

(5.918)$

Gotovinska marža Briga o korisnicima Gotovina za operativnu podršku Opšti i administrativni troškovi

840$ (303)$ (65)$ (173)$

229$ x 0,6 Poreska olakšica po osnovu amortizacije 279$ x 0,4 Ukupno na nivou godine NPV za 10% = (4.130$) IRR za 10 godina je negativna

179$ 112$ 291$

Tabela 8. Analitički prikaz uloženog kapitala i troškova

A. Uloženi kapital Prosečan udeo mreže Korisnička oprema Korisničko aktiviranje B. Jednokratni izdaci 1. Korisnička akvizicija Provizija Prodaja i reklamiranje 2. Korisničko aktiviranje Obrada naloga Otprema/instaliranje C. Godišnja gotovinska marža Prihodi Direktni troškovi D. Redovni (repetitivni) godišnji troškovi 1. Briga o korisnicima fakturisanje Kol centar Korisnička podrška Usluga instaliranja 2. Operativna podrška Održavanje mreže Rad mreže Amortizacija mreže Amortizacija korisničke opreme Oprema Kapitalizovana akvizicija 3. Opšti i administrativni troškovi

Prikazano u Tab. 5 250 x 3 170 x 3

4.080$ 750$ 510$

5.340$

994$

(294 : 6.100) x 3 (223 : 6.100) x 3

739$ 150$ 589$ 255$ 145$ 110$

125 x 12 55 x 12

1.500$ (660)$

50 x 3 (1.197 – 6.100) x 3

840$

1.054$

303$ (215 : 125k) x 3 x12 (538 : 125k) x 3 x12 (78 : 125k) x 3 x12 (223 : 125k) x 3 x12

62$ 155$ 22$ 64$

(418 : 294k) x 3 x 12 117 : 294k x 3 x 12 4.080 x 3,75%

51$ 14$ 153$ 126$

250 x 3 : 10 170 x 3 : 10

75$ 51$

344$

(1.413:294) x 3 x 12

173$

Navedene tehnike obračuna i upravljanja troškovima su prilično fundirane u literaturi iz oblasti upravljačkog računovodstva (managment accounting) i već nalaze široku primenu u dobro vođenim kompanijama širom razvijenog poslovnog sveta.


Strategijsko upravljanje poslovnim performansama u telekomunikacionim kompanijama

Tabela 9. Desetogodišnja NPV pri stopi od 10% i poreskoj stopi od 40%

Uloženi kapital Mreža (4.080$) Priključak korisnika (1.260$) Poreska olakšica Troškovi puštanja u rad Gotovinska marža* Briga o korisnicima* Operativna podrška* Administracija*

IZNOS U $

PV POSLE POREZA U $

kumulativNa NPV U $

(4.080) (1.260) 279/godina 964 840/godina 303/godina 65/godina 173/godina

(4.080) (1.260) 688 (578) 3.097 (1.117) (240) (640)

(4.080) (5.340) (4.652) (5.230) (2.133) (3.250) (3.490) (4.130)

* Desetogodišnja NPV anuitetne otplate jednog $ iznosi 6,14$ po stopi od 10%. Tako, na primer, 840$ x 0,6 x 6,14 = 3.097$

gativnu NPV bez uzimanja u obzir bilo kakvih operativnih troškova! Za date stvarne troškove izgradnje mreže, priključivanja i aktiviranja korisnika, ukupna gotovinska marža po korisniku trebalo bi da bude 1.420$ godišnje kako bi CHC ostvario prinos od 10% (n = 10, i = 10, PV = 5.230$, FV = 0, PMT = ? sledi da je PMT = 852$ odnosno 1.420$ pre poreza), što iznosi 1.420$ prema sadašnjih stvarnih 299$! Uz gotovinske izdatke od 541$, gotovinska marža mora da bude 1.961$ godišnje (561 + 1.420). Pri stopi marže od 56% godišnji prihod mora da iznosi 3.502$. Drugim rečima, 292$ mesečno, nasuprot 125$ koji su sadržani u poslovnom planu rukovodstva. Nakon svega, konačno su se stekli uslovi da odgovorimo na sva neugodna pitanja u vezi sa ovim slučajem. Pitanje koje se odmah nameće jeste šta CHC može da uradi kako bi ostvario pozitivnu životnu NPV za jednog zlatnog korisnika na tržištu u Šarlotu? Pri stvarnom nivou investicija (u našem ranijem prikazu njihova sadašnja vrednost iznosi 5.230$), mesečna cena mora da se poveća sa 125 na

292$! Međutim, takav predlog bi sasvim sigurno poništio proklamovano opredeljenje „stvaranja vrednosti za korisnike“. U vezi sa ovim zaključkom zanimljivo je primetiti i to da čak ni smanjenje operativnih rashoda nije rešenje, budući da je desetogodišnja NPV negativna, čak i u situaciji kada bi ovi troškovi bili jednaki nuli. Sledeće pitanje nadležnih u CHC kompaniji može da bude: Kakav je značaj razlikovanja „lokalne EBITDA“ od ukupnog (računovodstvenog) dobitka zasnovanog na tzv. obračunskoj osnovi? U načelu, pravljenje ove razlike može biti korisno samo ukoliko bilans uspeha sadrži značajne stavke alociranih korporativnih troškova koji nisu relevantni za lokalna tržišta. Ukoliko bi Šarlot mogao da posluje samostalno, bez korporativne podrške, u njegovom lokalnom bilansu uspeha bio bi iskazan precenjen lokalni poslovni gubitak. Međutim, izdaci za marketing na korporativnom nivou i korporativni kol centar predstavljaju sasvim realne izdatke za Šarlot, što nije slučaj sa opštim korporativnim troškovima. Šta je sa večitim pitanjem kome više verovati, novčanom toku ili profitu? Generalno posmatrano, novčani tok

je značajno merilo poslovnog uspeha ukoliko ulaganja u imovinu ne podležu amortizaciji (radi se o investicijama u imovinu namenjenu prodaji ili iznajmljivanju, tzv. real estate investments). Prema tome, ukoliko amortizacija predstavlja razumnu aproksimaciju za godišnje troškove zamene, tada je slobodni novčani tok približno jednak profitu. Na osnovu prethodnog može se sa sigurnošću konstatovati da „EBITDA na lokalnom nivou“ u najboljem slučaju predstavlja nepotpuno merilo lokalnog novčanog toka, a ne profita, i ona samim tim za ovdašnje potrebe i nije mnogo značajan pokazatelj. Uporedo sa tim treba imati u vidu da ostvarenje pozitivnog lokalnog novčanog toka ne mora da znači da je nedostatak gotovine prestao. Slično tome, pozitivan novčani tok može biti nedovoljan za dostizanje razumnog profita u odnosu na obim preduzetih investicija. Na kraju ove analize nameće se pitanje šta su preporuke za Majlsa Džeksona? Sprovedena analiza jasno pokazuje da CHC nije održiva kompanija u budućnosti. Naime, ukoliko ključni proizvod (zlatna usluga) na glavnom tržištu (Šarlotu) donosi negativnu NPV u narednih deset godina, postavlja se pitanje može li takva firma opstati čak i da su pri tom njeni operativni troškovi jednaki nuli? Naravno, odgovor na ovo pitanje nakon sprovedene analize je očigledan i laicima. Međutim, podsetimo se ovde još jedanput da su se u prethodnim obračunima praktično sve varijable, poput investicija, troškova puštanja u rad, gotovinskih marži i gotovo svih operativnih troškova, drastično promenile i time značajno uticale na profitabilnost kompanije. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

9


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Naredno logično pitanje jeste da li CHC može da izvrši suštinski zaokret u svom poslovanju? Dobru vest predstavlja činjenica da CHC još uvek u banci ima milijardu dolara koja bi se mogla iskoristiti za finansiranje tog zaokreta. Međutim, loša je vest to što ne postoji stvarni posao koji bi se mogao spasavati. EBITDA je veoma varljiv pokazatelj uspešnosti u okolnostima kada troškovi kamata predstavljaju realan poslovni izdatak zbog naglašene potrebe za velikim zaduživanjem. Još više je prethodna konstatacija tačna ukoliko je amortizacija takođe realna u kontekstu troškova zamene. Ranije prepoznati troškovi odloženog korisničkog aktiviranja i troškovi amortizacije predstavljaju gotovinske izdatke kako firma napreduje na putu širenja korisničke baze i zamene zastarele ili/i istrošene opreme. Nakon ovakvih zapažanja dalje bi se mogli pitati da li je vredno pokušati „popraviti“ poslovni plan ili bi trebalo „objaviti stečaj“ a preostalu milijardu dolara iskoristiti za plaćanje nagomilanih obaveza? Međutim, uprkos jasnom odgovoru koji nam se nameće, nada kod „perspektivnih preduzetnika“ nikada ne umire, pogotovo ako ih u svemu tome ne sputava savest o veličini haosa koji su do tada sami napravili. Ukoliko bi ovde sugerisanu analizu sproveli za ponude još dva proizvoda na još dva tržišta, dobili bi uporedne rezultate po korisniku koji su prikazani u Tabeli 10. Međutim, ni posle uporedne analize naši zaključci se neće promeniti. Naime, sve ukazuje na neminovnu ekonomsku propast kroz samo nekoliko godina. Međutim, predstojeća propast nije bila vidljiva za menadžment CHC iz razlo10

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

Tabela 10. Komparativna analiza

Ulaganje u mrežu u $ Ulaganje u priključke u $ Troškovi puštanja u rad u $ Godišnji prihod u $ Gotovinska marža u % Gotovinska marža u $ Godišnji operativni izdaci novca u $ Desetogodišnja realna IRR

franšiza za kablovsku TV u Džeksonu

model chc

Zlatni korisnik u Šarlotu

(560) (250) (164) 594 56% 331 (86)

(1.000) (250) (250) 1.500 67% 1.000 (500)

(4.080) (1.260) (964) 1.500 56% 840 (541)

15,70%

19+++%

(negativna)

ga što je korišćen sistem finansijskog merenja i analize koji nije bio usaglašen sa strategijskim kontekstom u kome je kompanija poslovala. Analitičari su procenili da bi se „zaštitni jastuk“ od milijardu dolara u kešu mogao koristiti još tri godine, pod pretpostavkom da ne dođe ni do kakvih velikih kapitalnih investicija ni na jednom od osam tržišta. To je značilo i odustajanje od planiranih investicija od 380 miliona dolara za otpočinjanje posla na dva nova tržišta (Bermingham i Džeksonvil) koja nisu bila u potpunosti konfigurisana. Nadamo se da je ovo bila još jedna bolna lekcija iz psihologije nepovratnih ili potopljenih (engl. sunk) troškova.

8. ZAKLJUČAK Nakon prethodnih izlaganja sasvim smo sigurni da će mnogi čitaoci postaviti pitanje kako je moguće da menadžeri u praksi ne shvataju značaj i ne primenjuju analizu višegodišnje NPV sopstvenog poslovanja. Pa to je osnova ekonomske teorije! Nažalost jeste, ali je praksa baš onakva kakvom smo je u ovom radu predstavili. Zavedeni zvaničnim finansijskim izveštajima, menadžeri ne dopuštaju sebi da učine još neki napor

u pravcu primene nekog naprednijeg koncepata, kakav je, recimo, koncept strategijskog upravljanja troškovima ili neki drugi koncept, sada prilično dobro teorijski utemeljenog, strategijskog upravljačkog računovodstva. Sličnih slučajeva u praksi ima na pretek, a posledice nekih od njih su još drastičnije od ovih o kojima je u ovom radu bilo reči. Ostanimo još malo u sferi telekomunikacija i navedimo slučaj iz 1995. godine kada je kompaniju McCaw Cellular, najvećeg operatora mobilne telefonije u SAD, kupila kompanija AT& AT T za 20 milijardi dolara. Kasnije su usledile analize nekih autoriteta iz oblasti upravljačkog računovodstva koje su jasno pokazale da je i u McCaw Cellular kompaniji životna NPV njihovog prosečnog korisnika bila negativna. Međutim, pošto kupovini nije prethodila adekvatna analiza, AT T nije ni mogao da stekne bolju AT& predstavu o kompaniji McCaw Cellular od one koja je bila poznata svakom bolje obaveštenom Amerikancu. Zbog svega toga, AT& AT T je praktično sa nailaskom prvih talasa velike ekonomske krize mogao samo da konstatuje da je nesuvislo potrošio novac čija je cena u tom trenutku počinjala vrtoglavo da raste na gotovo svim svetskim tržištima kapitala.


Strategijsko upravljanje poslovnim performansama u telekomunikacionim kompanijama

Autor Vlade Milićević je diplomirao, magistrirao i doktorirao na Ekonomskom fakultetu u Beogradu. Na istom fakultetu je biran u akademska zvanja asistenta, docenta i vanrednog profesora za naučnu oblast Računovodstvo i poslovne finansije. Na Ekonomskom fakultetu u Beogradu izvodi nastavu na osnovnim, master i doktorskim studijama. Obavljao je funkciju direktora i glavnog i odgovornog urednika Centra za izdavačku delatnost Ekonomskog fakulteta u Beogradu od 2002. do 2006. godine. Od 2006. godine obavlja funkciju prodekana za finansije i organizaciju na istom fakultetu. Kao konsultant bio je angažovan u Agenciji za privatizaciju Republike Srbije i u nekoliko inostranih revizorskih i konsultantskih firmi. Oblasti naučno-istraživačkog rada prof. dr Vlade Milićevića su: upravljačko računovodstvo, strategijsko upravljačko računovodstvo, računovodstvo troškova, strategijski menadžment i upravljanje korporativnim finansijama. Autor je dve knjige, i to: Računovodstvo troškova i poslovno odlučivanje (2000) i Strategijsko upravljačko računovodstvo (2003), i koautor knjiga Upravljačko računovodstvo i Finansijska tržišta. Član je Upravnog odbora Republičke agencije za elektronske komunikacije i ispitivač za sertifikovanje profesionalnih zvanja pri Komori ovlašćenih revizora RS.

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

11


Goran Z. Mashanovich Frederic Y. Gardes David Thomson Youfang Hu Renzo Loiacono Nathan Owens Milan M. Milošević Miloš Nedeljković Arifa Nazir Ahmed Paul Thomas Robert Topley Graham T. Reed

silicijumski optički modulatori za novu generaciju računara i optičkih telekomunikacija sadržaj Svedoci smo ogromne ekspanzije Interneta i protoka informacija uopšte. Stoga postoji potreba da se što više podataka prenese što većim brzinama. Međutim, nekoliko faktora ograničavaju takav napredak. Na primer, brzine procesora u računarima prilično sporo rastu zbog sve složenijih bakarnih veza, veze između ploča i servera takođe ne podržavaju velike brzine, a uz to se dostiže i granica efikasnog odvođenja toplote sa računarskih i serverskih ploča. U ovakvoj ekonomskoj i energetskoj situaciji, jedan od najvažnijih parametara svakako postaje i efikasna potrošnja električne energije za generisanje i prenos podataka. Sve

12

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011


Silicijumski optički modulatori za novu generaciju računara i optičkih telekomunikacija

veći broj kompanija, instituta i istraživačkih timova širom sveta vidi silicijumsku fotoniku kao jedno od najozbiljnijih rešenja za prethodno pomenute probleme. U ovom preglednom radu biće predstavljene osnovne prednosti ove tehnologije za buduću generaciju super brzih računara i optičkih telekomunikacija. Takođe će biti opisani naši skorašnji rezultati iz oblasti optičke modulacije.

1. ZAŠTO SILICIJUMSKA FotoNika? Silicijum je jedan od najbolje proučenih materijala i njegova upotreba u elektronskim komponentama je apsolutno dominantna. Milijarde dolara su investirane u postrojenja koja proizvode elektronske čipove i kola bez kojih se savremeni život jednostavno ne bi mogao zamisliti. Silicijum je jef jeftin material koji ima zanimljive optičke osobine: veliku apsorpciju za talasne dužine manje od 1,1 μm, pa je jedan od najboljih materijala za fotodetektore na nižim talasnim dužinama; transparentnost za najvažnije telekomunikacione talasne dužine od 1,3 μm i 1,55 μm, te se od njega mogu napraviti talasovodi sa malim gubicima prostiranja (<0.1 dB/cm); veliki indeks prelamanja, oko 3,5, pa talasovodi sa jezgrom od silicijuma (Si) i omotačem od, na primer, silicijum dioksida (SiO2) čiji indeks prelamanja je oko 1,5, mogu imati jako male dimenzije (npr. 200×500 nm ili 300×300 nm), što omogućava proizvodnju fotonskih kola sa malom površinom, čime se dodatno smanjuje cena čipova [1]. Ono što silicijum čini jako zanimljivim materijalom za buduća fotonska kola je mogućnost integracije sa

CMOS elektronikom na istom čipu. To bi otvorilo mogućnost proizvodnje kompaktnih i jeftinih integrisanih kola sa daleko boljim osobinama od trenutnih hibridnih kola koja imaju velike dimenzije i cene. To bi takođe otvorilo mogućnost potpuno novih primena te tehnologije, kao što se desilo sa mikroelektronikom. Moguće primene silicijumske fotonike pokrivaju veliki spektar, kako oblasti tako i talasnih dužina. U bliskoj infracrvenoj oblasti (talasne dužine manje od 2-3 μm) to su veze između servera, ploča, i jezgara u mikroprocesoru (interconnects), optika do kuće (Fibre-tothe-Home - FTTH) i senzori, a u srednjoj infracrvenoj oblasti (talasne dužine od 2-3 do 20-30 μm) moguće primene su u medicini, gasnim i biohemijskim senzorima, telekomunikacijama, astronomiji i vojnoj industriji. Zato nije čudno što su milioni dolara investirani u ovu tehnologiju poslednjih godina, što bukvalno svaki vodeći univerzitet u svetu ima grupu za silicijumsku fotoniku i što su najveće svetske kompanije (IBM, Intel, Sun Microsystems, HP, itd.) osnovale istraživačke grupe i najozbiljnije računaju na ovu tehnologiju u budućnosti [2].

2. NAJVAŽNIJI PROBLEM Količina proizvedenih digitalnih podataka se svakih 5 godina udesetostruči, tako da će 2020. premašiti 35,000 eksabita (3.5 x 1022 bita). Preko dve milijarde ljudi koristi Internet koji će 2014. biti četiri puta veći nego što je bio 2009. godine [3]. Veliki broj oblasti, kao što su, na primer, proizvodnja, finansijski sektor, zdravstvo i transport, zavisi od ogromne količine generisanih poda-

taka. Potrošači takođe pomažu ovu „informatičku eksploziju”, naročito učešćem na društvenim mrežama (npr. Facebook) i postavljanjem video materijala. Danas video sadržaji učestvuju sa jednom trećinom u ukupnom protoku informacija, a do 2014. će učestvovati sa čak 90%. Optičke veze su dominantne na velikim razdaljinama, gde su optička vlakna donela čitavu revoluciju. Na kraćim rastojanjima bakarne veze su još uvek neprikosnovene. Da bi ovakav porast protoka informacija mogao da se podrži, optičke veze će biti neophodne i na kraćim rastojanjima, i to je upravo razlog zbog koga su se vodeće svetske kompanije zainteresovale za silicijumsku tehnologiju. Ako se pogleda kako izgleda poprečni presek jednog mikroelektronskog čipa (Slika 1.) može se uočiti nekoliko slojeva bakarnih veza iznad tranzistorskog nivoa. Ove komplikovane veze su odgovorne za kašnjenje signala, jer se više od 80% vremena potrebnog da se izvrši neka operacija u računaru utroši na putovanje signala kroz ove veze. Uz to se i količina utrošene energije povećava i dostiže se limit za efikasno odvođenje toplote sa čipa, na kome temperatura može da dostigne i 100°C. Preko 80% snage utrošene na mikroprocesorima se disipira na bakarnim vezama [5], a snaga utrošena na vezama u serverima je veća od ukupne snage koju generišu sve solarne ćelije u svetu [6]. Kako se povećava zahtev za što većim protokom informacija, tako nastaje potreba da bakarne veze budu što bliže memoriji, procesorima i ulazu/izlazu, što ograničava broj memorijskih kanala, kao i broj memorijskih modula po jednom kanalu. Optičke veze bi mogle da ponude rešenje za sve prethodno navedene probleme. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

13


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Slika 1. Poprečni presek višeslojnih bakarnih veza u mikroelektronskim čipovima [4]

Silicijum je dugo godina smatran materijalom koji je dobar za pasivne fotonske uređaje kao što su talasovodi, multiplekseri/ demultiplekseri, sprežnici (couplers) i interferometri, na primer. Dva glavna nedostatka silicijuma zbog kojih on dugo nije smatran konkurentom III-V tehnologijama (GaAs ili InP) su indirektni energetski procep, što praktično znači da silicijumski laser nije moguće napraviti, i centralno simetrična atomska struktura zbog koje ne postoji elektrooptički efekat, pa time ni efikasna optička modulacija. Što se tiče lasera, trenutno je najpopularniji hibridni pristup, gde se III-V laser „zalepi“ na silicijumski čip u završnoj fazi proizvodnje, mada se radi i na SiGe laserima i nanokristalima [7]. Iako silicijum ne poseduje elektrooptički efekat, postoje načini da se postigne relativno dobra optička modulacija. Ovaj rad će biti posvećen analizi silicijumskog optičkog modulatora kao jedne od najvažnijih komponenata za optičke veze u budućoj generaciji računara i servera.

3. SILICIJUMSKI OPTIČKI MODULATORI Integrisani optoelektronski čipovi će imati CMOS elektroniku integrisanu sa fotonskim uređajima, od kojih su najvažniji sledeći: • • • •

14

ulazni i izlazni sprežnici koji omogućavaju efikasno ubacivanje svetlosti iz optičkog vlakna u čip i obratno; optički modulator sa integrisanim drajverom koji prebacuje električne nule i jedinice u optičke nule i jedinice; multiplekser koji kombinuje signale na različitim talasnim dužinama i smešta ih u jedan talasovod; demultiplekser koji razdvaja signale na različitim talasnim dužinama u posebne talasovode;

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

fotodetektor sa integrisanim transimpedansnim pojačavačem koji prebacuje signal iz optičkog u električni domen.

Optički modulator je uređaj koji se koristi za modulisanje svetlosnog snopa koji se prostire kroz vazduh ili kroz optički talasovod. On može da menja različite parametre snopa, pa stoga postoje amplitudski, fazni i polarizacioni optički modulatori. To je verovatno najvažniji uređaj na optoelektronskom silicijumskom čipu, ne samo zbog važnosti konverzije električnog u optički signal, već i zbog toga što ga je teško realizovati u silicijumskoj tehnologiji. Optički izvor može biti direktno ili eksterno modulisan. U poređenju sa direktnom modulacijom, eksterna modulacija nudi nekoliko prednosti: optički izvor može biti relativno jeftin, njegove karakteristike neće biti kompromitovane usled direktne modulacije, brzina modulacije može biti veća, a moguća je i fazna modulacija [8]. Uz to, samo jedan svetlosni izvor može biti povezan sa više optičkih modulatora, smanjujući tako ukupnu potrošnju snage na čipu. Primena električnog polja na neki materijal može da dovede do promene realnog i imaginarnog dela indeksa prelamanja. Promena realnog dela indeksa prelamanja sa promenom primenjenog električnog polja, poznata je kao elektrorefrakcija, Δn, a promena imaginarnog dela indeksa prelamanja sa promenom primenjenog električnog polja se zove elektroapsorpcija, Δα. Glavni elektroapsorpcioni i elektrorefrakcioni efekti koje se obično primenjuju za optičku modulaciju u poluprovodničkim materijalima su Pokelsov efekat (Pockels Pockels effect effect), Kerov efekat (Kerr effect effect) i Franc-Keldišov efekat (Franz-Keldysh Franz-Keldysh effect effect). Međutim, dokazano je da su ovi efekti slabi u čistom silicijumu na glavnim telekomunikacionim talasnim dužinama od 1,3 μm i 1,55 μm [9,1], te se stoga za silicijum moraju koristiti alternativne modulacione tehnike. Jedna od mogućnosti je termička modulacija, s obzirom da silicijum poseduje veliki termooptički koeficijent. Međutim, ovaj efekat je suviše spor za visoke frekvencije koje se zahtevaju u modernim telekomunikacionim primenama [10]. Najčešći metod korišćen za silicijum je plazma disperzioni efekat ((plasma dispersion effect effect) u kome promena koncentracije slobodnih nosilaca menja indeks prelamanja silicijuma. Soref i Bennett su 1987. objavili sledeće jednačine, koje se od tada skoro isključivo koriste pri modelovanju silicijumskih optičkih modulatora [9]: λ=1,55 µm: Δn = Δne+Δnh = -[8,8x10-22∙ΔNe+ 8,5x10-18∙(ΔNh)0,8]

(1)

Δα = Δαe+Δαh = 8,5x10-18 ∙ΔNe + 6,0x10-18 ∙ΔNh

(2)


Silicijumski optički modulatori za novu generaciju računara i optičkih telekomunikacija

gde je: Δne = promena indeksa prelamanja kao rezultat promene koncentracije slobodnih elektrona ΔNe Δnh = promena indeksa prelamanja kao rezultat promene koncentracije slobodnih šupljina ΔNh Δαe = promena koeficijenta apsorpcije kao rezultat promene koncentracije slobodnih elektrona ΔNe Δαh = promena koeficijenta apsorpcije kao rezultat promene koncentracije slobodnih šupljina ΔNh Korišćenjem prethodnih jednačina lako se može izračunati da promena koncentracije nosilaca od 5×1017 cm-3 daje promenu indeksa prelamanja od Δn = -1,66×10-3 na talasnoj dužini od 1,55 µm. Međutim, promena indeksa prelamanja je povezana sa obično nepoželjnom promenom intenziteta optičkog signala zbog porasta apsorpcije na slobodnim nosiocima [11]. Električna manipulacija slobodnih nosilaca koji interreaguju sa svetlošću koja se prostire kroz talasovod može da se postigne pomoću nekog od sledeća tri mehanizma: akumulacije nosilaca (carrier accumulation, Slika 2.a), injekcije (ubacivanja) nosilaca (carrier injection, Slika 2.b) ili osiromašenja nosilaca (carrier depletion, Slika 2.c). Ovi mehanizmi su šematski predstavljeni na poprečnom preseku talasovoda na Slici 2. Ovde treba pomenuti i sve veći interes za modulatore bazirane na SiGe kvantnim jamama ili za talasovode bazirane na „sporoj svetlosti“ (slow light) koji imaju veliki potencijal, mada po brzini trenutno dosta zaostaju za „standardnim“ silicijumskim modulatorima. Takođe postoji i hibridni pristup gde se III-V apsorpciona struktura postavlja na silicijumski talasovod [12].

Standardni silicijumski optički modulatori imaju pn spoj koji je pozicioniran oko rebrastog (rib) talasovoda, tako da se akumulacija, injekcija ili osiromašenje nosilaca menjaju sa dovođenjem napona, a time se menja i faza svetlosti koja izlazi iz talasovoda, što je rezultat promene indeksa prelamanja. Zbog toga se ove strukture često zovu i fazni pomerači. Potencijalno najbrži i energetski najefikasniji mehanizam je akumulacija, međutim proizvodnja pn spojeva sa oksidnom barijerom nije ni malo lak zadatak, te su stoga injekcija i osiromašenje nosilaca jednostavniji. Naša grupa

je ovaj poslednji mehanizam prvi put predložila 2005. godine, i on je od tada najpopularniji mehanizam u silicijumskim optičkim modulatorima. Razlog je što kod njega brzina modulacije ne zavisi od rekombinacije manjinskih nosilaca, za razliku od mehanizma injekcije [13]. Fazni pomerači sa Slike 2. se najčešće primenjuju u dve konfiguracije: kružni rezonator (ring resonator, Slika 3.) i MahZenderov interferometar (Slika 4.). Kružni rezonator je struktura kod koje je prav talasovod postavljen u blizini kružnog talasovoda koji je rezonantan za određe-

Slika 2. Tri osnovna načina promene indeksa prelamanja u silicijumu na bazi plazma disperzionog efekta

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

15


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

ne talasne dužine. To zapravo znači da će neke talasne dužine biti „zarobljene“ u krugu, te će nedostajati na izlazu iz pravog talasovoda (biće filtrirane). Ako se odabere radna talasna dužina koja je jednaka rezonantnoj, i napravi pn spoj na kružnoj strukturi (Slika 3. levo), tada će pri dovođenju napona doći do promene indeksa prelamanja i radna talasna dužina više neće biti jednaka rezonantnoj talasnoj dužini, odnosno na izlazu pravog talasovoda će se registrovati visok nivo signala (Slika 3. desno). Ako se napon smanji na nulu, ponovo će se na izlazu dobiti nizak nivo signala. Na ovaj način je moguće dobiti optički modulator malih dimenzija (nekoliko desetina mikrome-

tara) sa malom potrošnjom energije. U literaturi postoji više uspešnih realizacija ovakvih optičkih modulatora sa brzinama koje premašuju 10 GHz [12]. Međutim, problem sa ovakvim strukturama je činjenica da su prilično zavisne od proizvođačkih tolerancija, a optički radni spektar je jako sužen (~100 pm). Pošto silicijum ima veliki termooptički koeficijent, svaka promena temperature će promeniti rezonantne uslove, pa je zato potrebna temperaturna kompenzacija, koja povećava ukupnu energetsku potrošnju, kao i složenost celog uređaja. Struktura koja je mnogo manje zavisna od promena temperature i koja ima dale-

ko veći optički radni spektar (oko 20 nm) je Mah-Zenderov intereferometar (MZI, Slika 4.). Ako se radi o simetričnom MZI tada će promena temperature u jednoj grani biti kompenzovana identičnom promenom u drugoj grani. Kada na faznim pomeračima ((pn spojevima) nema napona, tj. kada su oni u „off ” modu, nema nikakve fazne razlike između dve grane u MZI i na izlazu će se usled konstruktivne intereferencije dobiti visok optički signal, odnosno digitalna jedinica. Ako se na fazne pomerače dovede napon suprotnog polariteta, javiće se fazni pomak između dve grane i slabljenje intenziteta signala na izlazu MZI. Ukoliko je fazna razlika 180 stepeni, dobiće se digitalna nula na izlazu

Slika 3. Levo: pogled odozgo na kružni modulator i poprečni presek P-i-N diode; desno: spektralni odziv modulatora [14]

Slika 4. MZI optički modulator

16

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011


Silicijumski optički modulatori za novu generaciju računara i optičkih telekomunikacija

zbog destruktivne interferencije (Slika 4.). Problem sa ovakvim strukturama je što su one mnogo većih dimenzija, jer je za postizanje dovoljne fazne razlike potrebna dužina optičkog puta reda 1 mm.

pcije i sprezanja kada se modulator doda u fotonsko kolo. Takođe, manje dimenzije modulatora su poželjne jer se time smanjuju ukupne dimenzije fotonskog kola, što znači i smanjenje cene čipa.

Ovo su bile neke opšte podele modulatora koje se tiču geometrije i načina rada. Karakteristike svakog modulatora se određuju merenjem nekoliko važnih parametara. Na prvom mestu je, naravno, brzina modulacije, a zatim slede modulaciona dubina, optički propusni opseg, gubici, dimenzije, i potrošnja snage/energije. Što se brzine modulacije tiče ona je sve do 2004. bila samo 20 MHz. Grupa iz Intela je te godine prijavila prvi modulator od 1 GHz koji je bio baziran na akumulaciji nosilaca [15]. Brzine modulatora u silicijumu su u poslednjih 7 godina još više rasle i danas je standard 10 Gb/s. Postoji samo jedan modulator u literaturi koji radi na brzini od 40 Gb/s, ali sa jako malom modulacionom dubinom od svega 1 dB što je nedovoljno za bilo kakvu ozbiljniju primenu [16].

Potrošnja električne energije je postala jako značajan parametar pri razmatranju primene optičkih veza, pa se u većini novijih radova za optičke modulatore i linkove navodi energija utrošena po bitu. Neki autori tvrde da je, da bi optičke veze bile konkurentne električnim, potrebno da energija utrošena po bitu bude značajno manja od potrošnje u bakarnim vezama, koja trenutno iznosi 2-3 pJ/bit. To znači da energija utrošena u optičkim vezama treba da bude nekoliko stotina fJ/bit, što je svakako vrlo zahtevan cilj. Međutim, tipična energetska potrošnja u serverima je 10-30 pJ/bit [17], a kod komercijalnih VCSEL optičkih linkova 10 pJ/bit [18], tako da optičke veze ne moraju da imaju potrošnju reda ~100 fJ/bit da bi se opravdala njihova primena, a ona ne bi donela samo smanjenje energetske potrošnje već i druge prednosti, kao što su povećanje brzine i poboljšana arhitektura računara i telekomunikacionih sistema.

Posle brzine, sledeći važan parametar je modulaciona dubina. Ona se definiše kao odnos dva intenziteta: Imax – intenzitet kada je modulator podešen za maksimalnu transmisiju i Imin – intenzitet kada je modulator podešen za minimalnu transmisiju. Modulaciona dubina se izražava u decibelima i izračunava se na sledeći način: 10log(Imax/Imin). Velike modulacione dubine omogućavaju veće dužine prostiranja, dobar odnos bit/ greška (bit error rate) i smanjenu potrebnu osetljivost prijemnika. Najbolji modulatori sa brzinama od 10 Gb/s imaju tipične modulacione dubine od 6-10 dB. Vrlo je važno da modulatori imaju što manje gubitke. Gubici uključuju optičku snagu izgubljenu usled refleksije, apsor-

Kao što može da se vidi, postoje brojni protivrečni zahtevi pri realizaciji silicijumskog optičkog modulatora, te je stoga razumljivo zašto je ovo jedna od najvažnijih oblasti u silicijumskoj fotonici. Osim dobrih vrednosti različitih parametara koji su pomenuti u prethodnim pasusima, važno je da se postignu i dobre proizvođačke tolerancije. U pokušaju da se smanji zavisnost modulatora od položaja spoja između p- i n-oblasti, mi smo 2010. predložili nov način proizvodnje [19], koji će biti opisan u daljem tekstu. Uređaj je baziran na osiromašenju nosilaca pri negativnom naponu na pn

spoju. Rebrasti talasovodi su proizvedeni korišćenjem CMOS kompatibilnih procesa na sledeći način: prvo je, korišćenjem fotorezista, fotolitografije, nagrizanja (ecovanja) i implantacije, silicijum dopiran borom kako bi se dobio p-tip poluprovodnika (Slika 5.), zato što je modulacija pomoću slobodnih šupljina efikasnija od modulacije pomoću slobodnih elektrona. Zatim se deponuje i nagriza oksid, kako bi se dobila maska (hard mask) za nagrizanje rebrastih talasovoda. Planarna sekcija na drugom kraju rebrastog talasovoda je dopirana fosforom da bi se dobio n-tip poluprovodnika. SiO maska se ne uklanja to2 kom n-dopiranja kako bi pn spoj uvek bio na istom mestu (Slika 5.). Ova dva područja su okružena p+ i n+ kontaktima. Koncentracije p i n nosilaca i pozicije kontakata su pažljivo modelovane pre proizvodnje kako bi se obezbedio optimalan rad modulatora. Idealno je da pn spoj bude u sredini rib talasovoda jer bi tako interakcija sa optičkim modom koji se prostire kroz rebrasti talasovod bila maksimalna. Međutim, tolerancija pozicije spoja tokom proizvodnje može biti ±100 nm, što izaziva značajne varijacije u radu optičkih modulatora. Sa ovim novim načinom proizvodnje spoj je uvek na istom mestu. Iako se u odnosu na idealnu situaciju kada je spoj tačno na sredini rebrastog talasovoda gubi oko 25% brzine i efikasnosti modulatora, dobija se konzistentna proizvodnja i smanjuje varijacija parametara modulatora. Modulatorska dioda se kontroliše pomoću koplanarnih talasnih elektroda koje treba da omoguće prostiranje električnog signala brzinom koja je slična brzini kojom se svetlost prostire kroz talasovod. Debljina elektroda je izabrana tako da se smanje površinski (skin) efekti. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

17


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Slika 5. Proizvodnja optičkog modulatora sa tačno definisanom pozicijom pn spoja [19]

Prva serija optičkih modulatora napravljenih ovakvom metodom je radila brzinom od 10 Gb/s sa modulacionom dubinom od preko 6 dB [19], što ih je svrstavalo u red najboljih silicijumskih optičkih modulatora do tada predstavljenih u literaturi. Pažljivim karakterisanjem modulatora, uočavanjem mogućih poboljšanja proizvođačkih parametara i poboljšanjem dizajna, modulator druge serije je dao još bolje rezultate: 40 Gb/s sa modulacionom dubinom do čak 10 dB i energetskom potrošnjom od svega 1 pJ/bit [20], što ga trenutno čini ubedljivo najboljim silicijumskim optičkim modulatorom i nagoveštava mogućnost njegove komercijalne primene.

4. ŠTA DALJE? Silicijumska fotonika je već neko vreme u žiži istraživačke javnosti, kako zbog velikog potencijala, tako i zbog ogromnog napretka ostvarenog u proteklih nekoliko godina. Prethodni odeljci ovog rada su predstavili najnovije trendove u realizaciji optičkih modulatora, ali je vredno napomenuti da je značajan napredak ostvaren i u drugim oblastima: hibridni laseri su postali standardni uređaji na silicijumskim čipovima, germanijumski detektori sa brzinama od 100 GHz su takođe integrisani, a multiplekseri, sprežnici i interferometri veoma dobrih karakteristika predstavljeni su u literaturi [7, 21, 22]. Izuzetno zanimljiva oblast je i nelinearna

silicijumska fotonika iz koje je u poslednje vreme objavljeno nekoliko značajnih rezultata [23]. Javlja se i sve veći interes za srednju infracrvenu oblast [24, 25]. Kako su pojedinačni uređaji prilično dobro razvijeni, sledeći logičan korak je integracija fotonskih i elektronskih uređaja i kola na istom čipu. Veliki industrijski i akademski konzorcijumi se intenzivno bave ovim problemom, predlažu rešenja i realizuju prve silicijumske optičke linkove. Intel je, na primer, nedavno predstavio prvi silicijumski optički link od 50 Gb/s koji u sebi sadrži hibridne lasere, 4×12,5 Gb/s Si modulatore, Ge detektore, multipleksere, sprežnike, drajvere, transimpedansne pojačavače, itd. [2]. Ovo je sigurno izuzetno važan rezultat i nagoveštaj onoga što može da nas očekuje u budućnosti, a to je realizacija optičkih veza u računarima sa brzinama koje premašuju 1 Tb/s (1012 bita u sekundi). Ipak, i pored impresivnih rezultata postoje brojni tehnološki izazovi koje treba rešiti pre nego što silicijumska fotonika postane komercijalno primenljiva u nekoliko značajnih oblasti. Ova tehnologija verovatno najviše obećava kad je reč o fotonsko-elektronskoj integraciji na čipu, a dinamika kojom se razvija, kao i rezultati koji se postižu, svakako garantuju da ćemo u bliskoj budućnosti videti superbrze računare i optičke veze bazirane na silicijumskoj fotonici.

Literatura [1] G. T. Reed and A. P. Knights: Silicon Photonics: An Introduction, John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2004. [2] R. Won: “Integrating silicon photonics”, Nature Photonics, vol. 4, 2010, pp 498-499. [3] S. Koehl, A. Liu and M. Paniccia: “Integrated Silicon Photonics: Harnessing the Data Explosion”, Optics and Photonics News, 17 March 2011, available at: http://www.osa-opn.org/OpenContent/Features/Integrated-Silicon-Photonics-1.aspx. [4] P. Moon et al.: “Process and Electrical Results for the On-die Interconnect Stack for Intel’s 45nm Process Generation”, Intel Technology Journal, vol. 12, 2008, pp. 87-92. [5] ITRS, " www.itrs.net/links/2007itrs/execsum2007.pdf," 2007. [6] D. Miller: “Device Requirements for Optical Interconnects to Silicon Chips”, Proceedings of the IEEE, vol. 97, 2009, pp. 1166-1185. [7] D. Liang and J. E. Bowers: “Recent progress in lasers on silicon”, Nature Photonics, vol. 4, 2010, pp 511-517. [8] C. Pollock and M. Lipson: Integrated Photonics, Kluwer Academic Publishers, Boston, 2003. [9] R. A. Soref and B. R. Bennett: “Electrooptical Effects in Silicon”, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. QE-23, 1987, pp. 123-129. [10] G. Cocorullo and I. Rendina: “Thermo-optical modulation at 1.5 microns in silicon etalon”, Electronics Letters, vol. 28, 1992, pp. 83-85. [11] G. T. Reed: Silicon Photonics: The State of the Art, John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2008. 18

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011


Silicijumski optički modulatori za novu generaciju računara i optičkih telekomunikacija

[12] G. T. Reed, G. Z. Mashanovich, F. Y. Gardes, and D. J. Thomson: “Silicon optical modulators”, Nature Photonics, vol. 4, 2010, pp. 518–526. [13] F. Y. Gardes, G. T. Reed, N. G. Emerson, and C. E. Png: “A sub-micron depletion-type photonic modulator in silicon on insulator”, Optics Express, vol.13, 2005, pp. 8845-8854. [14] Q. Xu, B. Schmidt, S. Pradhan, and M. Lipson: “Micrometre-scale silicon electro-optic modulator”, Nature, vol. 435, 2005, pp. 325-327. [15] A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia: “A high-speed silicon optical modulator based on a metaloxide-semiconductor capacitor”, Nature, vol. 427, 2004, pp. 615-618. [16] L. Liao, A. Liu, J. Basak, H. Nguyen, M. Paniccia, D. Rubin, Y. Chetrit, R. Cohen, and N. Izhaky: “40 Gbit/s silicon optical modulator for highspeed applications”, Electronics Letters, vol. 43, 2007, pp. 1196-1197. [17] P. K. Pepeljugoski et al.: “Low power and high density optical interconnects for future supercomputers”, presented at Optical Fiber Communication Conference, San Diego, CA, 21-25 March, 2010, paper OThX2. [18] A. Alduino and M. Paniccia: “Wiring electronics with light”, Nature Photonics, vol. 1, 2007, pp. 153-155. [19] D. J. Thomson, F. Y. Gardes, G. T. Reed, F. Milesi, and J.-M. Fedeli: “High speed silicon optical modulator with self aligned fabrication process”, Optics Express, vol. 18, 2010, pp. 19064-19069. [20] D. J. Thomson, F. Y. Gardes, G. Z. Mashanovich, M. Fournier, P. Grosse, J-M. Fedeli and G. T. Reed: “High contrast 40 Gbit/s optical modulation in silicon”, 2011 (submitted). [21] Jurgen Michel, Jifeng Liu, and Lionel C. Kimerling: “High-performance Ge-on-Si photodetectors”, Nature Photonics, vol. 4, 2010, pp. 527-534. [22] G. Roelkens, D. Van Thourhout, and R. Baets: “High efficiency grating couplers between silicon-on-insulator waveguides and perfectly vertical optical fibers”, Optics Letters, vol. 32, 2007, pp.1495-1497. [23] J. Leuthold, C. Koos and W. Freude: “Nonlinear silicon photonics”, Nature Photonics, vol. 4, 2010, pp. 535-544. [24] R. Soref: “Mid-infrared photonics in silicon and germanium”, Nature Photonics, vol. 4, 2010, pp. 495-496. [25] G. Z. Mashanovich, M. M. Milošević, M. Nedeljkovic, N. Owens, B. Xiong, E. – J. Teo, and Y. Hu: “Low loss silicon waveguides for the mid-infrared”, Optics Express , vol. 19, 2011, pp. 7112-7119.

Napomena Autori se zahvaljuju Royal Society i EPSRC UK na finansiranju.

Autori Goran Mashanovich je diplomirao 1995. i magistrirao 1999. godine na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu, gde je do 2000. godine radio kao asistent na Smeru za fizičku elektroniku. Doktorirao je 2005. godine iz oblasti silicijumske fotonike na University of Surrey, UK, gde je trenutno zaposlen u zvanju vanrednog profesora. Na istom univerzitetu je i magistrirao 2009. godine, iz oblasti unapređenja nastave u visokoškolskim ustanovama. Menadžer je Grupe za silicijumsku fotoniku koja trenutno ima 15 članova. Autor je više od 100 radova iz oblasti silicijumske fotonike, uključujući 1 Nature rad, 20 radova po pozivu i 7 poglavlja u knjigama. Dr Mashanovich je dobio prestižni Royal Society Research Fellowship 2008. godine. Dobitnik je nekoliko nagrada za istraživanje i inovativno držanje nastave na University of Surrey. Član je OSA (Optical Society of America) i IEEE, a 2010. godine je izabran za Fellow of Higher Education Academy u Velikoj Britaniji. Svi autori su istraživači Grupe za silicijumsku fotoniku Instituta za napredne tehnologije u okviru Fakulteta za inženjerstvo i fizičke nauke Univerziteta u Sariju, Velika Britanija (Silicon Photonics Group, Advanced Technology Institute, Faculty of Engineering and Physical Sciences, University of Surrey, Guildford, Surrey, United Kingdom).

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

19


Aleksandra Kostić-Ljubisavljević Milan Janković

pregled koncepata formiranja cene interkonekcije sadržaj Postoje brojni modeli koji se primenjuju u telekomunikacionim mrežama širom sveta u cilju određivanja adekvatne i prihvatljive cene interkonekcije sa aspekta kako dominantnih, tako i novih operatora na telekomunikacionom tržištu. Osnovni koncepti koji se mogu koristiti u procesu formiranja cene interkonekcije se mogu klasifikovati na: costbased, bill-and-keep, retail minus, revenue sharing, price cap, capacity based, benchmarking, i sl. U radu će biti prikazan pregled koncepta cost-based, kao i načini za formiranje osnovnog modela LRIC koji je do sada imao najveću primenu u telekomunikacionim mrežama širom sveta. Takođe će biti prikazani i koncepti bill-and-keep, retail minus i revenue sharing. Posebno će se razmatrati naplata interkonekcije u mrežama naredne generacije.

20

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

1. uvod Nakon liberalizacije telekomunikacionog tržišta širom sveta, postalo je jasno da će se postojeći, kao i novi, operatori naći u situaciji da se bore za svoju poziciju na tržištu prvenstveno pružajući nove servise i pridobijajući sve veći broj korisnika. Da bi to ostvarili na što ekonomičniji način, potrebno je da uspostave interkonekciju. Interkonekcija telekomunikacionih mreža omogućava operatorima pružanje brojnih servisa svojim krajnjim korisnicima. Osnovni problem koji se u slučaju interkonekcije javlja jeste kako naplatiti samu uslugu interkonekcije. Postoji izuzetno veliki broj pristupa u rešavanju ovog problema. Najzastupljeniji su costbased, bill-and-keep, retail minus, revenue sharing, price cap... Pre bilo kakvog upuštanja u opisivanje ovih koncepata, potrebno je definisati nekoliko osnovnih pojmova. Za njihovo definisanje će biti korišćena direktiva Evropskog parlamenta o interkonekciji i pristupu [1]. Pristup označava obezbeđivanje kapaciteta i/ili servisa drugom učesniku pod definisanim uslovima, na ekskluzivnoj ili neekskluzivnoj osnovi, sa ciljem pružanja servisa elektronskih komunikacija. Pojam pristupa, između ostalog, pokriva pristup elementima mreže i odgovarajućim kapacitetima, koji su uključeni u fiksno ili promenljivo povezivanje opreme (to konkretno obuhvata pristup lokalnoj petlji i kapacitetima i servisima neophodnim za pružanje servisa preko lokalne petlje). Osim toga, pristup se odnosi i na fizičku infrastrukturu, uključujući zgrade, kablovsku kanalizaciju, bandere i antenske stubove; pristup relevantnim softverskim sistemima uključujući sisteme za operativnu podršku, pristup tran-

slaciji brojeva ili sistemu koji nudi ekvivalentnu funkcionalnost, pristup fiksnoj i mobilnoj mreži, posebno za roming, pristup sistemima koji su neophodni za servise digitalne televizije, kao i pristup servisima virtuelne mreže. Operator, prema [1], predstavlja učesnika koji obezbeđuje, ili je ovlašćen da obezbedi, komunikacionu mrežu ili odgovarajuću opremu. Pojam učesnika evropsko zakonodavstvo definiše kao bilo koji entitet uključen u ekonomsku aktivnost, tačnije aktivnost koja se sastoji od pružanja dobara ili servisa na datom tržištu, bez obzira na njegov pravni status i način finansiranja [2]. Interkonekcija predstavlja fizičko i logičko povezivanje javnih komunikacionih mreža korišćenih od strane istih ili različitih učesnika sa ciljem da se korisnicima jednog učesnika omogući da komuniciraju sa korisnicima drugog učesnika. Servisi mogu biti obezbeđeni od strane učesnika ili od strane onih koji imaju pristup mreži. Interkonekcija je poseban oblik pristupa koji se primenjuje između javnih mrežnih operatora [1]. Iz ove definicije jasno proizilazi i činjenica koja je zastupljena u stručnoj literaturi, a to je da se u procesu razmatranja i donošenja odluka vezanih za tarifiranje interkonekcije vrlo često izjednačavaju pojmovi interkonekcija i pristup. Tako Lafon izjednačava pojam „cene interkonekcije“ sa „cenom pristupa“ odnosno čak i sa „cenom terminacije“ [3]. Ovaj rad je koncipiran na sledeći način: u prvom delu je objašnjen koncept formiranja cene interkonekcije koji se najviše primenjuje u telekomunikacionim mrežama – cost-based tj. koncept u kome se cene interkonekcije određuju tako

da budu zavisne od troškova koji u tom procesu nastaju. Ovde su detaljno objašnjena i dva osnovna pristupa u formiranju modela dugoročnih troškova - LRIC (Long Run Incremental Cost), top-down i bottom-up, koje, u različitim modalitetima, regulatorna tela najčešće koriste. Nakon toga su opisani koncepti bill-andkeep, retail minus, revenue sharing i price cap. U šestom poglavlju je posebno dat pregled koncepata tarifiranja interkonekcije u mrežama naredne generacije.

2. KONCEPT fORMIRANJA CENE ZASNOVAN NA troškovima iNterkoNEKCIJE – COST-BASED Adekvatnom studijom troškova i primenom principa ekonomske efikasnosti, cene interkonekcije se mogu formirati tako da se postigne povraćaj onih troškova operatora koji nastaju u postupku interkonekcije sa drugim operatorima. Međutim, izuzetno je komplikovano precizno utvrđivanje konkretne vrednosti i porekla svih troškova telekomunikacione mreže. Brojni su koncepti i modeli koje regulatorna tela širom sveta razvijaju u cilju što pravilnijeg definisanja troškova interkonekcije. Osnovni principi modelovanja se mogu klasifikovati u dve osnovne kategorije: bottom-up i top-down. Bez obzira na to koji princip se primenjuje, struktura troškova telekomunikacione mreže koji se analiziraju je ista i biće objašnjena dalje u tekstu.

2.1. OPŠTA STRUKTURA TROŠKOVA TELEKOMUNIKACIONE MREŽE Većina zemalja i multilateralnih organizacija prihvataju pravila i principe koji zahtevaju da cene intekonekcije budu zasnovane na stvarnim troškovima, odnosno TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

21


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

lako identifikovati i kod različitih operatora mogu imati različito značenje. Novom operatoru koji tek treba da izgradi mrežu, tekući troškovi će se najčešće izjednačiti sa troškovima nove opreme. Sa druge strane, kod dominantnog operatora oni se mogu menjati u ekvivalentnu aktivu (MEA-Modern Equivalent Asset) sa istim ili sličnim servisnim potencijalom [5].

Slika 1. Struktura troškova

„cost-oriented“ ili „cost-based“ „cost-based“. U suprotnom, dominantni operator ima mogućnost da podiže cene neograničeno. Time se ograničava tržište, što dovodi do prebacivanja troškova na korisnike i netržišnog ponašanja dominantnog operatora. U cilju primene tarifne metodologije cost-based, potrebno je dobro poznavati ekonomsku prirodu samog servisa interkonekcije. Moraju se definisati troškovi koji se odnose na povezivanje različitih telekomunikacionih mreža. U stvarnosti je teško prepoznati, izmeriti ili čak unapred predvideti sve konkretne troškove. Ekonomska pitanja koja se odnose na interkonekciju se uglavnom svode na: definisanje, merenje, alokaciju i nadoknadu troškova. U cilju adekvatnog definisanja strukture onih troškova telekomunikacione mreže koji učestvuju u pružanju servisa interkonekcije može da posluži ilustracija prikazana na Slici 1. Određivanje troškova pri realizaciji bilo kog servisa, pa i servisa interkonekcije, u okviru po22

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

slovanja operatora, veoma je delikatan i kompleksan zadatak. Pretpostavlja se da neki operator nudi više različitih servisa, pri čemu su poznati ukupni troškovi operatora. Međutim, da bi se utvrdili jedinični troškovi po svakom servisu neophodno je ove troškove klasifikovati na direktne, grupne i zajedničke troškove. Direktni troškovi, ili direktno dodeljeni troškovi su oni troškovi koji su direktno povezani sa pružanjem određenog servisa ili grupe servisa. Drugim rečima, direktni troškovi koji su pridodati nekom servisu neće postojati u slučaju da se posmatrani servis više ne nudi na tržištu. Da bi se odredili godišnji troškovi vezani za obezbeđivanje određenog servisa, moraju se ustanoviti kapitalni troškovi proizvodnje. Prema preporuci Evropske komisije koja se odnosi za interkonekciju, osnova za obračun troškova interkonekcije glavnog operatora moraju da budu tekući (current), a ne istorijski troškovi [4]. Tekući troškovi se ne mogu uvek

Operativni troškovi su još jedna kategorija direktnih troškova. Oni su povezani sa funkcionisanjem mreže. Tu spadaju troškovi koji se odnose na održavanje mreže, obezbeđenje servisa, reorganizaciju, kao i obustavljanje servisa korisnicima. Najčešće se operativni troškovi procenjuju kao udeo u kapitalnim troškovima. U proceni operativnih troškova često se koristi poređenje sa troškovima nekog „referentnog“ operatora. To može dovesti do značajnijih nepreciznosti u proceni, najčešće do potcenjivanja troškova koji nastaju usled primene tzv. „najboljeg slučaja“ po uzoru na operatora koji je u povoljnijem položaju. Sa druge strane, ovakav pristup može da dovede i do precenjivanja troškova [6]. Direktni troškovi se uglavnom mogu podeliti na fiksne i varijabilne. Fiksni troškovi predstavljaju udeo troškova operatora koji ne zavise od njegove aktivnosti. Oni obuhvataju sve investicione troškove koji su nastali u procesu uspostavljanja posmatranog servisa. Sa ekonomske tačke gledišta pretpostavlja se da su fiksni troškovi nezavisni od nivoa pružanja servisa korisnicima, što znači da oni postoje čak i ako operator ne radi. Varijabilni troškovi su povezani sa stepenom razvoja proizvodnje i marketinga posmatranog operatora. Oni obuhvataju: materijalne troškove, troškove zaposlenih i ostale posredne ula-


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

zne troškove, kao i varijabilne troškove marketinga. Varijabilni troškovi nisu uvek strogo proporcionalni povećanju poslovanja zbog primene tehnoloških inovacija koji mogu dovesti do smanjenja troškova poslovanja.

ne (koji obuhvataju materijalna sredstva i njihovo održavanje) i troškove rada, kao što su plate i beneficije zaposlenih. Za razliku od ovih troškova, varijabilni troškovi su povezani sa nivoom iskorišćenosti mreže.

Grupni troškovi su oni troškovi koji su zajednički za grupu proizvoda ili servisa. Sa ekonomske tačke gledišta oni predstavljaju one troškove kojima se operator izlaže svaki put kada pruža određenu grupu servisa (npr. pružanje usluga mesnog, međumesnog ili međunarodnog poziva).

Studije troškova se direktno oslanjaju na korisne računovodstvene podatke koje je obezbedio telekomunikacioni operator. Računovodstveni podaci bi trebalo da mogu da prate odnos između troškova i servisa. To podrazumeva ispitivanje tri osnovne kategorije troškova:

Zajednički ili opšti troškovi su oni troškovi koji su zajednički za sve servise koje jedan operator pruža. Sabiranjem grupnih i zajedničkih troškova po svakom servisu dobijaju se ukupni raspodeljeni troškovi operatora pri pružanju nekog određenog servisa. U principu, svi troškovi u telekomunikacijama se mogu klasifikovati kao fiksni ili varijabilni. Fiksni su konstantni u vremenu, bez obzira koliko se neka mreža koristi. Postoje dva osnovna tipa fiksnih troškova: kapitalne investicije i operativni troškovi. Kapitalna ulaganja su obično velike nabavke postrojenja i opreme za koje je isplanirana upotreba u sledećih četiri do pet godina. To obično podrazumeva svu komutacionu i transmisionu opremu. Standardna računovodstvena praksa posmatra obrtna kapitalna ulaganja kao godišnje umanjenje (depresijacija) ili troškove amortizacije. Operativni troškovi su oni troškovi koje operator redovno izdvaja na mesečnom ili godišnjem nivou. Oni ne variraju u zavisnosti od iskorišćenosti mreže, tj. njihova ukupna vrednost je konstantna. Ove troškove delimo na dve osnovne kategorije: fiksne operativ-

• kapitalne investicije (postrojenja čiji je trošak nabavke smanjen ili amortizovan tokom godina), • rashodi poslovanja (izdaci za robu i usluge koji su plaćeni iz tekućeg budžeta) i • troškovi zaposlenih (plate, dnevnice i beneficije stalno zaposlenih). Kapitalne investicije su najteže za praćenje, zbog njihove veličine, trajanja i često višenamenske upotrebe. Međutim računovodstvo bi trebalo da je u mogućnosti da ove troškove identifikuje i izdvoji. Na primer, trebalo bi omogućiti laku i brzu identifikaciju tačnih iznosa potrošenih na opremu, softver, instalacije, održavanje i podršku za svaki tip postrojenja i dr. Idealno bi bilo da su ovakvi podaci automatski dostupni i upotrebljivi za dalju obradu. Nekapitalni izdaci često spadaju u kategoriju zajedničkih i opštih troškova. Oni uključuju takve stavke kao što su troškovi zgrade, nameštaja, vozila i snabdevanja. Male kupovine opreme povezane sa kapitalnim investicijama bi trebalo da se klasifikuju zajedno sa kapitalnom potrošnjom. Ukoliko troškovi mogu direktno da se povežu sa jednim ili više

servisa interkonekcije, tako bi ih trebalo identifikovati za studije troškova. Neki troškovi rada mogu se povezati sa određenim servisima, bar u nekoj meri. Na primer, neki troškovi zaposlenih, kao što su oni za menadžment operatora i administrativno osoblje, spadaju često u ukupne troškove i nisu povezani ni sa kakvom određenom uslugom. Međutim, poslovna zaduženja većine zaposlenih odnose se na određenu grupu usluga ili operacija. Idealno bi bilo poznavati troškovnu strukturu mreže pre utvrđivanja troškova koji proizilaze iz pružanja servisa interkonekcije. U stvarnosti, računovodstveni sistemi mrežnih operatora ne prave jasnu razliku između troškova opreme i troškova koji se odnose na interkonekciju sa jedne strane i onih koji se tiču opsluživanja krajnjih korisnika sa druge strane. U principu, nije nimalo jednostavno identifikovati troškove koji se dovode u vezu sa interkonekcijom. Oni bi trebalo da u svojoj osnovi obuhvataju fiksne i varijabilne troškove interkonekcije. Fiksni troškovi interkonekcije uglavnom proizilaze iz elemenata mreže koji učestvuju u pružanju servisa, dok su varijabilni troškovi funkcija saobraćaja koji se odvija između njih. Interkonekcija može zahtevati postavljanje nove opreme za povezivanje dve mreže. U zavisnosti od „prirode“ i lokacije tačaka interkonekcije (Points Points of Inter Interconnection - POI), može se raditi o malim mrežnim nadogradnjama ili velikim investicijama u nove mrežne segmente. Povezivanje mreža nameće varijabilne troškove koji su proporcionalni intenzitetu saobraćaja koji se odvija između mreža. Svaka od njih već je projektovana da podnese optimalni saobraćaj svojih TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

23


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

korisnika. Kada dođe do proširenja saobraćaja usled interkonekcije, postojeći kapacitet mora biti prilagođen kako bi podržao dodatni saobraćaj. Zbog pružanja servisa interkonekcije, neizbežan je trošak koji se odnosi na povećani saobraćaj. Ovi dodatni troškovi koji su izazvani povećanjem saobraćaja obuhvataju još i operativne i administrativne troškove, koji se javljaju pri merenju i naplaćivanju saobraćaja izazvanog interkonekcijom.

2.2. METODE ZA PROCENU TROŠKOVA INTERKONEKCIJE Izbor adekvatne metode za procenu troškova interkonekcije zavisi od više faktora: vremena neophodnog za procenu troškova, finansijskih sredstava odvojenih za ovu namenu, dostupnosti podataka o saobraćaju, korisnicima i infrastrukturi mreže, dostupnosti računovodstvenih podataka, primenjenih ekonomskih principa, objektivnosti i dr. [7]. Različite metode izračunavanja troškova interkonekcije koriste se za različite situacije u mreži i različite namene. Najviše korišćeni modeli su oni koji se zasnivaju na knjigovodstvenim troškovima i oni koji se zasnivaju na izračunavanju inkrementalnih troškova. Jedan od tzv. knjigovodstvenih modela je zasnovan na metodi istorijskih, potpuno raspodeljenih troškova (Historical, Fully Distributed Costs – FDC), a poznat je pod nazivom Fully Allocated Costs – FAC [8]. On uobličava dva odvojena koncepta koji su uglavnom kombinovani za analitičke namene. Istorijski troškovi su oni koje je operator već isplatio za opremu, uređaje ili zaposlene. Troškovi za različite namene se obično evidentiraju u računovodstvenim knjigama i koriste za sopstvene potrebe. Cilj analize primenom modela FDC je da određenim servisima ili elemen24

TELEKOMUNIKACIJE | JUL JUN 2011 2011

tima mreže dodeli određene troškove. To se može sprovesti alokacijom troškova prema relativnom kapacitetu iskorišćenom za svaki od servisa ili po minutima iskorišćenja elemenata mreže. Pristup FDC ispituje već nastale troškove postojećih servisa i alocira deo zajedničkih i grupnih troškova za svaki pojedinačni servis interkonekcije. Metod je veoma praktičan jer se oslanja na opšte dostupne podatke i eksplicitne pretpostavke. Suština je da troškovi interkonekcije, određeni prema FDC-u, imaju tendenciju da osnaže nedovoljno efikasne delove telekomunikacione mreže i menadžmenta. Međutim, ovaj pristup ne uzima u obzir uticaj novih primenjenih tehnologija. U praktičnom smislu, analize primenom FDC su možda najrealniji tip analize koje mnogi regulatori mogu da primene na osnovu dostupnih podataka. Neke regulatorne agencije primenjuju FDC, dok se ne steknu uslovi za implementaciju pogodnije metodologije. Međutim, najveću primenu među regulatornim agencijama u svetu, kako u razvijenim zemljama tako i u zemljama u razvoju, ima model zasnovan na izračunavanju dugoročnih inkrementalnih troškova - LRIC. Inkrementalni trošak je zapravo dodatni trošak, koji se dodaje postojećim osnovnim troškovima, a koji je potreban da bi obezbedio definisani napredak postojećeg servisa. Ovo se smatra ekonomski najefikasnijim načinom utvrđivanja uticaja na cene servisa. Za utvrđivanje ovih troškova koriste se postojeći podaci o servisima, troškovima opreme i uređaja. U ovom pristupu, ključno je modifikovati stvarne zabeležene troškove zbog potencijalne promene troškova u budućnosti (promena cene nekog servisa, promena troškova opreme i sl.). U

telekomunikacijama, prosečni jedinični troškovi pokazuju opadajući trend, ref: МО/4748-5/2011, zahvaljujući sve nižim troškovima tehnologije, dok su obim korišćenja opreme i kapacitet u stalnom porastu. Analize inkrementalnih troškova ne uključuju grupne ili zajedničke troškove, a takođe često izostavljaju potpuno raspodeljene troškove. Kao rezultat toga, ukupni inkrementalni troškovi usluga bilo kog telekomunikacionog operatora biće manji od stvarnih ukupnih troškova. Ipak, metodologija primene inkrementalnih troškova postaje de facto standard za određivanje cene interkonekcije u svetu. Razlog je široko rasprostranjeno uverenje da postojanje konkurencije na tržištu dovodi do snižavanja cena tako da odgovaraju marginalnim (inkrementalnim) troškovima. Različiti teoretičari i regulatorne agencije su pokušali da osmisle najbolju konstrukciju LRIC koja bi se koristila za telekomunikacione usluge, uključujući i interkonekciju. Savezna komisija za komunikacije SAD (US Federal Communications Commission - FCC), zajedno sa nekoliko drugih regulatornih tela, razvila je modele koji ukupne dugoročne inkrementalne troškove servisa (Total Service Long Run Incremental Cost - TSLRIC) i ukupne dugoročne inkrementalne troškove elemenata mreže (Total Element Long Run Incremental Cost – TELRIC). Ovi modeli nastoje da odrede troškove kreiranja svih elemenata mreže i funkcija potrebnih za obezbeđivanje određene usluge na duži period. Australijska komisija za konkurenciju i korisnike (Australian Competition and Consumer Commission) takođe je usvojila ovaj pristup. Međutim, Evropska komisija se odlučila za model budućih dugoročnih prosečnih inkrementalnih troškova (Forward-Looking Long Run


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

Average Increment Cost - LRAIC), koji je veoma sličan TSLRIC-u ili TELRICu. Konkretan model zasnovan na LRAIC metodologiji kreirao je tim Svetske banke za implementaciju u nekim državama Afrike [5]. Takođe je Evropska komisija preko konsultantske kuće Europe Economics razvila jedan vrlo sličan model i preporučila ga za upotrebu svojim članicama. Model je razvijen kao aplikacija Excel i jedno vreme je bio dostupan na Internet stranici Evropske komisije [9] sa veoma preciznim uputstvom za njegovu primenu [5], [10]. Sam po sebi model je veoma detaljan i zahteva veliki broj ulaznih parametara. Parametri se odnose na podatke o samoj mreži, saobraćaju, troškovima opreme, faktoru rutiranja i sl. Glavni nedostatak modela leži u činjenici da, u slučaju neposedovanja svih zahtevanih ulaznih podataka, model nije u mogućnosti pravilno da izvrši sve kalkulacije. Ovo je naizgled beznačajan nedostatak, ali uzimajući u obzir činjenicu da regulatorna tela pojedinih država, pa čak ni sami operatori, nemaju sve relevantne podatke, onda se dovodi u pitanje mogućnost implementacije takvog modela [11]. Uopšte uzevši, koncept LRIC i njemu slični koncepti podrazumevaju metodologiju primene dugoročnih inkrementalnih troškova na osnovu procene dodatnih troškova koji nastaju pružanjem servisa interkonekcije. Dugoročni koncept u primeni ovih modela obuhvata troškove koji bi nastali u budućem periodu. Ovo se obezbeđuje tako što se u modele, pored ulaznih podataka, unosi i trend-vrednost koja se odnosi na promene u obimu saobraćaja, broju korisnika, cenama opreme i uređaja i sl. Dugoročno gledano, i fiksni troškovi mogu biti posmatrani kao varijabilni. Inkrementalni troškovi se mogu pred-

Slika 2. Osnovni servisi interkonekcije

staviti kao svi oni troškovi koji mogu da se izbegnu u slučaju prestanka pružanja određenih servisa. Dakle, inkrementalni troškovi uključuju sve troškove direktno dodate servisu, bez obzira na to da li su oni striktno varijabilni (npr. zavise od intenziteta saobraćaja pri datom kapacitetu) ili fiksni. Model LRIC obezbeđuje procene troškova servisa interkonekcije time što modeluje troškove glavnih elemenata mreže koji su uključeni u efikasno pružanje servisa. Model daje procene prosečnih troškova elemenata mreže i prosečnih troškova interkonekcije po jednom minutu za definisane servise interkonekcije. Modelovani elementi mreže mogu biti: • • • •

jedinice izdvojenog stepena (RCU), lokalne centrale (LS), tandem centrale (TS), transmisioni link između izdvojenog stepena i lokalne centrale, • transmisioni link od lokalne do tandem centrale i • transmisioni link između tandem centrala i dr.

Tri osnovna tipa servisa interkonekcije koji se razmatraju u modelu LRIC šematski su prikazani na Slici 2. • Lokalni nivo interkonekcije: operator se interkonektuje u tački interkonekcije 1 i plaća korišćenje lokalne centrale, RCU i prenosnog linka između njih; • Interkonekcija preko jedne tandem centrale (single transit): operator se interkonektuje u tački interkonekcije 2 i plaća korišćenje tandem centrale, transmisioni link između tandem i lokalne centrale, lokalne centrale, transmisioni link između lokalne centrale i RCU; • Interkonekcija preko dve tandem centrale (double transit): operator se interkonektuje u tački interkonekcije 3 i plaća za iste elemente mreže kao i u prethodnom slučaju i dodatno plaća korišćenje još jedne tandem centrale kao i prenosnog linka između tandema. Elementi mreže mogu biti na različite načine kombinovani da bi omogućili TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

25


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

adekvatan servis interkonekcije. Na primer, interkonekcija na lokalnom nivou mreže će, u proseku, obuhvatiti najmanje jedan izdvojeni stepen, jednu lokalnu centralu kao i transmisioni link između njih. Lokalni nivo interkonekcije neće obuhvatati tandem centrale, niti bilo koji drugi transmisioni link. Svaka kombinacija elemenata mreže definisana je određenim faktorom rutiranja, za određeni servis interkonekcije. Faktori rutiranja definišu srednju iskorišćenost svakog pojedinog tipa elementa mreže, za svaki tip servisa. Prema tome, za svaki servis interkonekcije se precizira faktor rutiranja ili iskorišćenost elemenata mreže, koji pokazuje u kojoj meri servisi koriste elemente mreže (odvojeno se posmatraju komutacioni i transmisioni elementi mreže). Ovi faktori se primenjuju dvojako: • P rvo, za izračunavanje ukupnih troškova korišćenja elemenata mreže po minutu razgovora ili po pozivu. Ovaj jedinični trošak se dobija kada se ukupan godišnji trošak elemenata mreže podeli sa ukupnom iskorišćenošću svih uređaja iz kojih se sastoje elementi mreže; • Drugo, za izračunavanje troškova servisa, tako što se jedinični trošak elemenata mreže množi faktorom rutiranja (koliko puta određenog uređaja koristi element mreže). U modelima bottom-up, faktori rutiranja se koriste za dimenzionisanje mreže, kao i za procenu troškova servisa. U modelima top-down, faktori rutiranja se koriste samo za procenu troškova servisa, s obzirom na to da se troškovi elemenata mreže utvrđuju na osnovu računovodstvenih podataka. 26

TELEKOMUNIKACIJE | JUL JUN 2011 2011

2.3. PRISTUPI KREIRANJU modela lric Tri opšta pristupa obračunavanju troškova interkonekcije se mogu slediti pojedinačno ili u kombinaciji: top-down, bottom-up i outside-in. U principu, svaki pojedinačni pristup može da obezbedi dovoljno objektivne rezultate. Kombinovanjem različitih pristupa dobijeni rezultati bi , svakako, bili pouzdaniji za primenu, međutim takav pristup bi bio daleko komplikovaniji jer bi zahtevao znatno više vremena, finansijskih sredstava, kadrova i dr. Dugororočni inkrementalni troškovi se mogu proceniti na više načina. Dva najzastupljenija pristupa su: top-down i bottom-up. Model top-down koristi računovodstvene podatke samih operatora i jasna pravila za alociranje troškova različitih servisa. U principu, pristup top-down se izjednačava sa modelima koji se oslanjaju na tzv. istorijske troškove. Neophodno je pretpostaviti poboljšanje efikasnosti poslovanja, kao i ažurirati istorijske troškove u skladu sa trenutnim vrednostima. Ovaj tip modelovanja troškova se zove istorijski, zato što primenom principa top-down pridružuje istorijske troškove servisu interkonekcije. Pristup bottom-up podrazumeva kreiranje hipotetičke mreže sa svim neophodnim elementima mreže i odgovarajućom opremom, za pružanje određenog servisa sa odgovarajućim nivoom kvaliteta. Ovaj pristup može da se realizuje preko simulacionih modela mreže, u zavisnosti od tražnje za servisima. Model bottom-up zahteva informacije koje se odnose na troškove nabavke opreme i uređaja, troškove instalacije i održavanja elemenata mreže, podatke vezane za tip i obim tražnje za servisima koje mreža nudi, kao i detaljne informacije vezane za iskorišćenost

elemenata mreže. U modelu bottom-up se pretpostavlja da je primenjena savremena tehnologija i efikasne operativne metode. U principu, oba pristupa treba da dovedu do istog rešenja ukoliko su tačne pretpostavke o uticajnim faktorima primenjenih modela [12].

2.3.1. PRISTUP TOP-DOWN Ovaj pristup počinje sa računovodstvenim podacima troškova koji se odnose na operatora u celini, kao što su kompletni godišnji troškovi, kapitalne investicije, rashodi poslovanja i dr. Potom se ovi ukupni troškovi alociraju na pojedinačne servise koje kompanija nudi, pri čemu je veoma važno da se poštuju pravila o alokaciji troškova. Najvažnije etape u procesu kreiranja modela koji koristi pristup top-down su prikazane na Slici 3. Polazna tačka ovog pristupa je prikupljanje podataka o finansijskom poslovanju. Potom se vrši grupisanje troškova u posebne kategorije troškova (tzv. homogene kategorije troškova), kako bi se identifikovali pojedini uzročnici tih troškova. Svi oni troškovi koji imaju jedan uzrok se mogu grupisati u istu kategoriju. Pošto se model LRIC zasniva na konceptu predviđanja budućih trendova (forward looking), u procesu određivanja neto vrednosti aktive i odgovarajućih troškova amortizacije primenjuju se principi obračuna tekućih troškova (Current Cost Accounting - CCA). Ovo obuhvata revalorizaciju aktive na bazi troškova zamenjenih ekvivalentnom aktivom (Modern Equivalent Asset - MEA). MEA se može definisati kao ona aktiva koja poseduje zahtevani kapacitet i funkcionalnost i ima minimalne troškove tokom budućeg perioda. Ako postoje razlike u operativnim troškovima između MEA i postojeće aktive, one se moraju uzeti u


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

su direktno ili indirektno povezani sa obimom pružanja servisa. Ako to nije slučaj, oni se dodeljuju specifičnoj grupaciji troškova koja se odnosi na nerelevantne troškove. Sam metod za izračunavanje troškova servisa se sastoji od sledećih koraka: • Identifikovanje obima troškova koji se tiču posmatranog servisa; • Izračunavanje obima troškova po kategorijama troškova; • Izračunavanje pridruženih troškova koji nastaju raspodelom troškova. Na izlazu modela dobijaju se sledeći podaci: • LRIC za svaku kategoriju troškova, • LRIC za sve servise koji su definisani u modelu, • jedinični troškovi korišćenja svakog elementa mreže, • razdvojeni troškovi na troškove kapitala, amortizaciju, operativne troškove, režijske troškove, povećanja i slično. Slika 3. Pristup top-down

obzir. U sledećoj fazi se vrši dodeljivanje troškova različitim elementima mreže. Ovaj proces zahteva nekoliko etapa alokacije troškova (npr. alokacija troškova prema vrstama, alokacija u zavisnosti od aktivnosti operatora, alokacija na podelemente mreže u sledećim fazama, alokacija nerelevantnih troškova i dr.) Ova faza algoritma mora da obezbedi tačnu alokaciju i razdvajanje troškova pojedinačnih servisa. U narednoj fazi se vrši definisanje kapitalnih troškova. Oni se dobijaju množenjem prosečne vrednosti obrtnih sredstava u toku godine sa troškovima kapitala. Ovde treba uključiti i amortizaciju. Sledeća faza je pronalaženje parametara koji predstavljaju odnos

2.3.2. PRISTUP BOTTOM-UP troškovi – obim pružanja servisa (Cost Volume Relationship - CVR). Taj parametar pokazuje način na koji se menjaju troškovi u zavisnosti od obima pruženih servisa. CVR može da bude od koristi pri određivanju uticaja prognoziranog obima tražnje na nivo troškova. Izračunavanje troškova servisa vrši se na osnovu troškova elemenata mreže primenom faktora rutiranja i obima proizvodnje. Na taj način se određuju jedinični troškovi upotrebe svakog elementa mreže i potom izračunavaju troškovi svakog proizvoda (servisa) koji nastaju korišćenjem potrebnih elemenata. Svi troškovi unutar modela LRIC

Ovaj pristup se smatra „najpreciznijim“ načinom merenja jediničnih troškova, pod uslovom da je dostupna dovoljna količina podataka. Osnovni koncept ovog pristupa zasniva se na modelovanju hipotetičke mreže primenom procedura inženjerskog projektovanja. Razmatraju se zahtevi za servisima i gradi se efikasna mreža koja može da opsluži ove zahteve. Dalje se procenjuje koji elementi mreže učestvuju u pružanju određenog servisa interkonekcije. Na Slici 4. su prikazane glavne etape pristupa bottom-up. Potrebno je prikupiti podatke o zahtevima za servise, podatke o trošTELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

27


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Model u kome je primenjen ovaj pristup treba da ima sledeće karakteristike: • da bude ograničen troškovima „jezgra“ mreže, • da obuhvati postojeće komutacione i transmisione elemente mreže, • da bude projektovan tako da uključuje troškove terminacije poziva, kao i troškove generisanja poziva, • da bude dovoljno fleksibilan da može da se koristi za procenu troškova različitih mreža, delova mreže ili različitih saobraćajnih područja gde su infrastrukturni troškovi i saobraćajni profili različiti, • da obezbedi alokaciju troškova na osnovu intervala od jednog minuta, u zavisnosti od tarifne šeme glavnog operatora (pružaoca interkonekcije), • da se troškovi interkonekcije usrednjavaju za svaki region i • da bude usklađen sa odgovarajućim modelom top-down. Slika 4. Pristup Pristupbottom-up bottom-up

kovima opreme, uređaja i izgradnje infrastrukture. Za navedene ulazne podatke neophodno je izračunati trend-vrednost za naredni period. Na ovaj način se obezbeđuje da se prognozirane promene u zahtevima korisnika, cenama opreme ili cenama minuta razgovora ugrade u model. Na ovaj način se dobijaju ulazni podaci za jedinične troškove elemenata mreže koji učestvuju u pružanju određenih servisa interkonekcije. Potom se pristupa kreiranju hipotetičke mreže. Najpre treba da se izabere topologija mreže i tehnologija koja će se koristiti. Mreža se projektuje tako da ima dovoljno resursa da omogući zadovoljenje budućih zahteva korisnika. Dimenzionisanje mreže se zasniva na 28

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

primeni standardnih inženjerskih pravila projektovanja. Osnovu za određivanje kapitalnih troškova dimenzionisane mreže sačinjavaju cene komutacione i transmisione opreme, kao i podaci o pratećim troškovima. Naredna faza se odnosi na određivanje kapitalnih troškova elemenata mreže. U proceni troškova se koriste godišnji podaci o tržišnoj vrednosti aktive, trendvrednosti aktive i kapitalni troškovi. Ovde se takođe uključuju i operativni troškovi svakog elementa mreže da bi se dobila adekvatna procena ukupnih troškova. Konačna faza ovog pristupa je utvrđivanje troškova servisa. Sumu kapitalnih i operativnih troškova je potrebno transformisati u jedinične troškove za svaki element mreže.

3. KONCEPT BILL – AND – KEEP ZA fORMIRANJE CENE INTERKONEKCIJE Kao potpuna suprotnost pristupu costbased, u naučnoj i stručnoj praksi se predlaže pristup bill-and-keep, čija je osnovna karakteristika da se ne vrši nikakva naplata među operatorima. Takav metod tarifiranja interkonekcije je pogodan u slučajevima kada je saobraćaj između operatora izbalansiran. Pristup bill-and-keep se može koristiti kada postoji dvosmerna interkonekcija, odnosno kada postoji reciprocitet u pružanju servisa između dva operatora. Svaki operator „naplati“ svojim krajnjim korisnicima izlazni saobraćaj koji oni generišu ka drugoj mreži i „zadržava“ sav prihod


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

koji proistekne. Zbog takvih karakteristika u literaturi se često može pronaći i termin Sender Keep All [5]. Ovaj princip podrazumeva činjenicu da bi se naknade za uspostavljanje servisa interkonekcije ionako međusobno poništile, što ne bi rezultiralo ni gubitkom ni dobitkom ni za jednog operatora. Dalje, time što propuštaju nadoknade, operatori izbegavaju administrativni teret međusobne naplate razmenjenog saobraćaja. Ovaj model nije moguće primeniti u situacijama kada saobraćaj između operatora nije u ravnoteži. U tom slučaju, jedan operator će imati manju dobit zbog većih troškova terminacije saobraćaja u njegovu mrežu. Da bi se ustanovilo da ta ravnoteža postoji potrebno je kontinuirano merenje saobraćaja i troškova koji iz njega proističu. Ako se saobraćaj značajno promeni i poremeti ravnotežu, operatori mogu da obustave ovo uređenje, bar privremeno, i da počnu da naplaćuju servise interkonekcije. Kada je reč o primeni koncepta billand-keep, tu postoje različiti pristupi i stavovi. Prema jednom od njih, koji je predložio De Graba i nazvao ga COBAK (Central Office Bill And Keep), predlažu se dva pravila: interkonektovani operator ne treba drugom operatoru da povrati (kompenzuje) troškove vezane za lokalnu pristupnu opremu; i mreža pozivaoca je odgovorna za troškove prosleđivanja poziva do krajnjeg čvora pozvane strane. COBAK pristup bi značajno smanjio ulogu regulatora, uključujući tu i problem recipročne kompenzacije koji je u vezi sa pružaocima usluga Interneta [13]. Rajt je izrazio sumnje u vezi sa generalnom primenom pristupa COBAK, zato što smatra da je to pogodno samo za

posebne tipove interkonekcije koje su zavisne od mrežnih eksternalija i volje korisnika da plaćaju pozive pozvane i pozivajuće strane [14]. Osvrćući se na takve zaključke, De Graba objašnjava da COBAK i dalje može da se preporuči, s obzirom na to da ne postoje empirijski podaci koji bi opravdali činjenicu da ostali pristupi donose veću društvenu dobit. Dalje, pretpostavljajući da i pozvana i pozivajuća strana imaju koristi od poziva, on insistira na tome da pristup u kome mreža pozivajuće strane plaća dovodi do neefikasnosti, zato što bi troškove trebalo da snose oni koji imaju koristi od poziva. To znači da način tarifiranja bill-and-keep, iako izaziva troškove u obe mreže, može da rezultira efikasnijim iskorišćenjem mreže čak i kada saobraćaj između mreža nije izbalansiran. De Graba tvrdi da efikasnost telekomunikacionog tržišta može da bude poboljšana primenom pristupa tarifiranju bill-and-keep [15]. Drugi pristup, koji su predložili Atkinson i Barnekov, naziva se BASIC (Bill Access to Subscribers – Interconnection Cost Split). Prema njemu, mreže (operatori) bi trebalo da naplate sve mrežne troškove od svojih krajnjih korisnika i da podjednako podele troškove koji proističu iz interkonekcije [16]. Oba pristupa su slična po tome što mreža pozvane strane ne naplaćuje interkonektovanim operatorima terminaciju poziva, već mrežne troškove direktno naplaćuje (preciznije - vrši njihov povraćaj) od krajnjih korisnika. Da li su pristupi identični zavisi prvenstveno od toga kako se interpretiraju mrežni troškovi u okviru pristupa BASIC, i lokalna pristupna oprema u okviru pristupa COBAK. U oba pristupa je osnovni cilj da se izvrši efikasna alokacija transpor-

tnih troškova. Glavna razlika je u tome što COBAK namerno bira neefikasno pravilo da bi podstakao dobrovoljne pregovore, a BASIC bira pravilo koje je značajno efikasnije. Ipak, postoje i studije u kojima se pokazuje da bill-and-keep i nije baš najbolje rešenje posmatrano sa stanovišta konkurentnosti i društvene dobrobiti. Desein, uz pretpostavku o heterogenosti korisnika, pokazuje da ako se cena interkonekcije, odnosno pristupa, postavi ispod marginalnih troškova, dolazi do rasta profita provajdera, dok se društveno blagostanje povećava postavljanjem cene iznad marginalnih troškova [17]. Gans i King pokazuju da sporazumi o primeni pristupa bill-and-keep, indukujući niske cene interkonekcije bliske nuli, mogu da dovedu do slabljenja konkurentnosti među mrežama [18]. Uporedni prikaz argumenata u korist i protiv pristupa bill-and-keep dao je Li, posebno ističući važnost izbalansiranosti saobraćajnog opterećenja između operatora [19].

4. KONCEPT UMANJENJA CENE - retail miNus Ovaj pristup formiranju cene interkonekcije bi se mogao prevesti kao „pristup zasnovan na smanjenju maloprodajnih cena“. Svoju primenu, pristup retail minus je našao u mnogim segmentima regulisanja rada telekomunikacionih operatora, kao što su: regulisanje i naplata pristupa telekomunikacionoj mreži ili nekim njenim delovima, formiranje cene terminacije, kao i formiranje cene interkonekcije. Literatura na tu temu nije tako brojna kao za pristup cost-based, a glavni razlog za to je činjenica da je ovaj pristup imao značajno manju primenu u odnoTELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

29


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

su na prethodni. Međutim, u poslednjih nekoliko godina regulatorna tela počinju da primenjuju koncept retail minus za regulisanje cena u nekim segmentima telekomunikacionog tržišta [20]. U literaturi se mogu naći različite definicije retail minus koncepta. Prema definiciji koju je navela mreža nezavisnih evropskih telekomunikacionih operatora (Independent European Telecom Regulators – IRG) u svom dokumentu IRG(05)39, retail minus je princip po kome je veleprodajna cena u vezi sa maloprodajnom i ne računa se na osnovu troškova koji nastaju u procesu generisanja veleprodajnog servisa. Oni navode da regulatorne agencije treba da imaju na umu da tako dobijene cene ne moraju nužno da budu troškovno orijentisane [21]. Ovako definisan koncept se može ilustrovati kao što je pokazano na Slici 5. Na Slici 5 se može uočiti da je maloprodajna cena sastavljena od različitih elemenata koji se generalno mogu okarakterisati kao: • troškovi koji nastaju veleprodajom servisa (tu spadaju i troškovi kapitala koji su vezani za taj servis) • troškovi koji nastaju maloprodajom servisa (tu spadaju i troškovi kapitala koji su vezani za maloprodajne aktivnosti) • svi prihodi koji proizilaze iz tako formirane maloprodajne cene. Ova metodologija počinje formiranjem maloprodajne cene, a odbijanjem maloprodajnih troškova („minus“) dolazi se do veleprodajne cene servisa. IRG predlaže da se koncept retail minus koristi u svrhe smanjenja nekonkurentnog ponašanja dominantnog operatora. 30

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

Slika 5. Ilustrativni prikaz retail minus koncepta

Pod pojmom nekonkurentnog ponašanja ovde se smatra tzv. zatvaranje tržišta čime dominantni operator stvara takvo okruženje u kome je praktično nemoguća efektivna konkurentnost novog operatora. Nacionalne regulatorne agencije mogu koristiti ovaj koncept da bi promovisale održivo konkurentno okruženje relevantnih tržišta, samim tim što je omogućen ulazak novih operatora. Što se samog računanja tiče, potrebno je obratiti posebnu pažnju na sledeće: • određivanje maloprodajne cene i to posebno na to da li se maloprodajna cena odnosi na pojedinačne servise ili skup istih; kako su povezani veleprodajni i maloprodajni servisi i sl.; • računanje vrednosti iznosa „minusa“. Koncept retail minus formalno predstavlja način tarifiranja ECPR (Efficient Component Pricing Rule) [22]. Cena interkonekcije se, prema njemu, može predstaviti na sledeći način: ci = dmti + (mc-mtm) gde su: cena interkonekcije (pristupa) ci -

dmti - dodatni marginalni troškovi interkonekcije (pristupa) mc - maloprodajna cena i mtm - marginalni troškovi maloprodaje. Rezultat primene ovakvog načina formiranja cene interkonekcije je cena koja je veća od inkrementalnih troškova. Ovakva cena obuhvata oportunitetni trošak operatora koji nastaje gubitkom korisnika zbog pojave novog operatora na tržištu. Međunarodna unija za telekomunikacije kao jedan od načina naplate interkonekcije navodi „koncept koji je zasnovan na maloprodaji“ [5]. Po svojim karakteristikama to je koncept koji cene interkonekcije bazira direktno na maloprodajnim cenama telekomunikacionog operatora. Na primer, cena terminacije može da se formira na osnovu procenta maloprodajne cene lokalnog poziva dominantnog operatora. Slično tome, fiksna cena za interkonekciju mogla bi da se formira u zavisnosti od cene koju je operator postavio za fiksnu lokalnu pristupnu liniju ili iznajmljenu liniju. Kod ovog pristupa regulator ima mogućnost da postavi jasnu marginu između maloprodajnih cena i cena in-


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

terkonekcije. Na primer, ako su cene interkonekcije fiksirane na 60 procenata maloprodajne cene, teoretski, konkurenti će imati na raspolaganju 40 procenata, što im dozvoljava da pokriju troškove i ostvare profit. Ovaj pristup je takođe pogodan za razvoj konkurencije jer garantuje da će konkurenti imati dovoljno slobodnog prostora za konkurisanje dominantnom operatoru. Često se cena interkonekcije, korišćenjem ovakvog koncepta, određuje tako što se od maloprodajne cene odbiju procenjeni prosečni troškovi koje dominantni operator izdvaja za aktivnosti kao što su marketing, usluge korisnicima i izdavanje računa. Smatra se da ovaj „izbegnuti trošak“ stvara cenu interkonekcije koja se približava tzv. veleprodajnim troškovima uspostavljanja servisa. Odatle se lako može izvesti maloprodajna cena. Velika mana ovakvog pristupa je u tome što u većini slučajeva to rezultira cenama interkonekcije koje nisu zasnovane na stvarnim troškovima. Takođe je teško odrediti troškove koji spadaju u računanje maloprodajnih osnovnih tarifa za govorne servise, jer ti troškovi mogu da uključuju marketing, izdavanje računa i dr. Zasnivanje troškova interkonekcije na nepouzdanim cenama maloprodaje jednostavno stvara i nepouzdane cene interkonekcije. Koncept retail-minus se definiše kao alternativna metodologija tarifiranju koja kao početnu tačku u formiranju cena interkonekcije posmatra maloprodajnu cenu servisa dominantnog operatora. Veleprodajna cena se dobija izdvajanjem maloprodajnih troškova i dodavanjem onih troškova koji se odnose na interkonekciju. Poređenjem koncepata

retail minus i LRAIC, zaključeno je da se modeli LRAIC mogu smatrati istim ili malo boljim za tarifiranje koje može da se primeni na tržište DSL-a [23].

5. VRŠNA CENA - PRICE CAP Formiranje cena primenom vršnih cena ((price cap) se nalazi u širokoj upotrebi u telekomunikacionim mrežama. Osnovni princip ovakvog načina tarifiranja podrazumeva postavljanje vršnih cena za grupu servisa. To pruža operatorima fleksibilnost da povećaju ili snize tarife za pojedinačne servise, dokle god je prosečna cena ispod vršne cene. Podešavanja ispod vršne cene mogu biti usled inflacije, različitih procena rasta produktivnosti operatora i slično. Vršne cene se obično ne zasnivaju na detaljnim analizama troškova određenih servisa. Popularnost sistema vršnih cena je odraz kompleksnosti i teškoća pri određivanju realnih troškova interkonekcije. Vršne cene služe da drže cene u razumnom odnosu sa troškovima, bez uplitanja regulatora u poslovne odluke operatora. Sistemi vršnih cena su bili primenjeni za cene interkonekcije u SAD, Velikoj Britaniji, Peruu, Boliviji, i drugim državama. Najteži i najbitniji zadatak pri uvođenju režima vršnih cena je formiranje početnih cena koje treba da budu što približnije troškovima. Svaka nepreciznost u određivanju inicijalnih vršnih cena se može tokom vremena povećati. U slučaju interkonekcije, postavljanje početne vršne cene previsoko povlači sa sobom rizik od rušenja potencijalne konkurencije i forsiranja konkurenata da subvencionišu dominantne operatore na duži period.

6. KONCEPT PODELE PRIhODA - REVENUE SHARING U određenim odnosima između operatora koji su prisutni na nekom telekomunikacionom tržištu, umesto plaćanja eksplicitno definisanih cena interkonekcije ponekad se koristi podela prihoda. Jedan od primera je vertikalna interkonekcija međumesnih operatora sa lokalnom pristupnom mrežom. Dogovor operatora koji se interkonektuju može da sadrži nalog da operator za međugradske i međunarodne pozive plati lokalnom operatoru određeni procenat prihoda ostvarenog svakim međumesnim odnosno međunarodnim pozivom. Isto se može primeniti i u slučaju interkonekcije fiksnog i mobilnog operatora. Mnogi sporazumi o interkonekciji između fiksnih i mobilnih operatora su bazirani na podeli prihoda. Najčešće mobilni operator uzima 80% prihoda od poziva, dok fiksni dobija 20%. Ovaj pristup, barem teoretski, može da dovede do istog rešenja kao i naplata interkonekcije koja se bazira na troškovima. To će biti moguće u slučaju kada je prihod koji treba podeliti sa provajderom pristupne mreže otprilike jednak troškovima interkonekcije. Međutim, postoji veliki rizik da to neće biti ostvareno zbog velike razlike između ta dva iznosa. Koncept podele prihoda je predložen za upotrebu prvenstveno zbog toga što je relativno jednostavan za primenu i zato što vrši rebalans zarada operatora kada su maloprodajne cene na neki način poremećene. Ipak postoje i neki nedostaci kod ovakvog koncepta formiranja cena. Prvo, može doći do smanjenja podsticaja za dominantnog operatora TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

31


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

da izvrši rebalans maloprodajnih cena tako da one budu u vezi sa referentnim troškovima. Drugo, ovako definisan način tarifiranja ne daje dobre signale novim učesnicima na tržištu koji treba da odluče da li da ulažu u svoju opremu i infrastrukturu ili da je iznajme od dominantnog operatora. Treće, podela prihoda proporcionalno troškovima može da dovede do čudne situacije u kojoj operator povećava svoj profit povećanjem troškova. U naučnoj literaturi nema mnogo pokušaja da se sprovede ekonomska analiza pravila podele prihoda. Vršena su određena istraživanja u vezi sa samim konceptom i određen je optimalan odnos za podelu prihoda u slučaju horizontalne interkonekcije. Dodatno, uz pretpostavku da koncept podele prihoda može da bude ekvivalentan konceptu cost-based ako je pravilno određen način podele prihoda, ispitan je odnos između tog optimalno definisanog načina podele prihoda i cene pristupa [24]. Neki elementi koncepta podele prihoda mogu da budu pogodni u onim slučajevima kada je potrebno višak prihoda distribuirati nakon plaćanja troškovno orijentisane cene interkonekcije [25]. Međutim, u nekim slučajevima deo prihoda koji pripada dominantnom operatoru uključuje razne komponente, počev od troškova interkonekcije, preko licence za rad, kompenzacije za gubitke dominantnog operatora zbog pojavljivanja novog konkurenta ili čak ispunjavanja obaveza obezbeđivanja univerzalnog servisa. Ove poslednje komponente uglavnom se ne zasnivaju na troškovima i ne podležu regulaciji tamo gde regulator želi da unapredi efikasnost u telekomunikacionom sektoru. Ovaj pristup se može i zloupotrebiti, i to naročito u situacijama kada se formiraju sporazumi 32

TELEKOMUNIKACIJE | JUL JUN 2011 2011

gde se izuzetno visoki udeli u prihodu koriste za profitiranje jednog operatora ili države. Posledica toga je smanjenje efikasne konkurentnosti. Ako se već koristi koncept podele prihoda, onda regulator treba jasno da identifikuje svaku komponentu koja učestvuje u toj „podeli“. Na primer, udeo u plaćanju cene interkonekcije koja je bazirana na troškovima, udeo u plaćanju koncesija, licenci i sl. Ovako primenjen koncept je transparentan i omogućava postepenu eliminaciju onih komponenti koje se ne zasnivaju na troškovima.

7. NAČINI TARIfIRANJA INTERKONEKCIJE U NGN MREŽAMA Velika pažnja naučne i stručne javnosti je poslednjih nekoliko godina usmerena na istraživanja koja se odnose na tarifiranje u mrežama naredne generacije (NGN - Next Generation Networks). Mreže naredne generacije su multiservisne mreže sa definisanim kvalitetom servisa, u kojima se mogu obezbediti sve vrste aplikacija i servisa. Stoga treba istaći da svaka sesija jedne aplikacije može biti korektno identifikovana i merena. Ono što može predstavljati problem jeste kako klasifikovati sesije aplikacija i kako prilagoditi nove servise, kao i kako kreirati šemu tarifiranja koja se bazira na parametrima servisa ili na standardizovanim faktorima koji se mogu naplatiti, kao što su na primer: širina opsega za pristup, kašnjenje, trajanje poziva, gubici i dogovor o zajedničkim cenama interkonekcije za svaku posebnu aplikaciju i/ili kategoriju servisa. Tu je potreban sporazum SLA (Service Level Agreement) između mreže i pretplatnika, kao i između mreža koje se interkonektuju. U daljem tekstu će

biti ukratko prikazani modeli naplate na lokalnom i veleprodajnom nivou, kao i modeli dogovora sa fiksnom cenom interkonekcije, koji se koriste za konekcije i osnovne servise, kao i model naplate interkonekcije po sesiji.

7.1. NAPLATA NA MALOPRODAJNOM I VELEPRODAJNOM NIVOU Ekonomski principi interkonekcije mreža naredne generacije obuhvataju: načine naplate (npr. plaća pozivajući pretplatnik - CPP, bill-and-keep, i sl.), načine tarifiranja (npr: tarifiranje po elementu mreže, prema kapacitetu ili prema SLA) i ugovorne uslove. U slučajevima gde postoji nemogućnost komercijalnog dogovora ili gde je relevantno tržište pod uticajem ex-ante regulative, nacionalna regulatorna agencija treba da bude uključena u postupak postavljanja tarifa, izbora načina naplate i rešavanja sporova. Što se Interneta tiče, tu je usvojen model interkonekcije koji se bazira na neutralnoj centralizovanoj tački pristupa mreži (Network Access Point - NAP) na koje je usmeren IP saobraćaj mnogih pružalaca usluga Interneta [26]. Svaki provajder snosi troškove transporta IP saobraćaja do tačke pristupa mreži. Tradicionalni, odnosno dominantni telekomunikacioni operatori nastoje da prenesu sadašnji pristup u okruženje mreža naredne generacije transformisanjem prethodnih tačaka TDM interkonekcije u IP tačke interkonekcije. To znači da će ostali operatori morati da snose troškove opsluživanja svog saobraćaja do (novih) tačaka interkonekcije, koje su ustanovili vodeći operatori. Ovakav sistem nastoji da održi i poveća asimetrične uslove u korist vodećeg operatora koji može biti manje zaintere-


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

sovan da postavi neutralne tačke interkonekcije (kao što su NAP). Regulatorna tela bi trebalo da intervenišu oko utvrđivanja IP tačaka interkonekcije ako troškovi operatora koji nastaju pri transportu IP saobraćaja porastu iznad prihvatljivog nivoa, naročito ako je to uzrokovano promenama u mrežama dominantnih operatora. Kod maloprodajnog režima naplate je važno istaći postojanje dva bitna aspekta: Ko plaća? i Šta plaća? (odnosno treba utvrditi strukturu tarife) Što se tiče naplate u maloprodaji, jasno je da postoje izvesne razlike u naplati između PSTN i Internet saobraćaja. Kod PSTN je najčešće korišćeni princip za naplatu poziva da strana koja generiše poziv plaća i naknadu. Naknada obično zavisi od trajanja poziva kao i od rastojanja između pozivaoca i pozvanog. U tom slučaju strana koja prima poziv najčešće ne plaća ništa. Takav način naplate se naziva Calling Party Pays (CPP). U procesu utvrđivanja onoga šta se plaća, postoji nekoliko načina definisanja. Postoji naplata korišćenja na bazi minuta, koja je dugo bila u upotrebi, a sada postoje i različite nelinearne tarife. Često se koriste i ravnomerne ((flat) tarife zato što se time izbegava neizvesnost oko onoga šta korisnik treba da plati. Što se tiče Internet saobraćaja, postoje načini naplate koji se baziraju na RPP. Tarife za Internet konekciju uključuju plaćanje pristupa i mogućnosti slanja i primanja podataka. Korisnici primaju više saobraćaja nego što šalju. U poslednje vreme, korišćenjem konekcija P2P ( (peer-to-peer ), instant mesindžinga i ostalih aplikacija, dolazi do balansiranja saobraćaja. Što se tiče onoga što se plaća, kod Internet saobraćaja tarife obu-

hvataju plaćanje pristupa i mogućnosti slanja i primanja podataka. Postoje različiti načini tarifiranja koji se mogu bazirati na vremenu konekcije ili količini podataka koji se mogu preneti, ili na kombinaciji ta dva načina tarifiranja. Takođe, često se koristi i pristup ravnomerne ((flat) naplate [27]. Na veleprodajnom nivou u mrežama PSTN treba da se napravi razlika između Calling Party’s Network Pays (CPNP) i bill-and-keep. Pod pojmom CPNP podrazumeva se da mreža pozivaoca plaća kompletan poziv. Naplata po principu CPNP može da se izvede na dva načina: naplata po elementu (Element Based Costing – EBC) i naplata po kapacitetu (Capacity Based Costing - CBC), u zavisnosti od toga kako se naplaćuje upotreba. Ova dva pristupa se često koriste kao osnova regulisanih tarifa za interkonekciju. CPNP terminiranje dovodi do nastanka problema poznatog kao monopol terminiranja. Generalno, operator nema kontrolu nad tim kako će pozivi završiti – operator može da terminira poziv u bilo koju mrežu. To dovodi do specijalne forme tržišne moći operatora. Taj monopol postoji čak i na tržištima u kojima postoji efektivna konkurencija u generisanju poziva, i nije ni u kom slučaju ograničena samo na velike operatore sa značajnim tržišnim potencijalom. U tom slučaju, potrebna je dodatna regulativa čak i za male operatore, koji nemaju značajan udeo u tržištu [28]. Kada je u pitanju Internet, u primeni su sporazumi o piringu i tranzitu. Prema ugovoru o piringu, obe ugovorne strane su se usaglasile da razmenjuju saobraćaj bez naplate protoka, u skladu sa svojom politikom o piringu (koja može da sadrži i uslove koji se odnose na simetričnost protoka). Logika tranzitnih sporazuma je „naplati svojim

korisnicima i plati apstrim provajderu”. Provajderi mogu da imaju sporazume o piringu sa jednim provajderima a da kupuju tranzit od drugih. Ovakvi sporazumi su rezultat bilateralnih dogovora i tu nije prisutna nikakva regulativa. Kod sporazuma o primeni metoda billand-keep i piring nema plaćanja protoka, ali se oni razlikuju po preduslovima koji su za njih potrebni. Učestvovanje u sistemu terminiranja po metodi bill-and-keep ne zahteva striktno simetričan saobraćaj već može, na primer, da zavisi od minimalnog broja tačaka interkonekcije. U mrežama naredne generacije mogu da se koriste i metode naplate u kojima mreže pozivajućeg (inicirajućeg) korisnika plaćaju uslugu, i to obe varijante, i naplata po elementu i/ili naplata po kapacitetu. Oba sistema predstavljaju troškovno bazirane sisteme gde nacionalna regulatorna tela treba da odrede specifične efikasne troškovne standarde u procesu određivanja veleprodajnih tarifa, tako da bude obezbeđena mogućnost efikasnog ulaganja u mrežu. Najčešće se efikasni trošak sastoji od LRAIC kome je dodat trošak uloženog kapitala. Pri korišćenju EBC, cena interkonekcije zavisi od broja elemenata mreže kao i od rastojanja, i to u onim slučajevima u kojima su cene bile vezane za rastojanja. Korišćenjem EBC dolazi do boljeg pokrivanja osnovnih troškova. U IP mrežama EBC ili CBC uzrokuju transakcione troškove (npr. za utvrđivanje IP tačaka interkonekcije). Glavna razlika između EBC i CBC je u tome što se kod CBC propusni opseg (broj kanala ili bita) kupuje unapred. To dovodi do veće podele rizika između glavnog operatora i konkurenata, tj. do većeg stepena koncentracije tržišta. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

33


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Kod sporazuma bill-and-keep, nema naplate terminiranja. Ovakav pristup se može primeniti i za generisanje servisa. Sam metod bill-and-keep se može shvatiti kao „trampa“ unutar koje mrežni operatori omogućuju drugim provajderima transport posredstvom svoje mreže. Svaka mreža snosi troškove mrežnih servisa. Trošak terminiranja saobraćaja iz mreže operatora A u mrežu operatora B se sastoji od obezbeđenja mrežnih kapaciteta za terminiranje saobraćaja mreže B u mrežu operatora A. Stoga, utisak da se servisi interkonekcije pružaju bez troškova je pogrešan, čak iako se nijedan servis ne plaća. Korišćenjem modela bill-and-keep redukuju se transakcioni troškovi, ne postoji problem monopola terminiranja, a samim tim što se ne vrši plaćanje izbegnut je i problem arbitraže. Kao i svaki drugi metod naplate, i bill-and-keep ima svoje nedostatke. On, na primer, može da dovede do problema da provajderi teže da predaju svoj saobraćaj drugoj mreži, koja treba da izvrši terminiranje, što je moguće bliže tački generisanja. Ovo je razlog zbog koga metod bill-and-keep može da dovede do smanjenja investiranja. Da bi se prevazišao ovaj problem, razumno je zahtevati minimalni broj i lokaciju tačaka interkonekcije. Što je tačka interkonekcije bliža pozvanom korisniku, to je problem manji. Da bi se redukovao taj problem potrebno je odrediti topologiju tačaka interkonekcije.

7.2. MODELI OBRAČUNA PRIhODA OD INTERKONEKCIJE U NGN Osnovni model, koji je u svom radu [29] predstavio Jun, sa fiksnom tarifom interkonekcije se može opisati na sledeći način. Posmatra se neka mreža, potpuno zasnovana na Internet protokolu, i neka je n adekvatna mera veličine mreže. Parametar n se može interpretirati kao težinska suma različitih klasa korisnika, pri čemu svaki vebsajt može da se računa dvostruko u odnosu na pojedinačnog korisnika. Ovo je potpuno logično, s obzirom na to da vebsajt prouzrokuje više spoljnih uticaja (eksternalija) na druge pretplatnike mreže. Funkcija dobiti od pretplatnika je data kao u(n), pa će ukupna korisnost mreže biti nu(t). Pretpostavlja se da je u’>0, jer se smatra da su eksternalije mreže pozitivne. Ukupan trošak opsluživanja mreže je c(n). U tom slučaju, prihod NGN mreže se može definisati kao: (1) gde je λ mera konkurentnosti mreža. Slučaj u kome je λ=0 odgovara slučaju monopola, dok slučaj λ=∞ odgovara idealnoj 34

TELEKOMUNIKACIJE | JUL JUN 2011 2011

konkurenciji, dok sve vrednosti između odgovaraju konkretnoj situaciji koja je između monopola i idealne konkurencije. Ono što je značajno jeste odrediti profit mreže. Profit mreže i bez interkonekcije se može odrediti na osnovu izraza (2). (2) Profit mreže i sa interkonekcijom, sa primenom modela billand-keep, može se odrediti prema izrazu (3). (3) U tom slučaju profit od interkonekcije operatora i predstavlja razliku ova dva profita, kao što je dato u jednačini (4). (4) Na osnovu izvedenih jednačina vidi se da profit koji mreža ostvaruje interkonekcijom zavisna od konkurentnosti telekomunikacione mreže, broja korisnika posmatranog operatora i dobiti koja se ostvaruje pružanjem različitih servisa. Analizom ovih izraza mogu se izvesti brojni zaključci. Neki od najznačajnijih su: • A ko dve mreže posluju u približno jednakim uslovima, onda one mogu urediti interkonekciju bez finansijskih transakcija; • Ako su svi ostali uslovi rada mreža jednaki, ona mreža koja se nalazi na konkurentnijem tržištu ima bolju pregovaračku poziciju; • Ako su svi ostali uslovi rada mreža jednaki, prihod od interkonekcije je veći za operatora koji ima veći broj korisnika; • Ako su svi ostali uslovi rada mreža jednaki, prihod od interkonekcije je obrnuto srazmeran meri konkurentnosti mreže. Ako se pođe od pretpostavke da postoje tehničke mogućnosti merenja upotrebe svake aplikacije ili servisa, problem dogovora oko cena interkonekcije postaje lako rešiv, tako da se na svaku aplikaciju ili servis mogu primeniti tradicionalne šeme tarifiranja interkonekcije. Naravno, potrebno je izračunati fizičke troškove obezbeđivanja svake kategorije servisa u NGN okruženju ili se oko njih dogovoriti, što je tehničke prirode.


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

8. fAKTORI KOJI ODREÐUJU eFikasNost modela INTERKONEKCIJE Postoje brojni faktori koji određuju efikasnost datog modela interkonekcije. Najznačajniji među njima su spoljni uticaji (eksternalije), troškovi mreže, stabilnost uslova na tržištu i ravnomernost saobraćaja [30]. Eksternalija (spoljni uticaj) predstavlja trošak ili korist koji snosi jedan subjekt kao rezultat akcije koju je preduzeo drugi subjekt. Pozitivnu eksternaliju predstavlja korist koju A ima od akcije koju je preduzeo B. Negativnu eksternaliju predstavlja trošak koju A ima od akcije koju je preduzeo B. Ključno je to da eksternalija utiče na položaj treće strane; tj. na položaj nekoga ko ne učestvuje u aktivnosti koja proizvodi eksterne troškove ili eksterne koristi. Na troškove poruka koje se generišu u mreži podjednako utiču i inicirajuća i prijemna strana. Iz ove fundamentalne karakteristike proizilazi ekonomska uloga cene interkonekcije. Iniciranjem poruke inicijator uzrokuje eksternalije prijemnoj strani (eksternalije poruka). Slično, odlukom da pristupi mreži korisnik može kreirati eksternaliju (mrežnu eksternaliju ili pretplatničku eksternaliju) za ostale pretplatnike. Ove eksternalije mogu biti kompenzovane između krajnjih korisnika. Ako one nastaju između korisnika unutar jedne mreže onda se korekcijom maloprodajnih tarifa može povećati ukupna tražnja. Kada se uspostavlja tok saobraćaja između mreža, pri postojanju pravilne strukture maloprodajnih tarifa, korekcija nastalih eksternalija se bazira na plaćanjima na veleprodajnom nivou između mrežnih operatora. Kroz ove mehanizme, cene

interkonekcije omogućavaju da se eksternalije između maloprodajnih (lokalnih) korisnika koriguju. Ipak je korisno imati na umu da sve to ima kumulativni, a ne pojedinačni efekat, odnosno, ne zavisi od jedne individualne poruke ili pretplate. Efikasna tarifa interkonekcije se može izvesti iz dva ključna elementa: prirode eksternalija i raspodele troškova između interkonektovanih mreža. Ako je reč o saobraćaju između mreža koje imaju istu troškovnu strukturu i ravnomeran profil korisnika, onda smer plaćanja nije relevantan sa aspekta efikasnosti. Razlog tome je to što bi izbor bilo koje cene interkonekcije doveo do istog obima plaćanja među mrežama (koje bi bilo jednako nuli). Izbegavanjem troškova transakcija koje bi nastale prilikom tih podjednakih plaćanja, dolazi se do metode bill-and-keep kao efikasne u datim uslovima. Čak i kada je saobraćaj između čvorova u ravnoteži u samo nekom trenutku vremena, operatori se trude da utiču na tu ravnotežu i svoje troškove. Osim toga ravnoteža saobraćaja i/ili troškova se lako može poremetiti u zavisnosti od uslova na tržištu. Stoga, bill-and-keep je efikasan metod naplate interkonekcije ako postoji ravnoteža saobraćaja i zavisi od toga kako uslovi na tržištu mogu promeniti tu ravnotežu ili status čvora. Efikasnost zahteva da se cena interkonekcije može podesiti tako da adekvatno odgovori na promene na tržištu. Ove promene mogu nastati zbog egzogenih faktora, kao na primer zbog uvođenja novih servisa koji menjaju tipičnu raspodelu dobiti (benefita) između inicirajuće i prijemne strane. Promena u uslovima tržišta može biti i endogena, odnosno uzrokovana podsticajem da se usvoji određeni model interkonekcije.

Konkretno, operatori će biti podstaknuti da izbegnu troškove ili da povoljno prekroje ravnotežu saobraćaja tamo gde te akcije ne menjaju njihova plaćanja interkonekcije. Jasno je da efikasan model interkonekcije zahteva fleksibilnost u reagovanju na egzogene promene tržišta, kao i na strateške odluke operatora. Bill-and-keep može da bude efikasan samo onda kada su uslovi na tržištu takvi da je efikasna tarifa interkonekcije jednaka nuli (tj. kada je saobraćaj izbalansiran) i ako su ti uslovi stabilni.

9. ZAKLJUČAK Interkonekcija podrazumeva spajanje različitih mreža za komunikaciju, obezbeđujući efikasnije iskorišćenje resursa mreže, što za direktnu posledicu ima veći broj servisa koji su korisnicima na raspolaganju. Cene interkonekcije treba, pre svega, da promovišu ekonomsku efikasnost. Ovo praktično znači da, kao što i krajnji korisnici telekomunikacionih servisa treba da plate cenu koja odražava stvarne troškove resursa upotrebljenih da se obezbedi određeni servis, tako i interkonektovani operatori treba da plate cenu koja je realno definisana. Prema mišljenju Evropske komisije, STO i ITU, ta cena treba samo da pokrije troškove koji nastaju u procesu interkonekcije, a nikako da posluži dominantnim operatorima za povećanje profita ili pokrivanje nekih drugih troškova. Isto tako, cene interkonekcije treba da podstiču operatore mreža da investiraju u nove tehnologije koje će smanjiti troškove i/ili proširiti asortiman usluga. Pored toga, cene interkonekcije treba da promovišu konkurenciju na telekomunikacionom tržištu radi olakšanja ulaska novih operatora na tržište. Isto tako, TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

35


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

cene interkonekcije mogu da budu instrument kojim bi se ubrzao prodor novih servisa na tržište. U radu je dat pregled nekih koncepata za naplatu interkonekcije telekomunikacionih mreža. Kao najzastupljeniji koncept je opisan model cost-based, čije su različite varijante već pri-

menjene u brojnim državama širom sveta. Opisan je najviše korišćen model LRIC, kao i načini za njegovo kreiranje. Osim toga prikazani su i koncepti bill-and-keep, retail minus, revenue sharing. Posebno je izdvojen prikaz koncepata tarifiranja interkonekcije u mrežama naredne generacije, koje zbog svoje specifičnosti zahtevaju posebno razmatranje.

Literatura [1] Directive 2002/19/EC of the European Parliament and of the Council of 7 March 2002 on access to, and interconnection of, electronic communications networks and associated facilities (Access Directive) dostupno na: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri= OJ:L: 002:108:0007:0020:EN:PDF [2] Damian Chalmers, Gareth Davies, Giorgio Monti: European Union Law: Text and Materials, Cambridge, Cambridge University Press, 2010. [3] Jean-Jacques Laffont, Scott Marcus, Patrick Rey, Jean Tirole: "Internet interconnection and the off-net-cost pricing principle", The RAND Journal of Economics, Vol. 34, No. 2., pp. 370-390. [4] Commission Recommendation of 8 January 1998 on interconnection in a liberalized telecommunications market (Part 1 - Interconnection pricing) dostupno na: http://eur-lex.europa.eu /LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:1998:073:0042:0050:EN:PDF [5] Study on The Preparation of an Adaptable Bottom-Up Costing Model for Interconnection and Access Pricing in European Union Countries: A Final Report for Information Society Directorate-General of the European Commission by Europe Economics, April 2000. [6] P. Noumba, C. Rudelle, L. Simon, L. Gille , A model for calculating interconnection costs in telecommunications, World Bank, 2004. [7] Valentina Radojičić Aleksandra Kostić-Ljubisavljević: „Odabrani modeli obračuna troškova interkonekcije”, XXIV Simpozijum o novim tehnologijama u poštanskom i telekomunikacionom saobraćaju, PosTel 2006, Zbornik radova, Beograd, 2006, str. 335-344. [8] Question 6-1/1, Report on interconnection, ITU-D Study group 1, 3rd study period, (2002-2006). [9] http://www.ispo.cec.be/infosoc/telecompolicy/en/Cost_model_2000.xls [10] http://ec.europa.eu/archives/ISPO/infosoc/telecompolicy/en/ lricexsum.pdf [11] A. Kostić-Ljubisavljević, V. Radojičić, V. Aćimović-Raspopović: "An Implementation of Adaptable Bottom-up Model for Calculation Interconnection Costs", Proceedings of XLII ICEST 2007, Vol.1, Ohrid, 2007, pp. 177-180. [12] 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. [13] Patrick DeGraba, “Bill and Keep at the Central Office As the Efficient Interconnection Regime,” OPP Working Paper Series No. 33, FCC, December 2000. [14] J. Wright, “Bill and keep as the efficient interconnection regime?”, Review of Network Economics, Volume 1, March 2002, pp. 54-60. [15] Patrick DeGraba, “Bill and keep as the efficient interconnection regime?: A Reply”, Review of Network Economics, Volume 1, March 2002, pp. 61-65. [16] Jay M. Atkinson, Christopher C. Barnekov, “A Competitively Neutral Approach To Network Interconnection,” OPP Working Paper Series No. 34, December 2000. [17] Wouter Dessein, “Network competition in nonlinear pricing,” RAND Journal of Economics, Vol. 34, No. 4, 2003, pp. 593-611. [18] Joshua S. Gans & Stephen P. King, “Using ‘Bill and Keep’ Interconnection Arrangements to Soften Network Competition,” Economics Letters, Vol. 71, No. 3, June 2001, pp. 413-420. [19] Jongyong Lee, "Possibility of Bill & Keep in the Mobile Termination Market of Korea", Proceedings of PICMET 2008, 27-31 July, Cape Town, South Africa, 2008. pp. 2613- 2622. [20] Body of European Regulators: BEREC Report Regulatory Accounting in Practice, 2010. [21] Principles of Implementation and Best Practice regarding the use and implementation of Retail Minus pricing as applied to electronic communication activities IRG (05) 39, 2005. [22] ICT Regulation Toolkit dostupno na: http://www.ictregulationtoolkit.org/en/index.html [23] Ricardo Goncalves, "Cost orientation and xDSL services: Retail-minus vs. LRAIC", Telecommunications Policy 31, 2007, pp. 524–529. [24] Jeong-Yoo Kim, Yoonsung Lim, "The Revenue-Sharing Rule For Interconnection Charges", Japanese Economic Review, Volume 55, Issue 3, pp. 298-310. [25] Hank Intven, Jeremy Oliver, Edgardo Sepulveda, Telecommunications Regulation Handbook, The World Bank, 2000. [26] ERG Project team on IP interconnection and NGN, Final report on Interconnection, ERG (07) 09, 2009. [27] Valentina Radojičić, Aleksandra Kostić-Ljubisavljević: "Interkonekcija mreža naredne generacije", XXVII Simpozijum o novim tehnologijama u poštanskom i telekomunikacionom saobraćaju, PosTel 2009, Zbornik radova, Beograd 2009. [28] Richard Cadman, NGN interconnection: Charginig Principles and Economic Efficiency, 2007, dostupno na www.ngnuk.uk.org [29] Kiho Yoon: "Interconnection Economics of All-IP Networks", Review of Network Economics, vol. 5, issue 3, sept. 2006. [30] M. Dodd, A. Jung, B. Mitchell, P. Paterson, P. Reynolds: "Bill-and-keep and the economics of interconnection in next-generation networks", Telecommunications Policy 33, 2009, pp. 324–337.

36

JUN 2011 2011 TELEKOMUNIKACIJE | JUL


Pregled koncepata formiranja cene interkonekcije

Autori Aleksandra Kostić-Ljubisavljević je asistent na Saobraćajnom fakultetu u Beogradu na Katedri za telekomunikacioni saobraćaj i mreže. Angažovana je u izvođenju nastave na 12 predmeta na redovnim i četiri na master studijama. Naučnoistraživački i stručni rad mr Aleksandre Kostić-Ljubisvljević obuhvata oblast eksploatacije telekomunikacionog saobraćaja i mreža (interkonekcija, rutiranje, planiranje, tarifiranje u telekomunikacionim mrežama). Autor je više od 50 naučnih i stručnih radova u međunarodnim i nacionalnim časopisima, kao i na međunarodnim i nacionalnim konferencijama. 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, a od oktobra 2010. godine obavlja funkciju direktora Republičke agencije za elektronske komunikacije. 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 | JUL 2011

37


Goran B. Marković Miroslav L. Dukić

Bežične senzorske mreže II deo: Pregled komunikacione arhitekture sadržaj Tehnologija bežičnih senzorskih mreža (WSN) omogućava veliki broj raznovrsnih primena zasnovanih na mogućnosti prikupljanja podataka o fizičkim parametrima okruženja. Nagli razvoj WSN omogućen je uspešnim razvojem malih, jeftinih i potrošnih mutlifunkcionalnih platformi. Senzorske platforme objedinjuju obavljanje senzorske funkcije i mogućnost samostalnog formiranja ad-hoc bežičnih mreža. Ove platforme odlikuje niz hardverskih i softverskih ograničenja. Specifični saobraćajni zahtevi, primena bežičnih komunikacija u okviru WSN, kao i ograničenja sonzorskih platformi, postavljaju niz uslova koje treba ispuniti pri realizaciji telekomunikacionih protokola, tehnika bežičnog prenosa i algoritama obrade signala. U ovom preglednom radu, prikazana je slojevita komunikaciona mrežna arhitektura za potrebe razvoja WSN. Opisani su osnovni uslovi koji se moraju zadovoljiti pri razvoju telekomunikacionog segmenta WSN. Osim toga, data je klasifikacija i pregled mrežnih protokola predloženih za primenu u okviru bežičnih senzorskih mreža.

38

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011


Bežične senzorske mreže II deo: Pregled komunikacione arhitekture

1. uvod Primena bežičnih senzorskih mreža (Wireless Sensor Networks, WSN) zasniva se na korišćenju malih, jeftinih i potrošnih multifunkcionalnih platformi. Savremene senzorske platforme omogućavaju prikupljanje i obradu podataka o okruženju korišćenjem ugrađenih senzora. Ove platforme omogućavaju samostalno formiranje ad-hoc bežičnih mreža u cilju međusobne komunikacije i prenosa prikupljenih senzorskih podataka ka korisniku mreže. Priroda procesa komunikacije u WSN, zahtevi u smislu protoka, pouzdanosti i procesa rutiranja paketa podataka u mreži, kao i softverska i hardverska ograničenja senzorskih platformi, definišu specifične uslove pri razvoju komunikacionog segmenta WSN, odnosno procesa prenosa i obrade senzorskih podataka. Razvoj WSN predstavlja multidisciplinaran problem. Unapređenje i primenu komunikacionih, hardverskih i softverskih rešenja nemoguće je ostvariti bez saradnje u svim ovim oblastima. U toku su brojna istraživanja u cilju daljeg razvoja u oblasti komunikacione mreže, ostvarivanje senzorskih funkcija, kontrole rada senzorskih platformi, kao i razvoja aplikacija i aplikacionog softvera za korisnike WSN. U [1], koji predstavlja I deo ovog rada, detaljno su opisani principi rada, koncepti komunikacije, osnovna arhitektura komunikacione mreže i karakteristike WSN koje utiču na izbor ove arhitekture. Osim toga, dati su podela i pregled osnovnih primena WSN. U ovom preglednom radu razmatra se problem razvoja specifične slojevite komunikacione mrežne arhitekture, kao

Slika 1. Osnovna komunikaciona arhitektura WSN

i mrežnih protokola i tehnika namenjenih primeni u WSN. Pri tome je dat sažeti pregled osnovnih principa rada WSN, kao i pregled dosadašnjih rezultata u razvoju komunikacione arhitekture za primenu u WSN. U drugom poglavlju su dati osnovni principi rada WSN. Predlog slojevite mrežne arhitekture za potrebe razvoja komunikacionog segmenta WSN dat je u trećem poglavlju. Pregled osnovnih uslova realizacije mrežnih protokola, klasifikacija i pregled predloženih rešenja po slojevima mrežne arhitekture, kao i osnovne napomene o mogućim pravcima daljeg istraživanja, dati su od četvrtog do šestog poglavlja. Konačno, u sedmom poglavlju data su zaključna razmatranja.

2. OSNOVI PRINCIPI rada wsN Osnovna namena WSN je prikupljanje i dostavljanje podataka i informacija o okruženju mreže, u skladu sa potrebama korisnika mreže. Pri tome, osnovni gradivni element WSN čine multifunkcionalne platforme, senzorski čvorovi (Sensor Nodes, SN). Osim ugrađenih senzora, SN poseduju i mogućnost ko-

munikacije, kao i skladištenja i obrade prikupljenih podataka.

2.1. Osnovna komunikaciona arhitektura WSN Na Slici 1. prikazana je osnovna komunikaciona arhitektura WSN [1,2]. U opštem slučaju SN se nalaze rasuti u okviru senzorskog polja, u cilju obavljanja diskretnih, lokalnih merenja i opservacija posmatranog fenomena. Korisnik mreže pristupa resursima WSN korišćenjem Sink/BS, najčešće lociranih u blizini ili unutar senzorskog polja. Sink/BS su znatno složeniji uređaji nego SN, većih su dimenzija i poseduju veće mogućnosti obrade podataka i komunikacije. Komunikacija između SN i formiranje bežične paketske mreže ostvaruju se primenom bežičnog interfejsa. Svaki SN u okviru mreže predstavlja izvor izmerenih podataka, kao i informacija neophodnih za rad mreže, koji se u formi kratkih paketa šalju ka susednim SN u cilju njihovog dostavljanja ka Sink/BS ili drugim SN. SN osim toga obavlja i funkciju rutiranja paketa poslatih od strane drugih SN ili Sink/BS, namenjenih svim SN ili grupi SN u mreži. Podaci prikupljeni od strane SN prosleđuju se ka Sink/BS preko većeg broja SN, tj. rutiraju se putem adhoc multi-hop arhitekture WSN. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

39


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

2.2. hijerarhijska (klasterizovana) arhitektura WSN U mnogim primenama WSN nije neophodno da svi SN u mreži, ili nekom delu mreže, dostave podatke ka Sink/BS. U cilju smanjivanja količine saobraćaja i potrošnje energije, dostavlja se združena informacije dobijena kombinovanjem podataka više SN, [3]. Uspešno združivanje podataka, može se ostvariti formiranjem međusobno razdvojenih grupa SN klastera, [3]. Na Slici 2, prikazana je hijerarhijska arhitektura WSN sa podelom na klastere. Klaster sačinjava više SN, od kojih jedan preuzima ulogu koordinatora klastera (Cluster Head, CH). Ostali SN u klasteru komuniciraju samo sa CH, dok CH koordinira proces komunikacije i prikupljanja senzorskih podataka, i obavlja agregaciju podataka. Skup svih CH u mreži, koji međusobno komuniciraju i obavljaju rutiranje podataka i paketa od i ka Sink/BS, predstavlja viši sloj dvoslojne hijerarhijske arhitekture. Niži sloj čine SN u okviru jednog klastera, bez mogućnosti međusobne komunikacije. Izbor CH obavlja se po kriterijumu što manje potrošnje energije, kao i u skladu sa primenom WSN, saobraćajnim zahtevima mreže i potrebama rutiranja podataka, [3]. Ravnomerna potrošnja energije SN u klasteru obezbeđuje se periodičnom promenom CH. Rekonfiguracija klastera vrši se primenom posebnih mrežnih protokola, prilikom promene topologije i osobina saobraćaja u mreži, [3]. Klasterizacija WSN olakšava izvođenje agregacije podataka, povećava energetsku efikasnost i vreme života mreže, a smanjuje zauzetost radio kanala i verovatnoću kolizije paketa, [3]. Dodatne prednosti ove arhitekture su povećanje skalabilnosti mrežnih protokola, olakšavanje procesa rutiranja, 40

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

Slika 2. Hijerarhijska arhitektura WSN sa klasterima

omogućavanje jednostavnijeg održavanja topologije mreže i smanjivanje protokolskog overhead-a, [4].

2.3. Koncepti komunikacije u WSN Proces komunikacije troši najveći deo energije SN platforme, pa je povećanje energetske efikasnosti osnovni zahtev pri razvoju komunikacione arhitekture. Komunikaciju između SN u okviru WSN karakteriše različita složenost, od komunikacije jednog izvora i jednog odredišta, do mesh komunikacije više izvora i više odredišta. Rutiranje, zadavanje upita i otkrivanje odredišta su osnovni elementi servisa agregacije i distribucije podataka kroz mrežu, i moraju se prilagoditi razlikama u složenosti komunikacije u njoj, [5]. Rutiranje predstavlja osnovni aspekt prenosa podataka u WSN, koji se rešava u skladu sa specifičnim zahtevima WSN. Zadavanje upita predstavlja metod za prikupljanje podataka iz mreže, ekvivalentan pretraživanju baze podataka, i usko je povezan sa procesom rutiranja. Otkrivanje odredišta podataka

obavlja se unutar mreže, koordiniranim, autonomnim radom SN. Realizacija problema rutiranja, zadavanja upita i određivanja odredišta može se posmatrati na osnovu node-centričnog, data-centričnog i position-centričnog koncepta, [1]. Proces prikupljanja podataka ima inherentan prostorni aspekt. Osim toga, ovaj proces ima i inherentan data-centričan vremenski aspekt kada mreža mora da odgovori na specifične upite. Data i position centrični pristupi obezbeđuju visoku skalabilnost postupaka rutiranja, zadavanja upita i otkrivanja odredišta, što nije slučaj kod node-centričnog pristupa. Jedan od ova dva pristupa ili njihova kombinacija, zavisno od tipa primene WSN, predstavlja znatno bolje rešenje od klasičnog nodecentričnog pristupa, [1]. Osnovna arhitektura WSN, slična je arhitekturi ad-hoc WCN (Wireless Communication Network), odnosno mesh ad-hoc WCN i mobilnim ad-hoc WCN (Mobile Ad-Hoc Networks, MANET). Ipak, priroda, način primene i osobine SN i druge karakteristike WSN značaj-


Bežične senzorske mreže II deo: Pregled komunikacione arhitekture

no se razlikuju od onih u drugim ad-hoc WCN, [1]. Stoga, mrežni protokoli razvijeni za potrebe ad-hoc WCN ne zadovoljavaju zahteve koji postoje u WSN i nisu direktno primenljivi u njima [1,2]. Definisanje komunikacione arhitekture i mrežnih protokola mora da se prilagodi zahtevima i karakteristikama specifične primene WSN. Osim toga, razvoj komunikacione mrežne arhitekture mora uzeti u obzir brojne specifične karakteristike i zahteve WSN, koji su detaljno obrazloženi u [1].

3. VIŠESLOJNA MREŽNA arhitektura wsN Na Slici 3. prikazana je višeslojna mrežna komunikaciona arhitektura, [2,6], za realizaciju komunikacije u elementima WSN (SN i Sink/BS). Osnovne funkcije fizičkog sloja, sloja linka za podatke, mrežnog sloja i transportnog sloja odgovaraju standardnim funkcijama ovih slojeva u referentnom modelu OSI. U sloju aplikacije realizuje se softverska podrška za različite tipove primene WSN, kao i tehnika agregacije i fuzije (kombinovanja) podataka. Agregacija podataka ostvaruje se u senzorskim čvorovima u kojima se stiču podaci većeg broja SN pri prenosu ka Sink/BS. Proces agregacije podataka povezan je sa rutiranjem paketa u WSN, pri čemu ovi procesi značajno utiču na energetsku efikasnost i dužinu života mreže. Pregled metoda agregacije dat je u [7]. Dodatni element arhitekture sa Slike 3. je združena optimizacija slojeva mreže (Cross-Layer Optimization). Klasična realizacija komunikacione mreže zasniva se na slojevitoj arhitekturi i nezavisnoj optimizaciji slojeva. Ovim pristupom

ostvaruju se dobri rezultati optimizacije i nezavisnost rada slojeva mreže, uz prenos velikog broja parametara kroz druge slojeve mreže. Klasičan pristup optimizacije u slučaju WSN dovodi do povećanja protokolskog overhead-a i smanjivanja energetske efikasnosti. Dodatno, u WSN sa ograničenim resursima, poboljšanja ostvarena u nekom od slojeva mogu izazvati pogoršanje karakteristika drugih slojeva mreže, [8]. Iz navedenih razloga, predložena je primena združene optimizacije slojeva mreže u WSN, [2,8,9]. Združenom optimizacijom na nivou sistema, korišćenjem svog raspoloživog znanja uz prenošenje informacija o stanju mreže između susednih SN, može se smanjiti protokolski overhead. U nekim predlozima protokola za rutiranje implicitno je tretiran i problem MAC protokola, odnosno njihova združena optimizacija, [10]. Očekuje se da dalja istraživanja združene optimizacije potvrde prednosti ovog pristupa koje bi opravdale narušavanje osnovnog zahteva OSI referentnog modela, nezavisnosti slojeva mreže. U prikazanoj višeslojnoj mrežnoj arhitekturi, Slika 3, združena optimizacija se obavlja u ravnima upravljanja potrošnjom energije, ciljevima rada, sigurno-

šću, mobilnošću, procesima lokalizacije, sinhronizacije i detekcije susednih SN. Neke od ovih ravni su neophodne, npr. ravan upravljanja potrošnjom energije koja upravlja potrošnjom energije pri komunikaciji, obradi podataka i radu senzora (npr. SN šalje poruku svim susednim SN da zbog smanjene energije neće obavljati rutiranje paketa). Upravljanjem mobilnošću i lokalizacijom vrši se detekcija i registrovanje pokreta/mobilnosti SN na nivou mreže i određuju lokacije SN u cilju očuvanja povratnih ruta i informacije o susednim SN, jednake potrošnje energije SN i korišćenja poznavanja stanja mreže. Upravljanjem ciljevima omogućava se kooperativan rad SN na nivou WSN ili prostornih regiona mreže. Pri tome, usklađuje se i raspoređuje aktivnost senzora u mreži, u cilju smanjivanja i ujednačavanja potrošnje energije SN. Problemi sigurnosti i sinhronizacije u WSN detaljnije su analizirani u [10,11]. Jedan pristup rešavanja ovih problema je putem združene optimizacije slojeva. Prikazana višeslojna mrežna arhitektura sa Slike 3. omogućava integraciju rutiranja i saznanja o potrošnji i raspoloživoj energiji SN, agregaciju podataka, efikasno trošenje energije pri bežičnoj komunikaciji na nivou

Slika 3. Višeslojna mrežna arhitektura WSN

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

41


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

mreže i promovisanje kooperativnog rada SN. Karakteristike i priroda komunikacije u WSN postavljaju specifične zahteve pred protokole i tehnike za implementaciju opisane mrežne arhitekture. Pregled osnovnih zahteva za pojedine slojeve mreže dat je u narednim poglavljima dok je u nastavku ovog poglavlja dat kratak pregled karakteristika fizičkog sloja u WSN.

3.1. Karakteristike fizičkog sloja u WSN U okviru fizičkog sloja WSN obavlja se selekcija radio kanala, generisanje signala nosioca, detekcija signala, modulacija i enkripcija podataka. Za potrebe rada WSN najčešće se predlažu ISM (Indistrial, Scientific & Medical) opsezi učestanosti sa centralnim učestanostima opsega vrednosti 433,92 MHz, 915 MHz i 2450 MHz, [2]. Osnovni zahtev pri realizaciji fizičkog sloja u WSN je ostvarivanje energetske efikasnosti na nivou multifunkcionalne platforme senzorskog čvora. Iz tog razloga komunikacija SN u okviru WSN obavlja se na malim rastojanjima (povećanje dometa zahteva značajno povećanje utroška energije). U nekim primenama WSN korišćenjem antena postavljenih veoma blizu površine tla javlja se specifična propagacija radio signala, odnosno dolazi do poništavanja radio signala na prijemu usled refleksije od tla. Multi-hop komunikacija, uslovljena malim dometima i zahtevom da se sačuva energija, omogućava zaobilaženje prepreka, prevazilaženje problema fedinga usled shadowing-a i slabljenja pri prenosu. Komunikacija se ostvaruje putem prenosa kratkih paketa, pri čemu se u opštem slučaju ne zahtevaju velike vrednosti brzine prenosa podataka. Iako propagaciono slabljenje, feding i kapacitet kanala ograničavaju pouzda42

JUN 2011 2011 TELEKOMUNIKACIJE | JUL

nost prenosa, ovi efekti mogu se iskoristiti za potrebe prostornog ponavljanja upotrebe (reuse) radio kanala. Izbor dobre modulacione šeme u WSN predstavlja kritičan uslov. M-arni modulacioni postupci smanjuju trajanje prenosa, ali dovode do povećanja složenosti radio interfejsa i povećane potrošnje energije. Pri dominantnom uticaju potrošnje energije, koje se javlja pri otpočinjanju komunikacije, povoljniji izbor u smislu energetske efikasnosti predstavljaju binarne modulacije, [2]. Predložena je primena modema na bazi tehnike proširenog spektra sa direktnom sekvencom male predajne snage, koju je moguće implementirati u ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) tehnologiji, [2]. Predložena je i primena UWB (Ultra Wideband) ili impulsnog radija. UWB radio u osnovnom opsegu uz primenu PPM (Pulse Position Modulation) ne zahteva generisanje radio nosioca i primenu međufrekventnog stepena. Rešenje odlikuju otpornost na multipath propagaciju, nizak nivo predajne snage i jednostavnost. Dizajn energetski efikasnih primopredajnika i drugih hardverskih komponenata, razvoj jednostavnih postupaka modulacije za rad sa malom predajnom snagom i strategija za prevazilaženja efekata propagacije predstavljaju značajne pravce daljeg istraživanja u oblasti razvoja fizičkog sloja za WSN. Od interesa su i nove strategije upravljanja hardverom radi postizanja energetske efikasnosti, upravljanja radnim učestanostima (višekanalni rad) i smanjivanja utroška energije pri prelazu između modova rada (switching).

4. SLOJ LINKA ZA PODATKE Sloj linka za podatke (DLL, Data Link Layer) u okviru WSN obavlja uobičajene funkcije definisane OSI referentnim modelom. Osnovni zadatak DLL je obezbeđivanje pouzdanih konekcija tipa PTP (Point-to-Point) i PTMP (Point-to-Multipoint) u okviru WSN. Specifične karakteristike komunikacionog okruženja u WSN uslovljavaju razvoj posebno prilagođenih protokola i postupaka za potrebe DLL. Ovo se posebno odnosi na protokole i postupke koji se koriste u okviru podsloja kontrole pristupa medijumu (MAC, Medium Access Control) i za kontrolu grešaka, [2,10,12,13].

4.1. Kontrola grešaka pri prenosu podataka Najčešće razmatrane tehnike za kontrole grešaka pri prenosu podataka su FEC (Forward Error Correction) i ARQ (Automatic Repeat Request). Dodatni utrošak energije pri retransmisiji paketa i overhead u slučaju ARQ mehanizama, značajno ograničavaju mogućnost njihove primene u multi-hop okruženju WSN. Primenu FEC karakteriše velika računska složenost i značajni procesorski zahtevi za potrebe kodiranja i dekodiranja. Ograničeni hardverski resursi SN platformi, u smislu mogućnosti obrade i raspoložive energije, predstavljaju značajan problem pri primeni složenih FEC tehnika u WSN. Većinu scenarija primene WSN karakteriše nepredvidiva i nepovoljna priroda radio kanala, [2]. Pojedine primene WSN zahtevaju prenos podataka sa izuzetnom tačnošću (praćenje ciljeva, nadgledanje industrijskih postrojenja i sl.). Stoga, pouzdanost linka za prenos podataka u WSN ima relativno veći


Bežične senzorske mreže II deo: Pregled komunikacione arhitekture

značaj u odnosu na standardne WCN. Povećanje pouzdanosti linka, odnosno smanjivanje verovatnoće greške po bitu (BER, Bit Error Rate) pri prenosu, moguće je ostvariti povećanjem bitske energije ili primenom FEC. Povećanje bitske energije radio signala zahteva povećanje snage radio predajnika, s obzirom na to da su vrednosti protoka u WSN male. Sa druge strane, zahtevi energetske efikasnosti i ograničena energija SN platformi onemogućavaju značajnije povećanje snage predajnika. Iz tog razloga, pouzdanost linka mora se ostvariti primenom FEC, što takođe dovodi do povećanja potrošnje energije. Pokazano je, [2], da za frekvencijski neselektivan Rayleigh-ev kanal i konvoluciono kodiranje, postoji eksponencijalno povećanje srednje potrošnje energije po korisnom bitu u funkciji primenjenog koda konstantne dužine (CL, Constraint Length) nazavisno od kodnog količnika. Preporučena je primena posebnog on-board Viterbi dekodera, usled neefikasnosti primene mikroprocesora za potrebe realizacije FEC. Zaključeno je da pogodno, energetski efikasno, rešenje u WSN predstavlja primena FEC tehnika sa malom složenošću postupaka kodiranja i dekodiranja, pri čemu se mora voditi računa o obezbeđivanju zahtevane pouzdanosti linka.

4.2. MAC protokoli U okviru bežične multi-hop WSN, MAC protokol mora da omogući stvaranje mrežne infrastrukture, tj. da uspostavi linkove za prenos podataka za veliki broj rasutih SN u okviru senzorskog polja, i time obezbedi samoorganizovanje mreže. Dodatno, neophodno je obezbediti pravično i efikasno deljenje komunikacionih resursa mreže, [2,10,12,13].

4.2.1. Osnovni zahtevi pri razvoju MAC protokola Dizajn MAC protokola u WSN uglavnom je uslovljen ostvarivanjem energetske efikasnosti u cilju produžavanja života senzorskih čvorova, a samim tim i mreže. Osim toga, razvoj MAC protokola mora da uzme u obzir malu procesorsku snagu i memorijski kapacitet SN platformi, kao i slabe mogućnosti sinhronizacije u okviru mreže, [1,10,12]. Osim energetske efikasnosti, rešenje MAC protokola mora da obezbedi visoku pouzdanost, malo kašnjenje pri pristupu i zahtevane protoke pod prethodno navedenim uslovima. Pri razvoju MAC protokola u okviru WSN, moraju se ispuniti zahtevi skalabilnosti i adaptivnosti na promene dimenzija, gustine rasporeda SN i topologije mreže. Dodatne karakteristike dobrog MAC protokola za WSN su: smanjivanje kašnjenja (latency), povećanje kapaciteta i spektralne efikasnosti. Pošto svi SN dele isti cilj rada mreže, raspodela resursa mreže na pravičan način ne predstavlja primarni zahtev pri razvoju MAC protokola za primenu u WSN. Osnovni razlozi povećanja potrošnje energije, tj. smanjivanja energetske efikasnosti MAC protokola su: kolizija paketa, prijem paketa koji nisu namenjeni posmatranom SN (overhearing), overhearing), prenos overhearing kontrolnih paketa (control-packet control-packet over overhead), osluškivanje praznog kanala (idle listening) i emitovanje paketa kada odrelistening dišni SN nije spreman da ga primi (overemitting), [10,12]. Kolizija paketa se javlja mitting kada je SN u dometu više SN koji istovremeno emituju paket, a energija se troši na neuspešnu predaju i prijem paketa. U slučaju pojave overhearing overhearing-a energija se troši na prijem nepotrebnih paketa. Prenos kontrolnih paketa predstavlja izuzetno veliki procenat ukupnog sao-

braćaja (40% do 70% u slučaju kratkih paketa), tj. izaziva značajan utrošak energije. Pošto SN generalno nije upoznat sa tim kada će mu paket biti poslat, veoma često se obavlja osluškivanje praznog kanala, uz odgovarajući nepotreban utrošak energije. Iz istog razloga, SN često nema uključen prijemnik u trenutku kada mu je poslat paket, što zahteva ponovno slanje, a samim tim i dodatan utrošak energije.

4.2.2. Klasifikacija MAC protokola za WSN U većini radova u kojima je dat pregled i poređenje MAC protokola predloženih za primenu u WSN korišćena je klasifikacija na bazi primenjenih tradicionalnih MAC tehnika [2,10,13]. Ipak, ne postoji opšte rešenje za problem komunikacije u WSN, već se ono mora prilagođavati svakoj pojedinačnoj primeni, [1]. Iz tog razloga, klasifikacija izvedena na ovaj način ne pruža korisne i jasne naznake dizajnerima mreže o izboru odgovarajućeg MAC protokola u skladu sa scenariom komunikacije, okruženjem, primenom i drugim okolnostima. Klasifikacija predložena u [12] izvedena je na osnovu saobraćajnih obrazaca za koje je pokazano da imaju značajan uticaj na izbor odgovarajućeg MAC protokola. Osim toga, data klasifikacija zasnovana je na pregledu specifičnih problema koji se rešavaju, a ne primenjenih varijacija tehnika. Na ovaj način, se stiče uvid u predložena rešenja i razloge njihove primene. Klasifikacija MAC protokola za WSN data u [12] prikazana je na Slici 4. Pri tome je za svaku klasu protokola prikazana dodatna podela na osnovu funkcija/karakteristika kojima su prilagođena predložena rešenja MAC protokola. U nastavku teksta biće dat sažet pregled klasifikacije MAC protokola, a detalji, TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

43


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Slika 4. Klasifikacija MAC protokola za WSN

objašnjenja i opisi karakteristika pojedinih MAC protokola sa međusobnim poređenjem mogu se naći u [2,10,12,13].

4.2.3. Kanonska (canonical) rešenja Standardni koncepti dizajna MAC protokola, stohastički (contention-based) i deterministički (reservation-based), nisu direktno primenljivi u WSN. Konvencionalni deterministički protokoli, npr. protokoli zasnovani na višestrukom pristupu sa vremenskom raspodelom (TDMA, Time Division Multiple Access), zahtevaju poznavanje topologije mreže, postojanje centralnog entiteta koji rukovodi komunikacijom, sinhronizaciju i druge uslove koji nisu ispunjeni u WSN. Na Slici 4. posebno su prikazana kanonska (canonical) rešenja MAC protokola u WSN, kao standardnih stohastičkih MAC protokola, a koji su namenjeni rešavanju pojedinih od navedenih razloga povećanja potrošnje energije u WSN.

4.2.4. Protokoli na bazi rasporeda Protokoli na bazi rasporeda (SP, Scheduled Protocol) pogodni su u slučaju postojanja periodičnog saobraćaja sa visokim saobraćajnim zahtevima. Za WSN je 44

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

generalno najpogodnija kombinacija TDMA sa FDMA (Frequency Division Multiple Access), pri čemu različiti SN koriste dodeljene RF kanale i vremenske slotove. Primena TDMA onemogućava pojavu kolizije i overhearing-a, kao i minimizaciju idle listening-a. Ovo rešenje karakterišu ograničeno kašnjenje (latency), ravnopravan pristup resursima i velike brzina prenosa pri značajnom saobraćajnom opterećenju. Dodeljivanje vremenskog slota pri uspostavljanju i održavanju rasporeda (schedule) može se obaviti na nivou komunikacionog linka, predajnika ili prijemnika. Dodela na bazi komunikacionog linka ima najveću energetsku efikasnost pri uspostavljenom rasporedu. Ipak, javlja se značajan overhead usled zahteva za uspostavljanjem novog rasporeda pri promenljivim saobraćajnim uslovima, nepreciznoj sinhronizaciji rada SN i dinamičnim promenama mreže. Dodela na bazi predajnika minimizuje idle listening listening, eliminiše kolizije i delimično smanjuje overhead, ali se ne rešava problem overhearing-a. Dodela na bazi predajnika eliminiše problem

overhearing-a, minimizuje idle listening listening, smanjuje se overhead, ali ostaje mogućnost kolizije. Prva dva rešenja pogodna su u slučaju velikog opterećenja sa periodičnim saobraćajem osetljivim na kašnjenje, dok je treće rešenje pogodno za srednja saobraćajna opterećenja. U WSN bez centralnog pristupnog čvora udaljenog za 1 skok (hop) od SN, javlja se problem povećane složenosti i visoke cene održavanja stroge sinhronizacije i distribucije slotova bez kolizije. Problem je moguće prevazići distribuiranjem funkcije scheduling-a, ali samo u slučaju mreža sa malim brojem SN. Odnosno, ovo rešenje karakteriše problem nedovoljne skalabilnosti. Dodatni problem predstavlja mala energetska efikasnost usled ponavljanja paketa pri broadcast komunikaciji koja se često javlja u WSN, osim u slučaju rasporeda na bazi predajnika. Osim toga, rešenje odlikuje smanjena fleksibilnost zbog potrebe usklađivanja rasporeda dodele usled promena topologije i saobraćajnih zahteva karakterističnih za WSN. Za uspostavljanje rasporeda bez kolizija neophodno je čuvanje informacije o to-


Bežične senzorske mreže II deo: Pregled komunikacione arhitekture

pologiji mreže na rastojanju od 2 hop-a, što uslovljava povećanje memorijskog prostora i povećanje potrošnje energije.

4.2.5. Protokoli sa zajedničkim aktivnim periodima Kod protokola sa zajedničkim aktivnim periodom (CAP, Common Active Period) SN u mreži definišu zajedničke periode u kojima se nalaze u aktivnom modu, koji se koristi za komunikaciju, ili neaktivnom (sleep) modu, u kome se štedi energija. Ovakav pristup zahteva da SN održavaju određeni nivo sinhronizacije radi očuvanja zajedničkih aktivnih/ neaktivnih perioda. Tokom perioda u kome se nalaze u aktivnom modu rada, pristup medijumu za prenos ostvaruje se primenom stohastičkih protokola (CSMA, IEEE 802.11 DCF i sl.). Stohastički MAC protokoli ostvaruju najbolje karakteristike u slučaju primena sa periodičnim saobraćajem (npr. monitoring) i onim primenama u kojima se paketi periodično razmenjuju za obezbeđivanje pouzdanosti mreže. Ovo rešenje nije pogodno za primene u kojima se javlja nepravilan saobraćaj, sa velikim brojem kolizija u periodima intenzivnog saobraćaja. Primena zajedničkih perioda aktivnog/ nekativnog moda rada fiksnog trajanja je suviše rigidna. Duže trajanje aktivnih perioda povećava problem idle listening listening-a a smanjuje pojavu kolizija, i obratno, na osnovu čega se može izvršiti izbor optimalnog trajanja. Fiksno trajanje perioda aktivnog moda, proračunatog na osnovu pretpostavljenog saobraćaja, onemogućava SN da dinamički menja duty-cycle radi usklađivanja sa nestacionarnim i prostorno neujednačenim saobraćajnim zahtevima. Ovakvi saobraćajni zahtevi karakteristična su

osobina WSN, pošto neki čvorovi češće preuzimaju ulogu releja (posebno oni blizu Sink/BS). Poseban problem javlja se u slučaju primene koja zahteva dojavu pojave događaja od strane SN. Neaktivan mod rada, osim uštede energije, uslovljava dodatno kašnjenje sa kraja na kraj, čime se povećava latency u multihop WS, pošto SN koji pripadaju jednoj ruti prenosa podataka ne moraju imati vremenski usklađene aktivne/neaktivne periode. U svakom slučaju postoji problem određivanja trajanja aktivnog perioda, kao i odnosa trajanja aktivnog i neaktivnog perioda.

4.2.6. Protokoli sa detekcijom preambule Protokoli sa detekcijom preambule (Preambule Preambule Sampling Sampling) umesto zajedničkog rasporeda aktivnog/neaktivnog moda, koriste nezavisan raspored za svaki SN. U slučaju ovog tipa MAC protokola, SN najveći deo vremena provodi u neaktivnom modu, a budi se na vrlo kratki period vremena da proveri da li u kanalu postoji prenos. Kako bi se izbegla pojava nemogućnosti komunikacije dva SN (deafness) svakom okviru ( (frame ) podataka prethodi preambula dovoljnog trajanja kako bi svi potencijalni prijemnici detektovali preambulu. SN karakteriše zajednički duty-cycle parametar. Trajanje premabule mora biti bar jednako periodu između dva osmatranja kanala (dva buđenja SN). Tehnika detekcije preambule kombinuje se sa ALOHA i CSMA protokolima. Protokoli sa detekcijom preambule značajno smanjuju sinhronizacioni overhead. Na taj način, ostvaruje se značajna ušteda energije, ali na račun dugog trajanja preambule. Pošto je potrošnja energije smanjena za prijemnike a povećana za predajnike, ovi protokoli podesni su za primene

sa retkim slanjem paketa (npr. nadgledanje). Veliko trajanje preambule uslovljava to da pojava kolizije izaziva značajnu potrošnju energije predajnika. U slučaju česte pojave kolizije, gubi se efekat uštede energije od strane prijemnika, tako da je neophodno uspostaviti mehanizme za izbegavanje pojave kolizija. Pri primeni ovog tipa protokola, u cilju smanjivanja potrošnje energije smanjuje se duty-cycle. Potrebno je odrediti optimalnu vrednost duty-cycle, kako se ne bi došlo u situaciju prevelikog trajanja preambule. Optimalna vrednost za duty-cycle određuje se na osnovu predajne snage, prijemne snage, količine saobraćaja i vremena potrebno za promenu modova rada.

4.2.7. hibridni protokoli Hibridni protokoli predstavljaju kombinaciju prethodno pomenutih tipova MAC protokola u cilju iskorišćavanja njihovih dobrih osobina u slučaju promenljivog saobraćajnog okruženja. Pri tome, kada predaju obavlja mali broj SN, bolje karakteristike pokazuju stohastički zasnovani protokoli, dok je za veća saobraćajna opterećenja pogodnije koristiti deterministički zasnovane protokole.

4.2.8. Uticaj izbora hardverskih opcija Izbor hardverske implementacije platforme SN sa stanovišta realizacije RF (Radio Frequency) značajno utiče na performanse MAC protokola. Jednu od bitnih karakteristika MAC protokola u WSN predstavlja rad sa malim faktorom režima (duty-cycle) i gašenjem predajnika kada nema potrebe za komunikacijom. Zbog korišćenja vrlo kratkih paketa, česti prelasci između aktivnog/neaktivnog stanja predajnika, i promene stanja multifunkcionalne SN platforme, mogu izazvati povećanje potrošnje energije, [2,14]. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

45


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

46

Postoje implementacije u kojima se radio realizuje u istom čipu (SCR, Single Chip Radio) i implementacije sa posebnim radijom za „buđenje“ ‘buđenje’ (WR, Wakeup Radio) i glavnim (data) radijom. Poseban WR omogućava brzo buđenje glavnog radija po detekciji zahteva za komunikacijom. Na ovaj način minimizuje se trajanje idle listening-a za glavni radio. Mana se sastoji u tome što korišćeno jednostavno hardversko rešenje male složenosti nema mogućnost čuvanja osnovnih informacija potrebnih za komunikaciju (npr. adresa SN odredišta). Pri tome, pri predaji se često javlja istovremeno nepotrebno buđenje velikog broja susednih SN. Osim toga, WR može biti veoma osetljiv na ton za buđenje (wakeup), pa čak i šum može izazvati buđenje i bespotrebnu potrošnju energije. WR i glavni radio u ovoj realizaciji rade u različitim RF kanalima što može dovesti do toga da predajni SN ne uspe da probudi SN sa kojim želi da komunicira. Konačno, ovim pristupom se povećava ukupna cena SN platforme.

za širenje spektra. Širokopojasni radio je robustniji, ali manje fleksibilan i sa povećanom potrošnjom energije. U ovom slučaju primenjuju se složenije modulacije (npr. tehnika proširenog spektra sa direktnom sekvencom). Širokopojasni radio je paketski radio sa prenosom celog paketa korišćenjem hardvera (uključujući kola za sinhronizaciju, kanalsko kodovanje i sigurnosne protokole), pošto mikrokontroler ne može da preuzme ove funkcije. Radio izvršava funkcije kodiranja, fizičkog prenosa preambule, enkripcije, CRC operacija, filtriranja adrese i automatskog prenosa ACK paketa.

Moguća je primena radija kod koga mikrokontroler upravlja prenosom na nivou bita (bitski radio) ili paketa (paketski radio). U principu, radi se o izboru između raznovrsnosti (softverska fleksibilnost) i performansi, odnosno izboru između uskopojasnog ili širokopojasnog radija. Uskopojasni radio predstavlja fleksibilnije rešenje kod koga mikrokontroler kontroliše većinu funkcija radija, uključujući kontrolu prenosa svakog bita preko radio interfejsa. Uskopojasni radio odlikuju kratko vreme prebacivanja (switching) između aktivnog i neaktivnog moda, koje predstavlja glavni izvor gubitka energije. Cena koja se pri tom plaća je povećana verovatnoća greške pri prenosu usled primene jednostavnih postupaka modulacije bez primene kodova

Dostupne implementacije radio čipova male snage omogućavaju programiranje učestanosti nosioca u opsegu od nekoliko desetina MHz, odnosno formiranje i do 150 nepreklapajućih radio kanala. U slučaju jednokanalnih MAC protokola svi SN koriste isti radio kanal, dok se u slučaju frekvencijski agilnih MAC protokola učestanost nosioca menja tokom rada. Noviji čipovi omogućavaju brzu promenu učestanosti (reda 0,1ms), što podržava realizaciju višekanalne hardverske podrške pri realizaciji MAC protokola. Ovakva realizacija ima potencijal da postane standardan postupak za smanjivanje verovatnoće pojave kolizija i povećanje protoka i pouzdanosti. Višekanalna hardverska podrška omogućava povećanje mrežnog kapaciteta uz smanjivanje nadmetanja za

JUN 2011 2011 TELEKOMUNIKACIJE | JUL

Pojedine realizacije radija ne omogućavaju promenljive dužine okvira, što stvara probleme pri realizaciji nekih MAC protokola. Pri izboru radija mora se voditi računa o zahtevima primene WSN kao što su: otpornost na interferenciju, vreme prebacivanja između modova rada, fleksibilnost, propusni opseg, potrošnja energije različitih modova rada, programibilnost i cena.

medijum prenosa dodavanjem dodatnih kanala u slučaju pojave zagušenja. Ova realizacija može se iskoristiti za povećanje otpornosti na dugotrajnu uskopojasnu i promenljivu interferenciju. Prednosti i mogućnost primene višekanalnih MAC protokola u WSN pokazane su u većem broju eksperimenata. Implementacija radija sa velikom količinom RAM nije povoljna usled veće potrošnje energije za potrebe čuvanja podataka u RAM. Bolje rešenje predstavlja primena dodatne elektronike u cilju smanjivanja veličine koda (softvera) koji se čuva u RAM. Na ovaj način pravi se kompromis između performansi i fleksibilnosti. U slučaju tipične realizacije SN sa 4 kB memorije, od kojih se 3 kB troše za druge namene (npr. operativni sistem), 1 kB se može koristiti za potrebe baferisanja paketa (do 10 paketa). Na ovaj način, značajno se poboljšavaju performanse MAC protokola, odnosno moguće je povećanje intervala generisanja paketa i do 50%. Kontrola snage na predaji u cilju poboljšanja energetske efikasnosti WSN predložena je u brojnim radovima, [10]. Iako je kontrola snage veoma korisna u smislu kontrole tokova saobraćaja, kontrole zagušenja (congestion) i smanjivanja nivoa interferencije, ušteda energije smanjivanjem predajne snage je veoma mala, pošto je potrošnja energije radija u opsegu tipičnih predajnih nivoa snage koji se koriste u embedded SN.

5. MREŽNI SLOJ Mrežni sloj (NL, Network Layer) u WSN obavlja standardne funkcije definisane OSI referentnim modelom. Pri razvoju mrežnog sloja za WSN mora se prvenstveno voditi računa o efikasnom kori-


Bežične senzorske mreže II deo: Pregled komunikacione arhitekture

šćenju energije, kao i data-centričnoj prirodi komunikacije. Rutiranje predstavlja najbitniju funkciju NL, pa je u daljem tekstu detaljnije opisan proces rutiranje u WSN. Treba naglasiti da mrežni sloj omogućava internetworking sa drugim WSN, sistemima za komandu i kontrolu, i sa spoljnjim mrežama, najčešće baziranim na IP (Internet Protocol).

5.1 Uslovi rutiranja u WSN Protokol rutiranja mora da omogući prenos podataka uz istovremeno produžavanje života mreže i sprečavanje degradacije konektivnosti mreže. Dizajn protokola rutiranja mora uzeti u obzir veoma veliki broj faktora i problema tipičnih za WSN, [2,15,16]. Iako scenario komunikacije u WSN zavisi od primene mreže, ograničenje energije napajanja, procesorske snage i kapaciteta radio kanala su karakteristični za najveći broj primena. Dizajn protokola rutiranja u WSN, kao i celokupne komunikacione arhitekture, mora pod navedenim uslovima da obezbedi uspešan prenos prikupljenih podataka, uz što duže vreme života mreže. U tom cilju primenjuju se agresivne tehnike upravljanja potrošnjom energije. Rutiranje po predefinisanim putanjama moguće je samo u slučaju manuelnog postavljanja SN u okviru WSN polja, ali i tada dolazi do promene topologije usled otkaza SN. Slučajan raspored SN u okviru senzorskog polja rezultuje ad-hoc infrastrukturom u procesu rutiranja. Pri tome, za obezbeđivanje konektivnosti i energetske efikasnosti veliki značaj imaju metodi klasterizacije mreže. Kratak domet linka, usled zahteva za uštedom energije pri prenosu, kao i mali kapacitet radio linkova uslovljavaju primenu multi-hop rutiranja. U multi-hop WSN,

svaki SN ima ulogu izvora i rutera paketa, pri čemu otkaz SN, usled kvara ili prelaza u neaktivno stanje radi uštede energije, izaziva promenu topologije mreže. U slučaju promene topologije neophodno je izvršiti rerutiranje i reorganizaciju mreže. Zavisno od primene WSN, SN dostavljaju podatke merenja u zadatom trenutku ili periodično, na osnovu detekcije događaja ili na osnovu upita. Samim tim, proces dostavljanja podataka ostvaruje se primenom time-driven, event-driven ili query-driven metoda, respektivno. U slučaju poslednja dva metoda, brzina reakcije SN i vreme prenosa podataka često su kritični za uspešnu primenu WSN (npr. detekciju opasnosti). U primenama u kojima se zahteva što brže dostavljanje podataka nakon detekcije pojave koja se osmatra, maksimalni latency predstavlja osnovni zahtev za kvalitetom (QoS, Quality of Service) o kome se mora voditi računa pri razvoju protokola rutiranja. Metod dostavljanja podataka značajno utiče na proračun ruta i potrošnju energije pri rutiranju. U svakom slučaju, rutiranje se mora prilagoditi QoS zahtevima određenim primenom mreže, pa i promeni QoS zahteva u vremenu usled dinamičkih osobina WSN. Ipak, u većini primena osnovni zahtev je konzervacija energije SN. Iz tog razloga, najčešće se razmatra razvoj energetski efikasnih protokola. WSN karakterišu veliki broj i gustina SN, kao i mogućnost brze promene broja komunikaciono aktivnih SN. Iz tog razloga, mrežu najčešće odlikuje visoka konektivnost. Slučajan raspored SN u senzorskom polju uslovljava različit nivo konektivnosti. WSN karakteriše česta pojava otkaza, prelasci u neaktivno stanje ili blokiranje rada pojedinih

SN, usled čega dolazi do promene topologije i konektivnosti. Pri tome MAC protokoli i protokoli rutiranja moraju da omoguće uspostavljanje novih linkova i ruta do izvora podataka. Rutiranje u mreži mora se prilagođavati promenama uz obezbeđivanje energetski efikasnog rerutiranja, korišćenjem regiona sa većim rezervama energije, odnosno mora postojati ugrađena redundansa u cilju tolerancije otkaza. U svakom slučaju, dizajn protokola rutiranja mora uzeti u obzir visoku konektivnost i pokrivanje u WSN, kao i promenu ovih karakteristika u vremenu. Agregacija i fuzija podataka u WSN izuzetno je korisna, kako za potrebe efikasnijeg ostvarivanja senzorske funkcije tako i u smislu smanjivanja količine saobraćaja u mreži. Ipak, agregacija i fuzija podataka, ne sme da ometa zajednički napor SN u ostvarivanju cilja WSN. Rutiranje mora do obezbedi osnovu za uspešnu agregaciju i fuziju podataka, obradu podataka unutar mreže ili adekvatno prikupljanje podataka za potrebe obrade i korelacije na spoljašnjim platformama. Ukoliko je cilj rada WSN detekcija određene pojave, veliki broj bliskih SN istovremeno detektuje pojavu, usled preklapanja senzorske funkcije (overlap), i pokušava da pošalje istu informaciju o tome susednom SN. WSN karakteriše i problem implozije (prijem više verzija iste poruke od strane jednog SN). Problemi implozije i preklapanja (overlap) delimično se rešavaju primenom agregacije podataka. Ipak, protokoli rutiranja moraju imati dobre osobine po pitanju skalabilnosti. Proces rutiranje veoma je složen u heterogenim WSN, odnosno kada SN TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

47


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

koji čine mrežu imaju različite karakteristike u smislu skupa senzora, procesorske snage, rezervi energije i sl. Često je potrebno ostvariti nezavisan rad različitih senzora, pri čemu WSN mora da podrži više primena sa različitim metodama dostavljanja podataka i QoS zahtevima. Ovakav način rada stvara izuzetno složene probleme pri dizajnu rutiranja u mreži. Primene u kojima postoji mobilnost SN i/ili Sink/BS postavljaju dodatne zahteve pri rutiranju u smislu stabilnosti ruta i topologije. Pojava koja se detektuje može da bude mobilna, što zahteva periodično dostavljanje podataka ili promenu aktivnog/neaktivnog stanja SN duž trajektorije pojave koja se osmatra. Sa druge strane, osmatranje fiksnih pojava omogućava rad WSN u reaktivnom modu, dok osmatranje dinamičnih pojava u opštem slučaju zahteva periodično izveštavanje Sink-a.

5.2 Klasifikacija protokola rutiranja Usled velikog broja primena i scenarija rada WSN, pri čemu se postavljaju različiti specifični uslovi rada, do sada je predložen izuzetno veliki broj protokola rutiranja za WSN, [2,7,15,16]. Klasifikacija protokola rutiranja u WSN može se uslovno izvršiti na osnovu strukture mreže, načina rada protokola, kao i na osnovu načina određivanja rute do odredišta, Slika 5. Ovakva klasifikacija ne obuhvata sve predložene protokole, niti je to praktično moguće jednoznačno učiniti. Jedan od ciljeva ovog rada je definisanje osnovnih pravaca razvoja protokola rutiranja u WSN. Trenutno su aktuelni brojni novi pravci razvoja protokola rutiranja za WSN, npr. razvoj oportunističkih protokola, [17]. Detaljan opis 48

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

Slika 5. Klasifikacija protokola rutiranja za WSN

protokola, načina njihovog rada, i međusobno poređenje izlazi van okvira ovog rada. Moguće je navesti osnovni skup karakteristika protokola rutiranja bitnih pri izboru protokola za određenu primenu u WSN, i to: klasa na bazi strukture mreže, podrška mobilnosti SN, postojanje saznanja o poziciji u okviru mreže, potrošnja energije, mogućnost podrške agregaciji podataka, podrška za lokalizaciju, podrška QoS zahteva, složenost, skalabilnost, podrška za višestruke putanja rutiranja, podrška radu sa zadavanjem upita ili pregovaranja.

5.2.1. Podela protokola na osnovu strukture mreže Flat multihop protokoli rutiranja, pogodni su u slučaju kada svi SN imaju istu ulogu, i sarađuju u cilju izvršenja senzorske funkcije, Slika 1. Zbog velikog broja SN nemoguće je dodeliti globalni identifikator svakom SN. Usled toga usvaja se data-centic model rutiranja u kome Sink/BS šalje upit (query) ka određenom regionu mreže i čeka odgo-

vor SN iz tog regiona. Ovakav rad zahteva primenu adresiranja zasnovanog na atributima, kako bi se specificirale zahtevane osobine traženih podataka. Hijerarhijski protokoli rutiranja, ili metodi rutiranja na bazi klasterizacije, predstavljaju poznat koncept sa dobrom skalabilnošću i efikasnošću komunikacije. Ovaj koncept moguće je primeniti u WSN za ostvarivanje energetski efikasnog rutiranja. U hijerarhijskoj arhitekturi WSN, Slika 2, SN sa većom raspoloživom energijom obavljaju obradu i prenos informacija, dok ostali SN obavljaju senzorsku funkciju. Kreiranje klastera i dodela specijalnih zaduženja za CH značajno poboljšavaju skalabilnost, vreme života i energetsku efikasnost mreže. U okviru klastera obavlja se agregacija i fuzija podataka čime se smanjuje količina saobraćaja prosleđenog van klastera. Hijerarhijsko rutiranje sastoji se od dva sloja. U prvom se bira CH, a u drugom obavlja rutiranje. Problem formiranja klastera je poseban problem koji rešavaju protokoli za klasterizaciju WSN, [3]. Većina predlo-


Bežične senzorske mreže II deo: Pregled komunikacione arhitekture

ženih hijerarhijskih protokola rutiranja bavi se problemom koji SN i kada treba da vrši agregaciju/obradu informacija, obavlja alokaciju kanala i sl, [15]. U slučaju protokola rutiranja zasnovanih na lokaciji, adresiranje SN obavlja se na osnovu lokacije. Rastojanje između SN moguće je proceniti na osnovu snage signala na prijemu, a relativne koordinate se mogu pribaviti razmenom informacija o rastojanju između susednih SN. Lokacija SN može se pribaviti primenom GPS (Global Positioning System), ukoliko je to podržano, odnosno primenom posebnih tehnika lokalizacije, [18,19]. U cilju uštede energije neki protokoli ovog tipa zahtevaju prelazak SN u neaktivan mod kada nema potrebe za njihovim radom, i to za što veći broj čvorova. Pri tome, neophodno je razviti raspored prelaska u neaktivan mod za svaki SN.

5.2.2. Podela protokola po načinu rada Klasifikacijom na osnovu načina rada protokola rutiranja moguće je izvršiti podelu na sledeće klase protokola: • protokoli na bazi više putanja (multipath-based), kod kojih se povećavanje tolerancije (rezistentnosti) na otkaze ostvaruje uspostavljanjem alternativnih putanja između izvorišta i odredišta. Alternativne rute se održavaju aktivnim periodičnim slanjem poruka, a ovakav pristup dovodi do povećanja utroška energije i količine saobraćaja. Pouzdanost mreže se postiže po cenu povećanja overhead-a; • protokoli na bazi upita (query-based), u kojima odredišni SN propagiraju upit za podacima (senzorski zadatak) kroz mrežu, a SN koji poseduje odgovarajuće podatke (odgovor na upit) šalje podatke

nazad ka SN koji je inicirao proces. Svi SN poseduju tabele senzorskih zadataka koje primaju i šalju odgovarajuće podatke kad prime upit. Jedna moguća realizacija je da se pri propagaciji interesa (upita) uspostavlja gradijentna putanja ka izvoru upita, pa SN koji odgovara na upit šalje podatke po ovoj putanji (Directed Diffusion protokol). U cilju smanjivanja potrošnje energije duž rute se primenjuje agregacija podataka; • protokoli na bazi pregovaranja (negotiation-based), u kojima se koriste deskriptori podataka visokog reda kako bi se eliminisao redundantan prenos podataka pri procesu pregovaranja; • protokoli na bazi QoS (QoS-based), kod kojih mreža mora da napravi ravnotežu između zahteva za energetskom efikasnošću i kvaliteta podataka, odnosno postavljenih QoS zahteva; • protokoli na bazi koherentnosti, koji se zasnivaju na koherentnim i nekoherentnim tehnikama obrada podataka pri prenosu kroz WSN. U nekoherentnim tehnikama SN lokalno obrađuje podatke pre slanja ka drugim SN na dalju obradu. U slučaju koherentne obrade, podaci se šalju ka čvorovima koji obavljaju agregaciju uz minimum prethodne obrade. Koherentnom obradom postiže se veća energetska efikasnost uz primenu optimalnih putanja pri rutiranju.

5.2.3. Podela protokola na osnovu određivanja odredišta Na osnovu načina određivanja odredišta protokoli rutiranja mogu se podeliti na proaktivne, reaktivne i hibridne. U proaktivnom pristupu sve rute se određuju pre nego što se pojavi zah-

tev za njima. U slučaju statičnih SN poželjna je primena prokativnih protokola. U reaktivnom pristupu rute se određuju tek kada postoji zahtev. Određivanja rute i uspostavljanje reaktivnih protokola zahteva značajan utrošak energije. Hibridni protokoli predstavljaju kombinaciju prethodna dva pristupa. Posebnu klasu protokola rutiranja predstavljaju kooperativni protokoli kod kojih SN šalje podatke ka centralnom čvoru, u kome se obavlja agregacija i dalja obrada. Na ovaj način značajno se smanjuju energetski troškovi za potrebe rutiranja.

5.3 Pravci daljeg istraživanja Moguće je definisati brojne pravce daljeg razvoja, kao što su: • razvoj protokola rutiranja na bazi tehnika tolerancije otkaza zasnovanih na redundantnosti SN. Pri tome, moguće je razmotriti korišćenje prostornog diversitija i gustine rasporeda SN; • razvoj tehnika klasterizacije u hijerarhijskim mrežama; • postizanje zadatog globalnog ponašanja primenom adaptivnih algoritama lokalizacije. U sklopu ovog pravca razvoja neophodno je rešavanje problema lokalizacije i razvoj tehnika komunikacije na bazi poznavanja lokacije; • smanjivanje potrebe za komunikacijom u mreži postavljanjem obrade podataka što bliže izvoru; • razvoj energetski efikasnih tehnika koje povezuju vremenske i prostorne koordinate za potrebe kolaborativne obrade podataka; • razvoj rešenja koja omogućavaju autokonfiguraciju i rekonfiguraciju, tj. adaptaciju na promene topologije; TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

49


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

• o bezbeđivanje sigurnosti u procesu rutiranja; • razvoj protokola rutiranja na bazi QoS, koji ispunjavaju uslov energetske efikasnosti, namenjenih WSN u kojima se koriste video senzori i zahteva rad u realnom vremenu; • razvoj protokola koji podržavaju mobilnost.

6. TRANSPORTNI SLOJ Osnovne funkcije transportnog sloja (TL, Transport Layer) u okviru WSN su kontrola zagušenja (congestion), smanjivanje verovatnoće gubitka paketa, obezbeđivanje ravnopravne alokacije kapaciteta sistema i obezbeđivanje pouzdanosti prenosa sa kraja na kraj.

6.1 Uslovi implementacije u WSN Pri razvoju transportnih protokola za WSN mora se voditi računa o topologiji, raznolikosti primena, korišćenju adresiranja baziranog na atributima, potrošnji energije i drugim ograničenjima resursa mreže, skalabilnosti, primeni rutiranja u mreži zasnovanog na data-centric i position-centric modelima, kao i prirode saobraćaja u WSN, [2,20].

de saobraćaja od SN ka Sink/BS i ograničenih vrednosti protoka, što može da dovede do gubitka paketa. Pojavom zagušenja dolazi i do smanjivanja iskorišćenosti linka. Dodatno, zagušenje na nivou linka izaziva kolizije pri predaji u slučaju primene stohastičkih MAC protokola. Na ovaj način, dodatno se troši energija i produžava vreme opsluživanja paketa. Iz navedenih razloga neophodno je izvršiti kontrolu zagušenja, primenom jednog od mogućih mehanizama: detekcije zagušenja, notifikacije o zagušenju ili podešavanje brzine prenosa pri pojavi zagušenja.

Standardni protokoli kao što su TCP (Transport Control Protocol) i UDP (Universal Datagram Protocol), ne zadovoljavaju sve zahteve primene u WSN, [2,20]. Drugim rečima, direktna implementacija ovih protokola u okviru WSN nije preporučljiva.

Gubitak paketa, osim usled pojave zagušenja, može nastati i usled grešaka pri bežičnom prenosu između SN. Pri tome, gubitak paketa ne utiče samo na pouzdanost prenosa sa kraja na kraj i kvalitet servisa, već izaziva i dodatnu potrošnju energije. Drugi faktori koji mogu dovesti do gubitka paketa u WSN su otkaz SN, pogrešne ili zastarele informacije za potrebe rutiranja i iscrpljivanje raspoložive energije. Prevazilaženje problema može se izvršiti povećavanjem učestalosti slanja od strane SN izvorišta ili uvođenjem mehanizma za oporavak od gubitaka (loss recovery) na bazi retransmisije.

Protokolski overhead svojstven uspostavljanju linka pri primeni TCP nije prihvatljiv za većinu event-driven primena WSN. Mehanizam kontrole toka i zagušenja u TCP diskriminiše SN koji se nalaze daleko od Sink/BS, što izaziva neravnopravnu raspodelu resursa. Osim toga, TCP zahteva znatno duže vreme u odnosu na druge predložene protokole za potrebe uspostavljanja kontrolnih mehanizama. Konačno, TCP garantuje pouzdan prenos paketa, što često nije neophodan zahtev u WSN.

UDP ne obezbeđuje pouzdanost dostavljanja paketa, što je često izuzetno bitan zahtev u mnogim primenama WSN. Osim toga, UDP ne obezbeđuje kontrolu zagušenja i toka podataka što dovodi do gubitka paketa i uzaludnog trošenja energije.

6.2 Moguće varijante implementacije Transportni protokol treba da obezbedi visoku energetsku efikasnost i pouzdanost. Eventualno, potrebno je zadovoljiti dodatne zahteve za kvalitetom servisa, QoS, u smislu zahtevanog protoka, verovatnoće gubitka paketa i kašnjenja sa kraja na kraj. Osim toga, transportni protokol mora ravnomerno da rasporedi kapacitet mreže za SN u svim delovima WSN, odnosno da obezbedi ravnopravnost (fairness). U WSN je izražena pojava zagušenja (congestion) usled konvergentne priro50

JUN 2011 2011 TELEKOMUNIKACIJE | JUL

Prvo rešenje je pogodno za potrebe garantovanja pouzdanosti u slučaju tzv. event-driven primena koje ne zahtevaju pouzdanost na nivou paketa. Ipak, ovaj metod ima manju energetsku efikasnost u odnosu na primenu mehanizma za oporavak od gubitaka na bazi retransmisije. Ovaj drugi mehanizam moguće je primeniti na nivou DLL ili TL. Pri tome, primena na nivou DLL obezbeđuje oporavak od gubitaka tipa hop-by-hop, dok se primenom na TL obezbeđuje oporavak od gubitaka tipa sa kraja na kraj.

Gubitak paketa i pojava zagušenja imaju direktan uticaj na energetsku efikasnost, pouzdanost i kvalitet servisa pri posmatranoj primeni WSN. Iz tog razloga, transportni protokol namenjen primeni u WSN, treba da poseduje komponente koje omogućavaju kontrolu zagušenja i oporavak nakon gubitka paketa (loss recovery mehanizam). Pri tome, postoje dva osnovna pristupa rešavanju ova dva problema. U prvom pristupu, optimizacija se izvodi posebno za svaki od problema, pri


Bežične senzorske mreže II deo: Pregled komunikacione arhitekture

čemu se projektuju posebni protokoli ili algoritmi. Većina postojećih protokola koristi ovaj pristup. Objedinjenom primenom obe vrste protokola obezbeđuje se puna funkcionalnost transportnog protokola za potrebe WSN. U drugom pristupu ostvaruje se integrisano rešenje za oba problema koja se moraju rešiti primenom transportnog protokola. Drugi pristup obezbeđuje optimalno rešenje usled izražene korelacije pojave zagušenja i gubitka paketa u WSN, [20]. Podela predloženih rešenja transportnih protokola za WSN na osnovu toga kom od dva prethodno definisana pristupa pripadaju, kao i na osnovu primenjenih mehanizama kontrole zagušenja i oporavka od gubitaka paketa, prikazana je u [20], gde je dat i detaljan opis i pregled karakteristika ovih protokola.

7. ZAKLJUČAK Oblast WSN predstavlja izuzetno interesantnu multidisciplinarnu oblast istraživanja, koju odlikuje veoma veliki broj mogućih primena. Razvoj komunikacionih modela, tehnika prenosa i mrežnih protokola za potrebe umrežavanja SN u okviru WSN predstavlja specifičan problem u slučaju WSN. Iako su topologija i osnovna komunikaciona arhitektura WSN veoma slične standardnim tipovima ad-hoc WCN, brojne specifične karakteristike i zahtevi, ograničenja senzorskih platformi, kao i sami principi i zahtevi primene WSN, onemogućavaju korišćenje postojećih rešenja iz ad-hoc WCN. Stoga je neophodan razvoj novih rešenja, na svim nivoima višeslojne mrežne arhitekture bežične mreže koja se primenjuje za potrebe komunikacije u WSN. Razvijena rešenja moraju da budu posebno prilagođena karakteristikama i

zahtevima primene u WSN, pri čemu je često neophodno razvijati posebno rešenje za određenu primenu. U ovom radu razmotren je problem razvoja specifične slojevite telekomunikacione mrežne arhitekture, kao i mrežnih protokola i tehnika namenjenih primeni u WSN. Pri tome, dat je sažet pregled osnovnih principa rada i koncepata komunikacije u WSN, kao i pregled dosadašnjih rezultata razvoja komunikacione arhitekture za primenu u WSN. Posebno su prikazani osnovni uslovi realizacije, klasifikacija predloženih rešenja, osnovni pravci razvoja i problemi definisanja mrežnih protokola na sloju linka za podatke, kao i na mrežnom i transportnom sloju. Date su i osnovne napomene vezane za uticaj hardverske realizacije i fizički sloj prenosa u okviru komunikacionog segmenta WSN.

Zahvalnica Ovaj rad je delimično finansiran od strane Ministarstva za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije, u okviru projekata tehnološkog razvoja TR32028 i TR32307.

Literatura [1] Goran B. Marković, Miroslav L. Dukić: „Bežične senzorske mreže I deo: Osnovna arhitektura, karakteristike i primene“ , Telekomunikacije, br. 3, jun 2009, Beograd, pp. 35-48. [2] I an F. Akylidiz, Weilian Su, Yogesh Sankarasubramaniam, and Erdal Cayirci: "A Survey on Sensor Networks", IEEE Communications Magazine, Vol. 40, No. 10, August 2002. [3] A meer Ahmed Abbasi, Mohamed Younis: "A Survey on Clustering Algorithms for Wireless Sensor Networks", Computer Communications 30 (2007), Ellsevier B.V., 2007, pp. 2826-2841. [4] O ssama Younis at al.: "Node Clustering in Wireless Sensor Networks: Recent Developments and Deployment Challenges", IEEE Network, Vol. 20, No. 3, May/June 2006. [5] Dragos Niculescu: "Communications Paradigms for Wireless Sensor Networks", IEEE Communications Magazine, Vol. 43, No. 3, March 2005. [6] Anelia Mitseva at al.: "CRUISE Research Activities Toward Ubiquious Intelligent Sensing Environment", IEEE Wireless Communications, Vol. 15, No. 4, August 2008. [7] R. Rajagopalan, P.K. Varshney: "Data-Aggregation Techniques in Sensor Networks: A Survey", IEEE Communications Surveys&Tutorials, Vol. 8, No. 4, 4-th Quarter 2006. [8] Lodewijk Van Hoesel at al.: "Prolonging the Lifetime of Wirelless Sensor Networks by Cross-Layer Optimization", IEEE Wirelless Communications, Vol. 11, No. 6, December 2004. [9] E iko Yoneki, Jean Bacon: "A Survey of Wireless Sensor Networks Technologies: Research Trends and Middleware's Role", Technical Report No. 646, UCAM-CL-TR-646, ISSN 1476-2986, University of Cambridge, September 2005. [10] Ilker Demirkol, Cem Ersoy, and Fatih Alagöz: "MAC Protocols for Wireless Sensor Networks: A Survey", IEEE Communications Magazine, Vol. 44, No. 4, April 2006. [11] Yong Wang at al.: "A Survey of Security Issues in Sensor Networks: A Survey", IEEE Communications Surveys&Tutorials, Vol. 8, No. 2, 2-nd Quarter 2006.

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

51


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

[12] Abdelmalik Bachir, Mischa Dohler, Thomas Watteyne and Kin K. Leung: "MAC Essentials for Wireless Sensor Networks: A Survey", IEEE Communications Surveys&Tutorials,Vol. 12, No. 2, Second Quarter 2010. [13] Yalinevren Sagduyu and Anthony Ephremides: "The Problem of Medium Access Control in Wireles Sensor Networks", IEEE Wireless Communications, Vol. 11, No. 6, December 2004. [14] Vijauy Rangunathan at al.: "Emmerging Techniques for Log Lived Wireless Sensor Networks", IEEE Communications Magazine, Vol. 44, No. 4, April 2006. [15] Jamal N. Al-Kamaki at al.: "Routing Techniques in Wireless Sensor Networks: A Survey", IEEE Wirelless Communications, Vol. 11, No. 6, December 2004. [16] K emal Akkaya, Mohamed Younis: "A Survey on Routing Protocols for Wireless Sensor Networks", Ellsevier Journal on Ad-Hoc Networks 3 (2005), 2005, pp. 325-349. [17] H aitao Liu at al.: "Opportunistic Routing for Wireless Ad Hoc and Sensor Networks:Present and Future Directions", IEEE Communications Magazine, Vol. 47, No. 12, December 2009. [18] Azzedine Boukerche at al.: "Localization Systems for Wirelless Sensor Networks", IEEE Wirelless Communications, Vol. 14, No. 6, December 2007. [19] Radu Stoleru, John A. Stankovic and Sang H. Son: "On Composability of Localization Protocolsfor Wireless Sensor Networks", IEEE Network, Vol. 22, No. 4, July/August 2008. [20] C honggang Wang Sohraby, K. Bo Li Daneshmand, M. Yueming Huat: "A Survey of Transport Protocols for Wireless Sensor Networks", IEEE Network, Vol. 20, No. 3, May/June 2006.

Autor Goran B. Marković diplomirao je u februaru 1998. godine na odseku ETA, smer Telekomunikacije, Elektrotehničkog fakulteta u Beogradu. Magistrirao je 2005. godine na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu sa radom iz oblasti telekomunikacija. Od aprila 1998. godine, zaposlen je na Elektrotehničkom fakultetu u Beogradu, najpre kao saradnik, a trenutno se nalazi u zvanju asistenta na Katedri za telekomunikacije, pri čemu učestvuje u izvođenju nastave iz većeg broja predmeta iz oblasti telekomunikacija na osnovnim i M.Sc. studijama. Mr Marković je u svom dosadašnjem radu bio angažovan u velikom broju projekata iz oblasti telekomunikacionih sistema i mreža i radio-komunikacija, a učestvovao je i u više projekata koji je finansiralo Ministarstvo za nauku. Objavio je više radova na domaćim naučnim skupovima i u domaćim časopisima.

52

JUN 2011 2011 TELEKOMUNIKACIJE | JUL


Dragan Bošković Milan Kovačević

edge networks & inverted 4g Abstract This study is primarily concerned with access networks, the part of communications networks that connects subscribers to their immediate service providers, and its current evolution forced by the convergence of voice and data, as well as transition to IP architectures. Fixed and mobile telecom operators are facing new competitive challenges as they shift their focus from building networks to developing retail business and content partnerships. In addition, the fierce competitive environment will drive increased merger and acquisition activities, as well as the formation of partnerships between organizations that previously viewed themselves as separate entities. All this tends to increase the importance of the new concept of edge networks as a promising solution. In this document we will set the scope of edge networks reference architecture, describe its key features, and differentiate it from other solutions. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

53


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

1. iNtroductioN Current telecommunication development trends shift the network “intelligence” towards its edge, while the core network remains focused on the capacity expansion and transmission speed. Such development is mainly influenced by the general development of access technologies, both in capacity and variety. The common distinction between core and access networks does not represent the actual situation appropriately. Modern network topology requires an additional network concept which enhances core and access features. This new concept is called the edge network. Set of available features in consumer electronic equipment for communication applications is highly dependent on the number and performance of the processor devices deployed. Quantity and quality of the processing and storage resources in communication devices have recently been significantly increased. The available bandwidth increased rapidly, both in wireline and wireless access networks. A number of distributed and pear-to-pear applications, together with Internet services such as YouTube and Facebook, rapidly increase importance of the user generated content. Altogether, these trends increase the complexity of the end user communication devices, with regard to both technology and architecture. The new network topology recommends edge networks as the appropriate solution for handling the diversity of multimedia services offered to a plethora of user devices. Throughout this paper the edge network concept is examined through its typical technology instantiation, the femtocell, a small scale cellular 54

JUN 2011 2011 TELEKOMUNIKACIJE | JUL

base station which is typically used in residential or small business environments. The femtocell connects to the service provider’s network through the existing broadband infrastructure (such as DSL or cable). It provides voice, data and potential new services in home environment, thus enabling the service provider to extend indoor service coverage and overall network capacity.

2. access Network techNologies This paper is mainly concerned with evolution of access network architecture forced by the convergence of voice and data as well as transition to IP architectures. Connecting millions of users to the requested services is not a simple task, it requires people skills and adequate hardware. Traditionally, it has been done through wireline access, still widely used by the following technologies: • • • • •

odem technologies M xDSL Fiber optics Cable TV Power line technology

Nowadays, we are witnessing wireless technology becoming more and more important in providing network access, using technologies such as: • • • • • • • •

2 G wireless networks GPRS EGPRS 3G wireless networks HSPA WiMAX LTE WiFi

The access network may be divided into the feeder plant or distribution network, and drop plant or edge network. Newer wireless access network architectures such as Mobile WiMAX, Mesh WiFi and LTE (SAE) migrate towards flat IP architecture in RAN and in CN, allowing the next-generation base stations to communicate directly with each other and with a centralized network element that provides basic signaling and authentication features. Actually, these next-generation base stations become routers, adding the edge IP network to the overall network architecture. In this way latency is significantly decreased, several network elements are merged together, reducing the overall number of elements and consequently improving the network economics. Beside wireless networks, the edge access architecture is also evident in relation to converged video services (such as linear TV, TVoD, VoD ) and their provision across wireless and/or wire line access networks. In this document we will set the scope of edge networks reference architecture, describe its key features which differentiate it relative to other solutions. The reference architecture is intended for wireless and/or wireline network operators who will provide partial or total end-to-end services for their fixed and mobile customer base. This customer base will access the services using wired (xDSL, GPON) or wireless (LTE, WiMAX, MeshWiFi) access networks, and will be able to move between them. This architecture is expected to be cost competitive and capable of supporting a large population of subscribers ranging from hundreds of thousands to millions.


Edge Networks & Inverted 4G

3. EDGE NETWORK CONCEPT AND architecture Edge networks are unique since they form the boundary between the end user domain and the domains belonging to operators, service providers and enterprises. This boundary has been a persistent source of problems, yet it holds substantial capacity of hosting service intelligence. Edge networks include the user edge, consisting of the devices and resources primarily controlled by the end user, and the access edge, comprising infrastructure and resources controlled by the operator or service provider, but facing the end user.

3.1. Service Edge Architecture Several trends in network evolution are bringing up the importance of adopting the service edge routing into the overall solution design: • Transition to flat, all-IP networks requires service intelligence to migrate to the network’s edge in support of new, challenging, highbandwidth, low latency and personalized customer services, such as enhanced VoIP and unicast multimedia delivery, • Rapid evolution of wireless networks from cellular circuit voice networks with supplemental packet data services to true multi-purpose wireless data networks, • Support of session and experience continuity across different access networks that requires new functionalities from the traditional edge router, including policy management supporting individual control of services on a per-subscriber basis for any device, anywhere, anytime, and over any access network (ses-

sion mobility is the key/unique attribute here for the wireless world – in the past this has been accomplished in cellular networks via purpose-built mechanisms – in the future, we expect it to be more IETF/ IP centric), • Convergence of residential and business service edge segments, with the resulting converged service edge market positioned for highgrowth (>30% CAGR), as wireline and wireless service providers consolidate.

• Higher scalability of edge network elements, • Network latency, • Highly dynamic nature of the Internet applications environment, • Greater uniformity in edge network requirements, • Smart "Mobile phones" deploys intelligence that goes beyond feature communication devices.

The service edge is a key mobility control point within the architecture. It provides perimeter security, subscriber event control (authentication, authorization, subscription management), home agent, foreign agent, and traffic policing functions. The service edge device controls the total traffic from all access networks and all subscribers, serving as the single ubiquitous intelligent IP based traffic control point in the network.

4.1. Edge Convergence Architecture

3.2. Network Convergence at the IP Edge The significant need to oversee session management functionality distributed across multiple devices around the edge gateway is becoming a cause for concern as regards the effective management of any access network. The different opportunities and risks associated with distributing this functionality across multiple network elements, or, alternatively, consolidating it into fewer nodes, have often been an essential part of the network planning process. The consolidation option is driven by five fundamental factors, crucial for the process of delivering the new generation of discrete fixed, discrete mobile and converged fixedmobile IP applications:

4. edge Networks For service coNvergeNce Together with rapid advances in computing and communication technologies, as well as inevitable information e explosion, we are witnessing a prolif proliferation of electronic means for accomplishing an increasing variety of individual and collaborative tasks, through portable or mobile devices. The edge convergence architecture aims at providing the operator with a decentralized, low cost, scalable solution for delivering voice and multimedia services to his customers. Instead of relying on a costly and complex centralized core network, the architecture pushes the intelligence to the edge of the network, usually by deploying it at the customer premises equipment (CPE) or residential gateway. The edge provides session control functions and application servers, while the core network is limited to providing AAA services and a gateway to other SIP or non-SIP networks.

4.2. Convergence and Multi Access Edge Figure 1. shows the variety of consolidation options for the multi-access IP edge, many of which operators have already started to invest in. The five opTELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

55


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

tions can be regarded as either autonomous, stand-alone options, or, alternatively, as sequential, interdependent options leading to option 5. Approaches 1, 2 and 4 are already in commercial deployment by leading carriers, while approaches 3 and 5 are not commercially available yet. • Convergence of session management per access network: This is already common practice. Here, the carrier integrates the session management requirements for a single access network into a consolidated platform. • Integration of session management features into the edge gateway per access network: This is already happening today. Here, the carrier integrates a number of session management functions directly into the hardware and software of

the edge gateway, thereby completely eliminating the need for a dedicated box for supporting these functions. • A converged session management platform for any network, fixed or wireless: This approach is not in commercial deployment yet. The opportunity here consists of leveraging the convergence of consumer and business requirements across fixed and wireless access networks through a transition to an IP applications environment. • A partially converged edge gateway supporting multiple access networks: Again, this is already happening in both fixed and wireless networks today. Here, the operator makes a break with single-access edge gateways and converges all their fixed access traffic

Figure 1. Multiple approaches to the multi-access edge

56

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

or all their mobile traffic onto a single access gateway. • A fully converged gateway and session management platform supporting any network, fixed or wireless: This approach is not yet in commercial deployment. It enables the ultimate in edge network consolidation by converging the different edge access gateway functions into a single gateway platform capable of supporting any variety of wireless or fixed, consumer or business, connections from a single point in the network.

4.3. What are femtocells? This section introduces the technology concept of femtocell. The femtocell is a typical edge network example. The “inverted 4G” concept, introduced here, uses example of the femtocell as the focal point of this paper.


Edge Networks & Inverted 4G

4.3.1. Brief femtocell Description Femtocell (Figure 2.) is a small scale cellular base station which is typically used in residential or small business environment. The femtocell connects to the service provider’s network through the existing broadband access (such as DSL or cable). It provides voice, data and potential new services within the home environment, thus enabling the service provider to extend service coverage and capacity indoors. A femtocell has the functionality of a typical cellular base station; however, it is extended to allow a large scale, self contained deployment. In 3GPP, femtocell is also called the Home Node B (HNB). Within the course of increasing the UMTS terminal penetration and fixed-mobile convergence (FMC), an upcoming demand for 3G femtocell is evident. Although most of the interest is currently focused on UMTS, the idea is applicable to all existing and future wireless standards, such as GSM, CDMA, WiMAX, LTE, etc. Moreover, the latest femtocell experience gives an idea how the path of adopting new wireless technologies, usually called 4G, might go from femtocell, i.e. indoor, to public wireless network, i.e. outdoor. This approach, where the new wireless technologies are first adopted and proved within the end user’s premises and only then applied to the public network, is quite opposite to the traditional approach which envisages the femtocell just as the attached extension of the public wireless network. Based on this deployment scenario, the concept is named “inverted 4G”. The femtocell deployment will allow the fix-mobile convergence with existing handsets, while most of the other indoor FMC architectures require a new (dual-mode) handset. The femtocell appears to the standard 3G phone

Figure 2. Femtocell system

as just another host mobile operator’s cell site, and can be used by almost any phone. The mobile operator’s telephone switch (MSC) and data switch (SGSN) make no difference between the communication with the femtocell gateway and other mobile calls. Therefore, all services, including phone numbers, call diversion, voicemail etc, operate exactly the same way and appear to be the same to the end user.

5. WIRELESS EDGE Networks: iNverted 4g Currently, the femtocell concept is aggressively pursued by 3G operators in Europe and Asia, with the objective of increasing UMTS terminal penetration and creating favorable conditions for converged services. A conservative estimate by ABI Research analysts shows that femtocell market could be worth two billion dollars by 2011. This section sums up the state of the art of femtocell technologies and addresses current system level challenges like interference, scalability and remote management. It also considers economic aspects of using femtocells as outdoor access

points. The same attributes that make femtocells ideal for home and office deployment, namely – localized coverage, improved performance, self-configuration, self-optimization, and low cost – can be of use outside, too. This approach, where the femtocells are first used to deliver advanced indoor services and then deployed outdoors, is called the “inverted 4G” concept. Some operators expect the same benefits of increased capacity and better coverage at a lower cost, compared to deploying more macro cell sites. The dynamic femtocell market continues to grow, as it promises to solve the 3G challenges of coverage, capacity, and churn that are slowing down 3G adoption, as well as deliver innovative supplementary services to the consumer. However, we are at a critical time in the femtocell technology evolution path. Comprehensive understanding of the RF and spectrum engineering complexity introduced by femtocell deployment and corresponding solutions is absolutely critical to mass adoption of the technology. In addition, architectural harmonization will be necessary in order to ensure standardized solution and ultimately drive down costs. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

57


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

These challenges are being met through a combination of aggressive work within leading femtocell vendors' organizations and communal ecosystem efforts within the Femto Forum. A new technology like femtocells provides not only an interesting value proposition to the consumer and operator, but also a challenging platform for innovation by engineers and marketing experts. Ultimately, it is innovation and wide-scale collaboration that will drive the benefits of femtocells to the consumer.

5.1. Economic and Technology Drivers for femtocells The 3 C’s (coverage, churn and capacity) are slowing down 3G adoption. 3G suf areslowing suffers from inadequate indoor signal penetration, leading to poor coverage in the indoor environment where consumers spend two-thirds of their time. To keep the customers satisfied, 3G carriers have increased capacity by constructing additional macro cell sites. However, this strategy is becoming much less attractive.

cell site, are also paid by the consumer. Additionally, femtocells allow the carriers to offload their existing macro-cell networks. Macro cellular network resources that are usually occupied by handling user’s mobile calls, SMS’s, etc. are now freed up as that traffic is handled by the femtocell. These distinct advantages on both sides of the ledger make femtocell a compelling technology choice.

5.1.1. femtocell vs. UMA Femtocells have certain advantages over unlicensed mobile access (UMA) and other dual-mode fixed mobile convergence (FMC) solutions. All the components necessary for femtocell deployment are present in many homes and offices today: a standard 3G mobile phone and an IP broadband connection to backhaul traffic to the operator's network. Unlike Wi-Fi, the consumer does not need an upgrade to an expensive, power-hungry, dual-mode handset. With femtocell, any existing 3G handset will work seamlessly. UMA uses unli-

Because of these challenges, 3G femtocell solutions (Figure 3.) are finding new homes for the wireless base stations in consumers’ homes or offices. Femtocells are low power devices combining Node B and RNC functionality, and are self-configuring to minimize interference. Operating as an extension of the carrier's existing network, femtocells enable more comprehensive coverage inside buildings and also at the far edge of the network. Femtocells also produce cost savings for the carriers. Consumer's home in essence becomes a cell site and there are no site acquisition costs involved. The customer pays for the backhaul by using the existing broadband line. And the electricity bills, which are a large OpEx item for a 58

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

Figure 3. 3G femtocell solution

censed spectrum which makes it prone to interference and can deteriorate the quality of voice. Femtocells, on the other hand, use the licensed spectrum and provide a standard UMTS access; they leverage the robust channel structures and deliver good quality voice with improved coverage. Seamless handoff from macro cellular network to femtocell and vice versa is already in place, as the existing mobile core network is leveraged to deliver this function.

5.1.2. Wireless Market Macro Trends Wireless multimedia services will be a key growth area for mobile operators. Mobile video traffic is poised to increase exponentially as usage of high-end mobile devices like smart-phones and tablets ramps up. According to Yankee Group’s Global Mobile Forecast [8] fewer than 600 million smart-phones will be in use in 2010, but that number will more than double in 2014 to nearly 1.4 billion elevating mobile video to 66% of the total mobile data traffic.


Edge Networks & Inverted 4G

5.2. Problems that femtocells Can Solve The user-installed device communicates with the cellular network over the broadband connection such as DSL, cable modem, or a separate RF backhaul channel. While conventional approaches require dual-mode handsets to deliver both in-home and mobile services, an in-home femtocell deployment promises fixed mobile convergence with existing handsets. Compared to other techniques for increasing system capacity, such as distributed antenna systems and microcells, the key advantage of femtocells is that there is very little upfront cost to the service provider. Studies on wireless usage show that more than 50% of all voice calls and more than 70% of data traffic originate indoors. Voice networks are engineered to tolerate low signal quality, since the required data rate for voice signals is very low, 10 kbps or less.

Data networks, on the other hand, require much higher signal quality in order to provide the multi-Mbps data rates expected by the users. For indoor devices, particularly at the higher carrier frequencies likely to be deployed in many wireless broadband systems, attenuation losses will make high signal quality and high data rates very difficult to achieve (Figure 4.). This raises the obvious question: why not encourage the end-user to install a short-range low-power link in these locations? This is the essence of the win-win combination of the Femtocell approach: the subscriber is happy with higher data rates and reliability while the operator reduces the amount of traf traffic on their expensive macro cell network, and can dedicate its resources on truly mobile users. To summarize, the key arguments in favor of femtocells are the following:

• Better coverage and capacity: Due to their short transmit-receive distance, femtocells can greatly lower transmit power, prolong handset battery life, and achieve a higher signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). These translate into improved reception and higher capacity. • Improved macro cell reliability. If the traffic originating indoors can be absorbed into the femtocells networks over the IP backbone, the macro cell BS can redirect its resources towards providing better reception for proper mobile users. • Cost benefits. Femtocell deployments will offset the need for additional WAN infrastructure and consequently reduce the operating and capital expenditure costs for operators. • Reduced subscriber turnover. The enhanced home coverage provided by femtocells will lessen motivation for home users to switch carriers.

Figure 4. The true 3G capacity

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

59


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

The benefits to the customer and the operator are summarized in the Table 1.

data cards or multimedia/smartphone handsets, including applications such as mobile TV, watching video clips (e.g., YouTube) and Internet surfing.

Customers with coverage problems for basic voice services will benefit from the presence of the femtocell. All customers that use mobile data will benefit from the higher data rates that the femtocell can deliver. Higher data rates will improve the user experience with

Some customers will be attracted to the enhanced features the femtocell can support. These features include a virtual home number, SMS alerts when someone leaves or comes home, and a variety of converged services planned by the operator’s marketing group.

5.3. Why Inverted 4G - Business Case Analysis

Table 1. Operators and customer benefits

Benefit

Source: Signals Research Group, LLC

Description

Improved Coverage

femtocells provide high quality coverage in homes or offices that might have poor macro network coverage.

Improved Wireless Data Rates

femtocells provide exceptionally high data rates (limited largely by the speed of the existing fixed broadband infrastructure).

Reduced Network Transport Costs

The costs per minute or the cost per pre MB of sending traffic over a femtocell is less - often much less - than sending it over a normal macro cellular network. In some instances an operator is more concerned about providing service than reducing cost.

Reduced Congestion in Locations with Exceptionally high Network Capacity Requirements

This is often the case in areas with a large number of users where traditional options for locating cell sites might be limited. Examples include the top of skyscrapers, convention centers, and airports. In these locations femtocells or picocells might make service possible or might improve, the quality of service from "unacceptable" or "marginal" to "acceptable" or "excellent" levels.

60

Ability to Isolate Usage in Specific Geographic Locations

If an operator can identify with confidence which traffic is originating or terminating in the home he can offer a wide variety of "converged" offerings, with different bundles for home and wide area usage.

Ability to Deliver Advanced Services

If the operator can place a "box" within the home and if that box can identify traffic within the home a wide range of new service offerings become possible.

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

Customer Benefit

Operator Benefit

5.4. LTE and femtocells Depending on the perspective, LTE can accelerate the need for femtocells, or femtocells can delay the need for LTE. Regardless of the standpoint, LTE, or, to be more specific, the use of OFDMA and smart antenna technologies, can address some of the potential interference challenges associated with femtocells. The argument for LTE accelerating the need for femtocells is as follows. LTE will not be a major catalyst for femtocells, although they will play an important role in next-generation networks due to their ability to provide concentrated amounts of data throughput. In fact, HSPA femtocells may actually prove to be a deterrent for next-generation networks, as they will be able to provide concentrated throughput where it is needed, thus fulfilling at least some of the stated objectives of the new networks. Finally, even within the context of an LTE macro network, the HSPA femtocell would be more than adequate.

6. edge Networks: TEChNOLOGY MATURITY While it may seem slow relative to the number of years it has been talked about, the communications services market is inevitably moving towards Fixed Mobile Convergence of IP-based services. As a general rule, the greater the subscriber number and the greater the number of access networks supported, the greater will be the incentive to converge the networks across both gateway and session management domains.


Edge Networks & Inverted 4G

6.1. Removing Barriers to the Multi-Access Edge The challenges of implementing approaches of edge network consolidation are already being met in commercial deployment today. A number of important challenges regarding the Converged Session Management Platform for any fixed or wireless network and the Fully Converged Gateway and Session Management Platform supporting any fixed or wireless network, still remain. There are three challenges in particular which need to be addressed: • Overcoming organizational barriers within the carrier: • Aligning industry standards in a way that best supports fixed mobile convergence at the edge of the network; • Overcoming hardware and software design constraints which have traditionally made it difficult to deliver a viable multi-access edge device to the market.

6.1.1. Top five challenges to femtocell deployment The question now is how quickly femtocell equipment manufacturers and network operators can overcome significant challenges, both technical and commercial, on their way to making femtocell the technology of choice for in-home wireless use. Time-to-market is absolutely critical because Wi-Fi and Unlicensed Mobile Access (UMA) have staked out an early lead in the race for technological dominance. In this section, we list the first five of the top ten challenges to femtocell deployment: • Low-cost implementation, • Network architecture harmonization, • Remote device management and software upgrades,

• RF interference, • Potential consumer concerns.

6.1.2. Challenges of integrating femtocells into the core network Femtocells not only address the capacity challenge, but are also capable of addressing the indoor licensed coverage opportunity associated with 3G, which was earlier limited to high traf traffic and high worth locations served by picocells. The technology will open the doors to a better user experience and new services, as well as to reducing the cost of voice calls for consumers. In order to roll-out femtocell-based indoor coverage services successfully, mobile operators must overcome a few technical challenges, which are broadly categorized in four areas: • Installation, configuration and management of femtocells, • Radio frequency (RF) planning and interference management, • Integration and inter-operability with the existing macro network, • Inter-operability with and quality of service (QoS) management in the ISP network.

6.1.3. Will the 3G smart phone break the network? The 2G iPhone posed no major threat to mobile networks as the most data intensive applications, such as media streaming, could only be used over Wi-Fi and therefore the consumer’s own backhaul. The 3G smartphone and tablets revolutionizes the situation by allowing users to access bandwidth heavy applications on the move and, most importantly, use the operator’s backhaul network in the process. The 3G smart phones pose a far greater threat to networks than feature phones,

because its HSDPA data speeds create a far greater load on the network. Backhaul, more than any other area, is being cited as the key solution component that will determine the profitability and success of mobile broadband networks and services. 3G and HSPA technology have created a revolution in cellular radio that transforms the achievable data rates between phones and base stations. However, no such transformation has taken place in the backhaul network. Once the data arrive at the cell tower and start to travel back to the mobile core and the Internet – along the backhaul – they face a significant bottleneck: the existing legacy network architecture with its fixed bandwidth and rigid hierarchy. This is the new mobile broadband bottleneck, and unless it is resolved, the data rates on 3G networks will be throttled and the users of 3G smartphone will have a disappointing experience. E1s are plentiful and their costs have dropped significantly in Europe in recent years; if higher bandwidth is needed, microwave technology can always be deployed. But whilst this is technically feasible, the business case simply isn’t feasible. However, backhaul technology is well overdue for transformation. Most operators have adopted a strategy of simply adding more E1s, as they never needed to deal with a bandwidth explosion. But, with the growth in traffic being decoupled from the revenue stream, this approach will have to change. The enhancements in mobile broadband technologies lead to significant changes in the mobile networks eco-system - from voice–centric low capacity architecture to a new world of multimedia services and data oriented network architecture based on IP protocol. The inevitable conclusion is that mobile TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

61


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

broadband is expanding rapidly and will continue to grow in the next few years as new technologies are implemented. The consequence of implementing these new technologies is that the capacity required for the transport of these services (the backhaul) will continue to increase in the next few years.

7. edge Networks: REGULATORY IMPLICATIONS Groups that have traditionally been digital “have-nots” are now making dramatic gains. Gaps between rural and urban households and between seniors and younger people have begun to narrow. Some divides, such as that between women and men, have disappeared altogether. And yet the larger problem persists. Deep divides remain between those who possess the resources, education, and skills to collect the benefit of the information society and those who do not. Persistent gaps remain between different racial and ethnic groups, people with and without disabilities, single and dual parent families, the old and the young, and people with different levels of income and education. Clearly, the digital divide is much more complex than a mere lack of computers. Simplistic solutions have therefore masked and perhaps even intensified the larger problem. European Commission actively supports the widespread availability of broadband services for all European citizens as laid down in the Lisbon strategy and subsequent Communications [9]. There are two dimensions to the digital divide: 62

JUN 2011 2011 TELEKOMUNIKACIJE | JUL

• A ccess is one dimension of the issue. Clearly, people need the basic IT tools, computers and Internet access, at their disposal. But access is only the first component. • The second dimension of the digital divide concerns training, or IT literacy – the ability to use IT for a range of purposes, and the knowledge of how and why IT can be used as a key resource. Access is a necessary precondition and an access solution based on edge network architecture provides flexibility and scalability needed to effectively address underserved markets, consequently helping regulators and policy makers in their mission to create more equitable conditions for use of broadband technologies. Digital dividend brings about a need for training in order to use the tools. Once people have facility with the tools, they demand content that serves their interests and meets their needs. Inverted 4G approach meets this need as it facilitates use of common cellular applications and tools and their extension to the home environment and underserved markets.

7.1. Regulations for Service Oriented Economies As economies and value creation are shifting towards service economies it is essential that regulatory aspects evolve too, in order to support further economic growth of a given country. Some analysts feel that the edge approach tends to break down “technology silos” and make regulation (and service) more responsive to end users. The regulatory approach and structure should not be simply limited to telecommunications, but should cover the broad range of technologies that are converging in the ICT arena.

7.2. Net Neutrality One aspect that requires a careful regulatory approach in order to promote the general concept of edge networks and service economy is the so called “net neutrality”. Regulations surrounding and governing the net neutrality have potential to shape the future of the Internet and the complete IP communication as well. At the moment this paper is published, the issue is still debated. However, the authors do hope for a supportive regulatory framework to emerge and create favorable climate for unimagined possibilities for the communication society at large.

8. SUMMARY/CONCLUSIONS Edge networks form the boundary between the end user domain and other domains belonging to operators, service providers and enterprises. This boundary continues to be a persistent source of challenges, yet is a right place to host all kinds of service intelligence. Edge networks include the user edge, which consists of devices and resources primarily under the end user’s control, and the access edge, comprising infrastructure and resources under the operator or service provider’s control. The uniqueness of edge networks is in their access network topology and the boundary region introduced to interface the end user domain, including the home network, with WAN and a wide range of service providers, including the enterprise domain. With the introduction of IP services this boundary region is seen as the best place to host additional network and service intelligence needed for the converged user experience. One good example of more recent technologies that redefines the access net-


Edge Networks & Inverted 4G

works and forces further evolution of the edge is the femtocell technology. It is a small size cellular base station which is typically used in residential or small business environments. This architecture aims at providing an operator with a decentralized, low cost, scalable solution for delivering voice and multimedia services to its customers without the need for costly upgrades of its core cellular network. The femtocell connects to the service provider’s network through existing broadband (such as DSL or ca-

ble) and provides higher data throughputs allowing the service provider to offload its WAN and offer innovative home/enterprise services. Both the home and office environments contain large amounts of under-utilized computational resources and there is an opportunity to leverage the principles and technologies of cloud computing – virtualization, automation – at the edge, to essentially create a local computing cluster, i.e. a “cloud at the edge”, in or-

der to build richer experiences and run applications that incorporate local user content and context. In addition to the chosen technology or deployment strategy, broadband wireless operators will need to carefully evaluate their pricing strategies in order to maximize subscriber uptake. The inverted 4G concept enables competitive pricing by relaxing the stress on the cellular core when the traffic patterns evolve towards much higher data usage.

References [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

Functional requirements and architecture of the NGN, INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION, Recommendation Y.2012. Unstrung Insider, 3G Home Base Stations Femto Cells & FMC for the Masses, January 2007. Technology Marketing Corporation (TMC), TMCnet.com, T-Mobile Testing UMA, Femtocell to Roll Out Dual-Mode Coverage, September 28, 2006. Rupert Baines: “The Need for WiMAX picocell & Femtocells”, 05 March 2007, Available: http://www.picochip.com/downloads/WiMAX_Paris%20Feb_07_Femto.pdf Steven Shaw: "Femtocells vs. Dual-Mode Handsets? Not Exactly," Wireless Week, October 9, 2007. Barlow Keener: “Femtocells vs. Dual Mode Wi-Fi," Whydom, July 22, 2007, Available: http://www.whydom.com/2007/07/22/Femtocells-v-dual-mode-Wi-Fi/ Barlow Keener: “Femtocells Head to Head with Wi-Fi Dual Mode Phones," Whydom, July 26, 2007, Available: http://www.whydom.com/2007/07/26/Femtocells-head-on-head-with-Wi-Fi-dual-mode-phones-3/ Terry Cudmore, Cris Nicoll: “Preparing for 4G Video Services”, Yankee Group, July 30, 2010. Communication COM(2006) 129 From the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions : Bridging the Broadband Gap, Brussels, 2006.

Authors Dragan Bošković Boskovic received his bachelor’s and master’s degrees from the University of Belgrade in Serbia and his doctorate degree from the University of Bath in the United Kingdom. He has acquired extensive industrial experience working in various engineering and executive roles for major telecom equipment vendors in UK, France and USA for the past 20 years. Doctor Boskovic has amassed 20 patents, and has published several journal papers and position papers Bošković on topics including wireless technologies, green engineering, media delivery and cognitive networks. He is often called upon to share insights on these topics at industry events such as the International Consumer Electronic Show, Global Semiconductor Forum, AlwaysOn, Wireless World Initiative and Wireless Bošković World Research Forum. Dr Boskovic served on President G. W. Bush task force on the Next Generation Networks and currently sits on the Board of Directors for La Citadelle Art NFP and a few smaller privately held technology start-ups. Since 2009 he is a visiting professor of Industrial Engineering and Management at the University of Novi Sad, Serbia. Milan Kovačević received his bachelor’s (1981), master’s (1985) and doctor’s (1989) degree at the University of Belgrade’s Faculty of Electrical Engineering, Telecommunications Department. In 1982 he started working as a research engineer at the Institute of Applied Physics. Two years later he became engaged at the Institute for Microwave Techniques and Electronics, first as the pilotless aircraft communication system project leader, then as the radar jammer project leader and finally as the system integration lab head. From 1993 till 1996 he held the general manager office at the Intel Computers company, and the following of Saga Ltd. Dr Kovačević ten years he was the co owner and general manager of the company Infinity Ltd. Since 2006 he is the Deputy Executive Manager Managerof Kovacevic recently authored two conference papers, “WiMAX in Serbia, New Solution for Access Network“ and “WiMAX, Solution for Alternative Telco Operators“.

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

63


Ljiljana Čapalija Slavoljub Lukić

realizacija paketske telefonske mreže elektroprivrede srbije sadržaj U radu je dat opis i realizacija paketske mreže elektroprivrede Srbije kao jedinstvene komunikacione strukture koja može da podrži veći broj operativnih i poslovnih servisa u elektroprivredi Srbije. Prvi servis realizovan kroz ovu mrežu je telefonski servis.

1. PAKETSKA MREŽA ELEKTROPRIVREDE SRBIJE Realizacijom novog telekomunikacionog sistema elektroprivrede Srbije zasnovanog na primeni optičkih kablova u zemljovodnom užetu dalekovoda (OPGW) i tehnologije SDH, stvorena je savremena infrastrukturna telekomunikaciona mreža prenosa, kao osnova za izgradnju paketske mreže elektroprivrede na celoj teritoriji Republike Srbije. Okosnicu paketske mreže elektroprivrede Srbije (Slika 1.) čine pet rutera okosnice Cisco 7606, smeštenih na pet lokacija u elektroprivrednim objektima, povezanih svaki sa svakim (fullmesh struktura) preko interfejsa STM-4 na uređajima SDH. Povezivanje je izvršeno preko interfejsa STM-4, a ne preko Eternet porta zbog brže identifikacije o otkazu linka, što je za servis operativne telefonije u elektroprivredi od velike važnosti. 64

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011


Realizacija paketske telefonske mreže Elektroprivrede Srbije

jedinih servisa korišćena VRF tehnologija (Virtual Virtual Routing and Forwarding Forwarding), odnosno, za telefonski servis kreirana je „VRF Voice“ aplikacija, a sav saobraćaj u okviru ovog VRF-a propagiran je kroz mrežu MPLS pomoću protokola BGP (Border Gateway Protocol). Za elektroprivredne servise koji će se propuštati kroz paketsku mrežu kreiraće se nove VRF aplikacije, gde je sada u toku propuštanje servisa poslovnih podataka.

Slika 1. Okosnica paketske mreže elektroprivrede Srbije

Kao osnovni ruting protokol u mreži je podignut OSPF (Open Open Shortest Path First First). U okosnici mreže primenjena je tehnologija MPLS (Multi Multi Protocol Label Switching Switching) da bi se zadovoljile određene funkcionalnosti mreže kao što su: formiranje VPN

(Virtual Private Network), stroga odvajanja pojedinih elektroprivrednih servisa, upravljanje saobraćajem, kraće vreme oporavka i obezbeđenje kvaliteta usluge ( QoS). Na pristupnim ruterima korišćen je tzv. „lite VPN“ model, gde je za potrebe po-

U pristupnom delu mreže trenutno je povezano 27 lokacija pri čemu se na svakoj lokaciji zbog zahtevane velike raspoloživosti nalaze dva nezavisna rutera Cisco 3845 povezana na različite rutere u okosnici paketske mreže. Povezivanje je izvršeno preko Eternet interfejsa protoka 100 Mb/s na uređaju SDH sa rezervisanim propusnim opsegom, na osnovu proračuna saobraćajnih tokova za svaku lokaciju (Slika 2).

Slika 2. Paketska mreža elektroprivrede Srbije

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

65


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

2. IP TELEfONSKA MREŽA ELEKTROPRIVREDE SRBIJE Prvi servis koji je realizovan kroz paketsku mrežu je telefonski servis, koji omogućava komunikaciju operativnog osoblja odgovornog za nadzor, upravljanje, eksploataciju i održavanje elektroenergetskog sistema kao i administrativnog osoblja odgovornog za poslovno upravljanje elektroprivrede. Postojeća telefonska mreža je privatna korporacijska mreža elektroprivrede Srbije sa zatvorenim sistemom numeracije, zvezdasto-petljaste fizičke strukture, izgrađena u jednom sloju, kako bi se koristilo svojstvo obilaznog upućivanja saobraćaja, a radi zadovoljenja visoke raspoloživosti mreže od pet devetki (99.999). Tehnički koncept telefonske mreže elektroprivrede Srbije, koja je zasnovana na primeni IP tehnologije, bazira se na centralizovanom upravljanju pozivima u mreži sa dva upravljačka organa

(softswitch) na dve odvojene lokacije u klaster arhitekturi da bi se u slučaju kvara na jednom od njih zadovoljio navedeni zahtev u pogledu raspoloživosti, tako što obradu signalnog saobraćaja preuzima drugi u vremenu kraćem od 6 sekundi. Kapacitet obrade poziva je 60.000 poziva po satu, sa maksimalnim kapacitetom od 15.000 učesnika. Od navedenih 27 lokacija, na 16 lokacija su pristupni ruteri postali voice gateway, odnosno IP telefonske centrale, ugrađivanjem odgovarajućih kartica za povezivanje sa postojećim TDM centralama i javnom mrežom. Na ovim ruterima konfigurisana je funkcionalnost SRST (Survivable Remote Site Telephony) koja omogućava da u slučaju prekida komunikacije kroz paketsku mrežu prema upravljačkom organu (softswitch-u) korisnici zadrže osnovne telefonske funkcije na samoj lokaciji, a kako su sve lokacije međusobno povezane i poprečnim TDM vezama realizovanim preko uređaja SDH, poziv prema mreži može se ostvariti tranzitira-

Slika 3. Upravljački organ u mega klaster arhitekturi

66

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

njem ili potpuno kroz TDM mrežu do željene lokacije, ili samo delom, do tačke do koje bi poziv imao mogućnost da ponovo izađe na IP mrežu. U IP telefonsku mrežu preko pristupnih rutera uključeno je sledećih 6 objekata, koji predstavljaju velike proizvodne ili upravljačko-administrativne centre, TENT A, TENT B, TE Kolubara, TE Morava, EMS-NDC i EMS-RDC Novi Sad, gde su instalirane nove centrale Avaya IP-TDM na kojima se završavaju analogni i digitalni lokalni priključci, kao i javni prenosnici. IP lokali registrovani su na lokalni server za obradu poziva (call server) na tim lokacijama, koji su deo mega klastera centralnog upravljačkog organa i povezani su SIP trankom sa IP-TDM centralom. U slučaju pada lokalnih servera na ovih šest lokacija, obradu poziva preuzimaju dva redundantna servera na lokacijama TS Obrenovac A i NDC Beograd. Konfiguracija centralnog upravljačkog organa (softswitch-a) prikazana je na Slici 3.


Realizacija paketske telefonske mreže Elektroprivrede Srbije

Pet lokacija koje imaju relativno savremene TDM centrale (HE Bajina Bašta, HE Đerdap 1, HE Đerdap 2, TS Niš 2 i TS Novi Sad 3), uključene su direktno u IP telefonsku mrežu preko pristupnih rutera. Ostale lokacije na kojima su postojeće telefonske centrale ranije nabavljene i instalirane, uključene su u jedinstvenu telefonsku mrežu elektroprivrede preko uređaja SDH na nivou E1 ili 4ž kanala. Telefonska mreža elek-

troprivrede Srbije, sa uključenim svim lokacijama data je na Slici 4.

3. SISTEM ZA NADZOR I UPRAVLJANJE Sistem za nadgledanje i upravljanje IP mrežom (NMS – Network Management System) je realizovan za nadgledanje kompleksnog mrežnog rešenja koji se

sastoji od različitih servisa za prenos govora i podataka i njihovih funkcionalnosti. Uzimajući ovo u obzir i činjenicu da je mreža sastavljena od opreme različitih proizvođača, NMS sistem se takođe sastoji iz više komponenti i bazira se na nekoliko nivoa čija je organizacija data na Slici 5. Prvi nivo je Element Management System u kome su pokrenute aplikacije pomoću kojih se nadgleda instalirana Cisco oprema:

Slika 4. Telefonska mreža elektroprivrede Srbije

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

67


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Slika 5. Organizacija sistema za nadzor i upravljanje

Slika 6. Prikaz istorije alarma u IP mreži

68

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011


Realizacija paketske telefonske mreže Elektroprivrede Srbije

• Cisco Unified Operations Manager služi za nadgledanje operativnog statusa Cisco Unified Communications Manager-a (softswitch-a), obezbeđuje popis izveštaja i status za IP telefone i uređaje mreže, obezbeđuje dodatne alate pomoću kojih se vrši nadgledanje trenutnog statusa mreže i mrežne transportne infrastrukture, istorije poziva, kao i uticaja bilo kakve vrste ispada na mrežne servise; • Voice Manager je aplikacija koja omogućava konfigurisanje i modifikaciju portova za prenos govora, kreiranje i modifikaciju planova upućivanja i rutiranja saobraćaja kao i prikupljanje istorije poziva na Cisco Voice gateway-u; • Cisco QoS Policy Manager je alat koji omogućava konfigurisanje kvaliteta servisa za govor, prenos podataka ili video servis. Drugi, viši nivo, predstavlja Cisco Info Center (CIC) koji prikuplja događaje iz mreže i predstavlja ih na jedinstven konzistentan način. Jedan od takvih događaja je i tabela u kojoj je dat prikaz sa istorijom alarma u IP mreži (Slika 6.) CIC platforma je otvorena za nadogradnju i integraciju i sa postojećim aplikacijama za nadzor ostalih sistema u EPS-u.

U cilju obezbeđivanja zahtevane pouzdanosti NMS sistema, postoji primarni, ili radni i rezervni sistem za nadzor i upravljanje. koji su instalirani na dve odvojene lokacije u elektroprivrednim objektima.

4. ZAKLJUČAK Realizacija projekta uvođenja IP telefonije u elektroprivredu podrazumevala je izgradnju korporativne paketske mreže visoke raspoloživosti kao i strogih zahteva u pogledu QoS, čime je stvorena infrastrukturna mreža koja podržava prenos veći broj zahtevanih servisa u elektroprivrednom sistemu (prenos podataka za upravljanje elektroenergetskim sistemom, prenos poslovnih podataka, prenos video signala za potrebe video konferencije...) i samim tim dovodi do efikasnijeg i racionalnijeg korišćenja telekomunikacione infrastrukture. Tehničko rešenje IP telefonske mreže elektroprivrede Srbije je na Cisco-voj godišnjoj globalnoj konferenciji 2009. godine u Bostonu dobilo nagradu pod nazivom Solution Innovation of the Year 2008.

Literatura [1] Idejni projekat telekomunikacione mreže prenosa, Beograd, jul 2002. [2] Adaptacija i inovacija postojećeg projekta telefonske mreže sa aspekta primene IP tehnologije i nove organizacije elektroprivrede, Beograd, avgust 2007. [3] Tender documents: Procurement of IP-PBX and Router Networks, Network Management System, Accessories and Associated Services, Beograd, mart 2008.

Autori Ljiljana Čapalija diplomirala je na smeru za Telekomunikacije Elektrotehničkog fakulteta u Beogradu. Zaposlena je u elektroprivredi Srbije gde od 2001. godine radi na pripremi i izgradnji novog telekomunikacionog sistema elektroprivrede. Od 2007. godine rukovodi projektom izgradnje paketske mreže elektroprivrede Srbije. Autor je i koautor više radova iz ove oblasti. Dugogodišnji je član asocijacije CIGE (International Council on Large High Voltage Systems), gde je angažovana kao stručni revident radova Studijskog komiteta D2 Informacione tehnologije i telekomunikacije. Slavoljub Lukić je zaposlen u Elektroprivredi Srbije i poslednjih godina radi na razvoju nove telekomunikacione mreže ove kompanije. Svoja prethodna iskustva sticao je u radu u Vazduhoplovno-tehničkom institutu i Elektronskoj industriji. Objavio oko trideset radova na kongresima i u časopisima.

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

69


Anamarija Juhas Miodrag Milutinov Neda Pekarić-Nađ

Iskustva u primeni nacionalnih pravilnika o nejonizujućim zračenjima Abstrakt U radu su prikazana prva iskustva u primeni nacionalnih pravilnika o nejonizujućim zračenjima u domenu visokih frekvencija. Navedene su neke od nedoumica u tumačenju pravilnika i predloženo je kako da se one razreše u njihovoj daljoj primeni. U radu je dat i primer merenja električnog polja širokopojasnim instrumentom u frekvencijskom opsegu od 100 kHz do 6 GHz.

Ključne reči 70

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

Referentni granični nivoi, izloženost u prisustvu više izvora, merenje električnog polja


Iskustva u primeni nacionalnih pravilnika o nejonizujućim zračenjima

1. uvod Decembra 2009. godine Srbija je dobila svoj prvi Pravilnik o granicama izlaganja ljudi nejonizujućim zračenjima [1] i Pravilnik o izvorima nejonizujućih zračenja [2]. Donošenje ova dva Pravilnika pozdravili su kako stručnjaci za zaštitu životne sredine, tako i mnogobrojni građani koje zabrinjava svakodnevni porast broja antena i elektroenergetskih uređaja u njihovom okruženju. Primena Pravilnika povezana je i sa osnivanjem akreditovanih laboratorija za proveru stanja i obezbeđivanje poštovanja donesenih normi.

Tabela 1. Referentni granični nivoi za jačinu električnog polja

frekvencijski opseg

EL[V/m] Pravilnik [1]

EU prep. [3]

< 1hz

5600

-

1-25 hz

4000

10000

0,025-3 khz

100/f

250/f

0,003-1 Mhz

34,8

87

1-10 Mhz

34,8/f1/2

87/f1/2

10-400 Mhz

11,2

28

400-2000 Mhz 2-300 Ghz

1/2

1,375 f1/2

0,55 f

24,4

61

f – frekvencija; odgovara brojnim vrednostima u koloni za frekvencijski opseg

2. iskustva u PRIMENI PRAVILNIKA o graNicama IZLAGANJA NEJONIZUJUćIM ZRAČENJIMA Pravilnik o granicama izlaganja nejonizujućim zračenjima [1] govori o električnom, magnetnom i elektromagnetnom polju u širokom opsegu frekvencija od 0 Hz do 300 GHz. Jačina električnog polja, E, izražava se u voltima po metru, V/m. Jačina magnetnog polja, H H, izražava se u amperima po metru, A/m, ali se najčešće opisuje preko magnetne indukcije, B, odnosno gustine magnetnog fluksa, koja se izražava u teslama, T. Na visokim frekvencijama od interesa je i gustina snage, S, koja se meri u vatima po kvadratnom metru, W/m2. Pravilnik [1] definiše referentne granične nivoe izlaganja stanovništva električnim, magnetnim i elektromagnetnim poljima kao nivoe koji služe za praktičnu procenu izloženosti, kako bi se odredilo da li postoji verovatnoća da bazična ograničenja budu prekoračena. Pravilnik [1] ima niže

Slika 1. Referentni granični nivoi za jačinu električnog polja

referentne granične nivoe električnog i magnetnog polja od onih datih u Preporuci Evropskog saveta[3], iako su bazična ograničenja ista. Iz Tabela 1 i 2 vidi se da, u odnosu na Preporuku Evropskog saveta, naš nacionalni Pravilnik dozvoljava samo 40% vrednosti za referentne granične nivoe, bilo za jačinu električnog polja, bilo za magnetnu indukciju, u čitavom opsegu frekvencija. Poređenje referentnih graničnih nivoa za jačinu električnog polja i magnetnu indukciju prikazano je i na Slikama 1 i 2.

Na nižim i srednjim frekvencijama električno i magnetno polje se posmatraju nezavisno. Međutim, na visokim frekvencijama, u dalekoj zoni, električno i magnetno polje povezani su preko karakteristične impedanse slobodnog prostora, Z0=377Ω. Tako, mereći jačinu električnog polja, jačinu magnetnog polja nalazimo iz izraza H= H E/Z0. Magnetna indukcija u slobodnom prostoru se nalazi iz linearne zavisnosti B=μ0H H, gde je μ0=4π∙10-7 H/m. U Pravilniku [1] i Preporuci Evropskog saveta [3] referentni granični nivoi jačine električnog i magnetnog polja su povezaTELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

71


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

2.1. Zone povećane osetljivosti

Tabela 2. Referentni granični nivoi za magnetnu indukciju

frekvencijski opseg

BL[μT] Pravilnik [1]

EU prep. [3]

< 1hz

16000

40000

1-8 hz

16000/f2

40000/f2

8-800 hz

2000/f

5000/f

0,8-150 khz

2,5

6,25

0,15-10 Mhz

0,368/f

0,92/f

10-400 Mhz

0,0368

0,092

400-2000 Mhz

0,00184 f1/2

0,0046 f1/2

2-300 Ghz

0,08

0,2

f – frekvencija; odgovara brojnim vrednostima u koloni za frekvencijski opseg.

Bazična ograničenja su ograničenja izloženosti vremenski promenljivim električnim, magnetnim ili elektromagnetnim poljima [4]. U zavisnosti od frekvencije, fizičke veličine koje se koriste za izražavanje bazičnih ograničenja su gustina struje, specifična brzina apsorbovanja energije (SAR) i gustina snage. Bazična ograničenja su određena polazeći od utvrđenih efekata ovih polja na zdravlje ljudi [4]. Pri određivanju bazičnih ograničenja razmatrani su samo akutni efekti polja na ljude jer do danas nije utvrđeno da li postoje i hronični efekti izlaganja ovim poljima. Zaštita od nepovoljnih zdravstvenih efekata zahteva da bazična ograničenja ne budu prekoračena [4]. Referentni granični nivoi se odnose na prostorno usrednjene vrednosti po čitavom telu izložene osobe, ali sa važnim uslovom da bazična ograničenja ni lokalno ne smeju da budu prekoračena [4].

Slika 2. Referentni granični nivoi za magnetnu indukciju

ni preko navedenih relacija na frekvencijama iznad 10 MHz. Z0 povezuje U dalekoj zoni, relacija S=E2/Z gustinu snage i jačinu električnog polja. Referentni granični nivoi gustine snage definisani Pravilnikom [1] iznose 16% odgovarajućih referentnih graničnih nivoa definisanih Preporukom [3]. Poređenje referentnih graničnih nivoa za gustinu snage dato je u Tabeli 3. Na Slikama 3. i 4. prikazano je da za frekvencijske opsege od interesa za mobilnu telefoni72

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

ju nacionalni Pravilnik [1] u odnosu na međunarodne preporuke [3], [4], dozvoljava 40% vrednosti za jačinu električnog polja, odnosno 16% za gustinu snage. Ova činjenica ukazuje na dobre namere naših zakonodavaca da se što bolje zaštiti stanovništvo. Kako naš Pravilnik [1] predstavlja jedini nacionalni dokument koji definiše granične nivoe nejonizujućih zračenja, smatramo da je neophodno razjasniti sve nedorečenosti.

Većina međunarodnih pravilnika definiše pojmove profesionalne izloženosti (occupational exposure) i izloženosti stanovništva ((general public exposure). Evropske preporuke [3] i [4] definišu granice dozvoljene izloženosti za profesionalna lica. Prema ICNIRP-u [4], profesionalna lica su odrasle osobe koje su izložene poznatim povišenim nivoima polja, svesne mogućih rizika i obučene o primeni mera prevencije. Nasuprot tome, stanovništvo nije svesno postojanja polja. Stanovništvo uključuje ljude svih uzrasta, a takođe i pojedince narušenog zdravlja. Zbog toga su za stanovništvo, u odnosu na profesionalna lica, bazična ograničenja, ali i referentni granični nivoi, znatno niži. U članu 2, stav 9 Pravilnika [1], zone povećane osetljivosti definisane su kao područja stambenih zona u kojima se oso-


Iskustva u primeni nacionalnih pravilnika o nejonizujućim zračenjima

Tabela 3. Referentni granični nivoi za gustinu snage.

frekvencijski opseg

SL[W/m2] Pravilnik [1]

EU prep. [3]

10-400 Mhz

0,326

2

400-2000 Mhz

f/1250

f/200

2-300 Ghz

1,6

10

f – frekvencija; odgovara brojnim vrednostima u koloni za frekvencijski opseg.

nije zadržavanje ljudi. S obzirom da su bazična ograničenja zasnovana na akutnim efektima, bazična ograničenja bi trebalo da budu zadovoljena na svim mestima gde ljudi imaju pristup. Osim toga, potrebno je definisati nivoe dozvoljene izloženosti i u slučaju profesionalnih lica, kao i to ko čini kategoriju profesionalnih lica.

2.2. Referentni granični nivoi Primena merljivog referentnog nivoa osigurava poštovanje relevantnog bazičnog ograničenja [1], [3], [4]. Prekoračenje referentnog graničnog nivoa ne znači nužno da su i bazična ograničenja prekoračena [3], [4].

Slika 3. Referentni granični nivoi za jačinu električnog polja u frekvencijskim opsezima od interesa za mobilnu telefoniju

Slika 4. Referentni granični nivoi za gustinu snage u frekvencijskim opsezima od interesa za mobilnu telefoniju

be mogu zadržavati i do 24 sata dnevno: škole, domovi, predškolske ustanove, porodilišta, bolnice, turistički objekti, dečja igrališta; površine neizgrađenih parcela namenjenih, prema urbanističkom planu, za navedene namene u skladu sa preporukama Svetske zdravstvene organizacije.

Pravilnik [1] ne podrazumeva proveru nivoa izlaganja u zonama koje nisu obuhvaćene zonama povećane osetljivosti. Zone povećane osetljivosti definisane Pravilnikom [1] trebale bi da obuhvate i sva ona mesta gde postoji mogućnost za traj-

Član 3. Pravilnika [1] ukazuje na postojanje jednog suštinskog problema. Naime, ovaj član propisuje da u zonama povećane osetljivosti ne smeju da budu prekoračena bazična ograničenja. Bazična ograničenja navedena su u Tabeli 1 Pravilnika [1] i ista su kao ona data u Tabeli 1 u Preporuci Evropskog saveta [3]. Na osnovu ICNIRP-ovog dokumenta [4], odgovarajuća bazična ograničenja neće biti prekoračena za vrednosti polja data u Tabeli 2 reference [3]. Prema tome, referentni granični nivoi za polja koji su 2,5 puta veći od onih datih u Tabeli 2 Pravilnika [1] takođe će obezbediti da bazična ograničenja ne budu prekoračena. Samim tim, granice izlaganja električnom i magnetnom polju definisane Pravilnikom [1] nisu strože od granica koje su definisane dokumentom [3], kao što bi se to moglo očekivati na osnovu Slika 1-4. Ovaj problem može se prevazići na dva načina: 1. promenom bazičnih ograničenja ili 2. zahtevanjem da u zonama povećane osetljivosti sve veličine budu manje od referentnih graničnih nivoa datih u Tabeli 2 Pravilnika [1]. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

73


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Bazična ograničenja odnose se na veličine koje je znatno teže meriti i izračunati nego jačinu električnog i jačinu magnetnog polja. Stoga, predloženi drugi način omogućava lakšu proveru da li su nivoi izlaganja u zonama povećane osetljivosti u granicama dozvoljenih. Za frekvencije iznad 10 MHz Pravilnik [1] razmatra samo okolnosti termičkih efekata i bazična ograničenja su izražena preko specifične brzine apsorbovanja energije i gustine snage. Obe ove veličine proporcionalne su kvadratu efektivne vrednosti električnog polja iz čega je očigledno da su kvadrati električnog, odnosno magnetnog polja, mera izloženosti na ovim frekvencijama. Smatramo da bi, za okolnosti samo termičkih efekata, u Pravilniku [1] trebalo eksplicitno navesti da se za izražavanje u procentima referentnog graničnog nivoa koriste kvadrati efektivnih vrednosti električnog, odnosno magnetnog polja. Osim toga, trebalo bi naglasiti da se za prostorno i vremensko usrednjavanje, za okolnosti termičkih efekata, takođe koriste kvadrati efektivnih vrednosti. S obzirom da električna, magnetna i elektromagnetna polja mogu biti prostoperiodična, modulisana, impulsna, itd. trebalo bi eksplicitno navesti da se referentni granični nivoi odnose na efektivne vrednosti električnog polja, magnetnog polja i magnetne indukcije. Isto tako bi trebalo precizirati kolike su maksimalne dozvoljene vršne vrednosti u slučaju impulsnih polja, kao što to definišu evropske preporuke [3], [4].

2.3. Izloženost u prisustvu više izvora Na osnovu člana 10. Pravilnika [1], u slučaju izlaganja nejonizujućim zračenjima u prisustvu više izvora, moraju da se koriste kriterijumi u odnosu na referentne granične nivoe jačine polja, i to: • za netermičke efekte relevantne do 10 MHz (1)

(2)

(4)

gde su a=87V/m, b=5 A/m, c=(87/f1/2)V/m i d =(0,73/f)A/m. EL.i i HL.i su referentni granični nivoi na frekvenciji i, dati u Tabeli 2 Pravilnika [1]. Konstante a, b, c i d imaju istu vrednost kao i u Preporuci Evropskog saveta [3]. S obzirom da su referentni granični nivoi u Pravilniku [1] 40% od referentnih graničnih nivoa u preporuci [3], očigledno je da i konstantne a, b, c i d, iz člana 10. Pravilnika [1] takođe treba da promene vrednosti. Jedna od mogućnosti da se prevaziđe ova nelogičnost je da se za ove konstante usvoje vrednosti koje su jednake 40% od vrednosti date u preporuci [3], odnosno a=34,8V/m, b=2A/m, c=(34,8/f1/2)V/m i d=(0,292/f)A/m. Kao primer navodimo hrvatski pravilnik o zaštiti od elektromagnetnog polja [5] u kojem su referentni granični nivoi jednaki onima koji su dati u Pravilniku [1], a vrednosti konstanti su dvostruko manje od predloženih: a=17,4V/m, b=1A/m, c=(17,4/f1/2)V/m i d=(0,146/f)A/m. Veoma često jedan izvor (npr. jedna antena ili jedna bazna stanica mobilne telefonije) ne zrači samo na jednoj frekvenciji. Prilikom određivanja stepena izloženosti elektromagnetnom polju u ovom slučaju moraju da se koriste izrazi iz člana 10. Pravilnika [1]. U tom slučaju izloženost od 10% iznosi 0,1 neke od suma (1)(4) i ne može da se govori o 10% od referentnog graničnog nivoa. Na osnovu iznetog, sledi da je potrebno definisati pojam izloženosti nejonizujućem zračenju kao: • maksimum od suma u izrazima (1) i (2), u slučaju okolnosti netermičkih efekata, • maksimum od suma u izrazima (3) i (4), u slučaju okolnosti termičkih efekata.

3. ISKUSTVA U PRIMENI PRAVILNIKA O IZVORIMA NEJONIZUJUćIh ZRAČENJA OD POSEBNOG INTERESA

• za termičke efekte relevantne iznad 100 kHz (3)

74

TELEKOMUNIKACIJE | JUL JUN 2011 2011

U Pravilniku [2] o vrstama izvora nejonizujućeg zračenja i načinu njihovog ispitivanja, definišu se važne osobine izvora elektromagnetnog polja. Međutim, moderni izvori često ima-


Iskustva u primeni nacionalnih pravilnika o nejonizujućim zračenjima

ju svoju unutrašnju kontrolu, mogućnost adaptacije i tehnološka rešenja koja otežavaju definisanje bitnih parametara na jednoznačan način. Član 3. Pravilnika [2], navodi da se „izvorima nejonizujućih zračenja od posebnog interesa smatraju izvori elektromagnetnog zračenja koji mogu da budu štetni po zdravlje ljudi, a određeni su kao stacionarni i mobilni izvori čije elektromagnetno polje u zoni povećane osetljivosti dostiže najmanje 10% iznosa referentne, granične vrednosti propisane za tu frekvenciju“.

3.1. Izvor od posebnog interesa - termički efekti Sledeću stvar bi trebalo pojasniti: na frekvencijama iznad 10 MHz nacionalni Pravilnik [1] o granicama izlaganja razmatra samo termičke efekte. Zato su relevantne veličine na ovim frekvencijama gustina snage ili kvadrati efektivnih vrednosti električnog, odnosno magnetnog polja. To je veoma značajno jer nacionalni Pravilnik o izvorima [2] zahteva da se odrede izvori od posebnog interesa i definiše ih kao izvore na kojima izloženost može da pređe 10% referentnog graničnog nivoa. Električnom polju koje iznosi na primer 20% referentnog graničnog nivoa, odgovara gustina snage koja iznosi svega 4% referentnog graničnog nivoa na istoj frekvenciji. Velika je razlika da li se za poređenje koristi referentni granični nivo efektivne vrednosti električnog polja ili gustine snage. Neophodno je pojasniti da li je izvor od posebnog interesa, kada se razmatraju samo termički efekti, izvor čija gustina snage dostiže najmanje 10% referentnog graničnog nivoa propisanog za tu frekvenciju, ili se ograničenje odnosi i na električno, odnosno magnetno polje.

3.2. Izvor od posebnog interesa - slučaj sa više izvora U Pravilniku [2] o izvorima od posebnog interesa treba predvideti da i izvor (ili grupa izvora na bliskim lokacijama) koji emituje na više različitih frekvencija takođe može biti izvor od posebnog interesa, u slučaju kada stvara izloženost veću od 10% u nekoj od suma (1)-(4). Svaka antena može da zrači na jednoj, dve ili više različitih frekvencija. U slučaju GSM baznih stanica, mora da se definiše da li je izvor svaki nosilac ponaosob, ili svaka antena ponaosob, a takođe i kako postupiti u slučaju kada se na istoj lokaciji nalaze bazne stanice koje rade u različitim opsezima i/ili pripadaju različitim operatorima. Sledeća tri primera odnose se na elektromagnetna zračenja različitih frekvencija i ilustruju situacije iz lokalnog gradskog okruženja. Primer 1. GSM bazna stanica emituje u opsegu 900 MHz. Često je ovakva bazna stanica trosektorska sa po dva kanala u svakom sektoru. Svi kanali jedne bazne stanice imaju nosice na različitim frekvencijama. Posmatrajmo jedan sektor (jednu antenu). Ako elektromagnetno polje jednog nosioca dostiže, recimo, 8% referentnog graničnog nivoa gustine snage u nekoj tački, tada za dva nosioca, prema članu 10. Pravilnika o granicama izlaganja [1], , izloženost iznosi 0,16. Kada se ova vrednost uporedi sa jedinicom dobija se da to iznosi 16% dozvoljene izloženosti elektromagnetnom polju. U praksi se sreću i bazne stanice sa četiri nosioca u svakom sektoru, u kom slučaju bi izloženost u gornjem primeru iznosila čak 32%. Iako je izloženost veća od 10%, ni na jednoj frekvenciji gustina snage ne prelazi 10% referentnog graničnog nivoa.

Potrebno je da Pravilnik [2] predvidi mogućnost da opisana GSM bazna stanica može da bude izvor od posebnog interesa, s obzirom da ukupna izloženost može da pređe 10%. Primer 2. Postoje trosektorske bazne stanice koje emituju u dva različita opsega, na primer GSM 900 i GSM 1800. Ovakve bazne stanice često koriste dual-band antene, tako da imaju po jednu antenu u svakom sektoru. U ovom slučaju može da se desi da izloženosti u frekvencijskim opsezima koji pripadaju servisima GSM 900 i GSM 1800 ne prelaze 10%, ali da zbir ovih izloženosti prelazi 10%. Pravilnik [2] bi trebalo da predvidi da i ovakve bazne stanice mogu biti izvor od posebnog interesa. Primer 3. Više baznih stanica na istoj lokaciji, ili na bliskim lokacijama, mogu da pripadaju istom, ali i različitim operatorima. Pretpostavimo da na istoj lokaciji postoje tri operatora, svaki sa opremom u sva tri opsega, GSM 900, GSM 1800 i UMTS, kao i to da gustina snage pojedinih nosilaca ne prelazi 10% referentnog graničnog nivoa na odgovarajućoj frekvenciji. Sa druge strane, zbog velikog broja nosilaca, izloženost elektromagnetnom polju može biti čak i znatno veća od 10% dozvoljene vrednosti u nekom delu prostora. Potrebno je da Pravilnik [2] definiše šta je u ovom i sličnim slučajevima izvor od posebnog interesa, kao i da predvidi da opisana grupa baznih stanica može da predstavlja izvor (ili grupu izvora) od posebnog interesa u slučaju kada stvara izloženost veću od 10%. TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

75


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

4. MERENJA Za merenje na raspolaganju nam je bio prenosni širokopojasni instrument Narda NBM-550, sa EF 0691 sondom, koja meri električno polje u frekvencijskom opsegu od 100 kHz do 6 GHz. Ovaj frekvencijski opseg obuhvata gotovo sve frekvencije koje emituju bazne stanice bežičnih telekomunikacija. Instrument NBM-550 sa sondom EF 0691 dizajniran je za monitoring elektromagnetnog polja. Merni opseg instrumenta je od 0,35 V/m do 650 V/m. U sondi EF 0691 se kao senzori za električno polje koriste tri dipola sa diodnim detektorima koji su postavljeni u tri međusobno ortogonalna pravca. Detektovani signali se dovode odvojeno u NMB-550, gde se kombinuju. Na taj način sonda omogućava izotropno merenje koje je nezavisno od polarizacije i pravca elektromagnetnih talasa. NBM-550 sa sondom EF 0691 je širokopojasni instrument. Na osnovu izmerene efektivne vrednosti električnog polja ne mogu da se odrede pojedinačni doprinosi izvora na različitim frekvencijama. Zato se, u slučaju merenja sa širokopojasnim instrumentom, za granice izlaganja uzimaju najniži referentni granični nivoi iz mernog opsega instrumenta. U našem slučaju, to su referentni granični nivoi iz opsega 10−400 MHz i to: • 11,2 V/m za efektivnu vrednost električnog polja i • 0,326 W/m2 za gustinu snage.

4.1. Primer merenja jačine električnog polja U urbanoj sredini u kojoj živimo, najčešći je slučaj da elektromagnetno polje potiče od više nezavisnih izvora. Za 76

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

Slika 5. Rezultati merenja maksimalne efektivne vrednosti električnog polja u dnevnom boravku

određivanje izloženosti potrebna su izotropna merenja. Merenja električnog polja su izvršena u stanu na petom spratu stambene zgrade. Ovaj stan je odabran zato što se sa terase stana vidi veliki broj različitih antena: antena FM predajnika lokalne radio stanice i antene četiri trosektorske bazne stanice mobilne telefonije. Antene su lokalizovane samo sa balkonske strane stana, dok ih sa drugih strana stana nema. Podaci o antenama nisu bili poznati. Udaljenost antena dve bazne stanice iznosi više od 500 m, dok je udaljenost druge dve bazne stanice i radija procenjena na oko 300 m. Stan se nalazi na visini od oko 15 m iznad tla. Merenja unutar stana izvršena su 21. decembra 2010. godine od 12 do 14 sati, na način propisan standardom SRPS EN 50492 [6]. Prema standardu [6], minimalno rastojanje između sonde i tela osobe koja meri, kao i bilo kog reflektujućeg objekta, treba da bude 1 m za frekvencije ispod 300 MHz i 0,5 m za frekvencije iznad 300 MHz. Najpre je prostor skeniran na visini od 1,5 m [6] i zabeležena su očitavanja instrumenta pri opciji Max Hold koja omogućava očitavanje maksimalne efektivne vrednosti

električnog polja. Skeniranje prostora u stanu izvršeno je laganim pomeranjem instrumenta od tačke do tačke po unapred definisanoj mreži, sa korakom od 0,5 m. Rezultati skeniranja u dnevnom boravku prikazani su na Slici 5. Najveća efektivna vrednost električnog polja 0,96 V/m izmerena je ispred vrata terase sa koje postoji optička vidljivost do udaljenih antena mobilne telefonije i radiodifuzije. Elektromagnetno polje varira u prostoru i vremenu, tako da jačina polja koja se koristi za procenu izloženosti treba da se odredi na osnovu vremenskog i prostornog usrednjavanja izmerenih vrednosti. Kada je ustanovljena tačka u kojoj je vrednost električnog polja najveća, na tom mestu izvršeno je merenje na tri visine prema standardu [6]: na visinama od 110 cm, 150 cm i 170 cm u trajanju od po 6 minuta, kao što je propisano Pravilnikom [1]. Za ova merenja instrument je postavljen na tripod od drveta i udaljenost operatora od sonde bila je veća od 2 m kako bi se dodatno smanjio uticaj operatora na rezultate merenja. Za vremensko usrednjavanje, za okolnosti termičkih efekata, usrednjavaju se


Iskustva u primeni nacionalnih pravilnika o nejonizujućim zračenjima

kvadrati efektivnih vrednosti električnog polja u vremenskom intervalu od 6 minuta. Za prostorno usrednjavanje, za okolnosti termičkih efekata, usrednjavaju se kvadrati vremenski usrednjenih efektivnih vrednosti električnog polja izmereni na tri visine

Tabela 4. Rezultati merenja

lokacija

Esr[V/m]

ssr[W/m2]

sL[W/m2]*

ssr/SL

stan

0,29

0,00022

0,326

0,0007

* referentni granični nivo [1] za opseg 10-400 Mhz

5. ZAKLJUČAK (5)

Rezultati merenja električnog polja zabeleženi su u V/m. Srednja vrednost efektivne vrednosti električnog polja, Esr, dobijena je vremenskim i prostornim usrednjavanjem na prethodno opisan način. Korišćenjem veze između gustine snage i efektivne vrednosti električnog polja u dalekoj zoni, određena je srednja vrednost gustine snage. Ovako određena gustina snage izražena u W/m2 upoređena je sa referentnim graničnim nivoom od 0,326 W/m2 za gustinu snage. Rezultati merenja prikazani su u Tabeli 4. Iako su rezultati većine merenja bili ispod mernog opsega instrumenta, merenja su pokazala da je elektromagnetno polje u stanu znatno ispod referentnog graničnog nivoa definisanog Pravilnikom [1] za zone povećane osetljivosti.

Donošenje nacionalnih Pravilnika o granicama i izvorima nejonizujućih zračenja otvara nove mogućnosti za zaštitu i unapređenje kvaliteta života i rada stanovništva. Razvoj komunikacione tehnologije i usavršavanje tehnike nameće potrebu da i zakonodavac prati ovaj razvoj razvijajući novu terminologiju i definišući granice na nov način. U slučaju nacionalnih Pravilnika o granicama i izvorima nejonizujućih zračenja, neophodno je dopuniti definicije i otkloniti neusaglašenosti. Posebnu pažnju treba obratiti na ova dva Pravilnika pošto se radi o izuzetno dinamičnoj oblasti u kojoj se tehnika i tehnologija brzo menjaju, a saznanja o mogućim efektima nejonizujućih zračenja tek prikupljaju.

Zahvalnica Rad je nastao kao deo istraživanja na projektu TR18043 Ministarstva za nauku i tehnološki razvoj Srbije.

Literatura [1] Pravilnik o granicama izlaganja nejonizujućim zračenjima, Sl. glasnik RS br. 104/09, decembar 2009. [2] Pravilnik o izvorima nejonizujućih zračenja od posebnog interesa, vrstama izvora, načinu i periodu njihovog ispitivanja, Sl. glasnik RS br. 104/09, decembar 2009. [3] “Council Recommendation on the Limitation of Exposure of General Public to Electromagnetic Fields (0 to 300GHz),” Official Journal of the European Communities, 1999, L199/59. [4] International Commission on Non-ionizing Radiation Protection, “Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (Up to 300 GHz) ”, Health Physics, vol. 74, April 1998, pp. 494 522. [5] Pravilnik o zaštiti od elektromagnetskih polja, NN204-2003, Hrvatska. [6] Osnovni standard za merenje jačine elektromagnetskog polja polja na licu mesta u odnosu na izlaganje ljudi u blizini baznih stanica, SRPS EN 50492: 2010.

Autori Anamarija Juhas diplomirala je na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu 1990. godine i magistrirala na Elektrotehničom fakultetu u Beogradu 1994. godine na smeru Antene i prostiranje talasa. Doktorsku disertaciju odbranila je 2009. godine iz oblasti Teorijske elektrotehnike na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu, gde i danas radi kao docent. Doc. dr Juhas je autor 30 naučnih radova od kojih su tri objavljena u vodećim međunarodnim časopisima. Miodrag Milutinov diplomirao je na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu 2001. godine i magistrirao na istom fakultetu 2009. godine. Mr Milutinov je autor preko 20 naučnih radova. Neda Pekarić-Nađ diplomirala je na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu 1978. godine, a magistrirala i doktorirala iz oblasti Antene i prostiranje talasa 1981. i 1984. godine na Elektrotehničom fakultetu u Beogradu. Zaposlena je na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu, gde danas radi kao redovni profesor. Prof. dr Pekarić-Nađ je autor preko 50 naučnih radova od kojih je tri objavljeno u vodećim međunarodnim časopisima.

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

77


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Marijana Petrović Nataša Gospić Snežana Pejčić Snežana Pejčić Tarle Tarle

metodološki okvir metodološki okvir za ZA modeliranje MODELIRANJE politike POLITIKE TELEKOMUNIKACIJA1 telekomunikacija sadržaj SADRŽAJ Ovaj rad se bavi politikom telekomunikacija u kontekstu teorijskog okvira i alata za proces U radu se najpre analiziraju dominantne karakteristike Ovaj rad semodeliranja. bavi politikom telekomunikacija u kontekstu teorijskog okvira i alatai specifičnosti sektora telekomunikacija i njihove implikacije na proces modeliranjai za proces modeliranja. U radu se najpre analiziraju dominantne karakteristike sektorske politike. Zatim se analizirajui odabrane metode i alati za modeliranje sa specifičnosti sektora telekomunikacija njihove implikacije na proces modeliranja aspekta podobnosti za politikuodabrane sektora telekomunikacija. Na kraju rada sektorskenjihove politike. Zatim se analiziraju metode i alati za modeliranje sa se predlaže matrica za izbor za optimalnog pristupa (alata) za modeliranje politike aspekta njihove podobnosti politiku sektora telekomunikacija. Na kraju rada sektora telekomunikacija. se predlaže matrica za izbor optimalnog pristupa (alata) za modeliranje politike sektora telekomunikacija.

78

1

Ovaj tekst je rezultat rada na projektu 36022: „Upravljanje kritičnom infrastrukturom za održivi razvoj u poštanskom, komunikacionom i železničkom sektoru Republike Srbije“, koji se realizuje uz finansijsku podršku Ministarstva za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije.


Metodološki okvir za modeliranje politike telekomunikacija

1. uvod Modeliranje politike može se definisati kao naučno-istraživačka disciplina koja podrazumeva korišćenje različitih teorijskih pristupa, kao i kvalitativnih i kvantitativnih modela i tehnika sa ciljem procene uticaja prošlosti (uzroka) i budućnosti (efekata) politike na društvo i to „svuda i u svako vreme”. Pod politikom se u ovoj definiciji podrazumevaju „teorijski ili tehnički instrumenti koji su formulisani sa ciljem da reše različite probleme koji direktno ili indirektno utiču na društvo u okviru posmatranog vremenskog perioda i geografskog područja“[1]. Sličnu definiciju daje i Moss [2, p. 8], koji se posebno bavio vezom između modeliranja sektorske politike i razvoja informaciono-komunikacionih tehnologija (u daljem tekstu IKT). On pod modeliranjem sektorske politike, u opštem smislu, podrazumeva razvoj simulacionih modela koji oslikavaju društvene procese i način na koji ti procesi utiču na rezultate (efekte) primene instrumenata i mera sektorske politike. U oba slučaja se pod modeliranjem sektorske politike podrazumeva kompleksan skup elemenata za procenu, kako po obimu tako i po sadržaju. Uzimajući u obzir višedimenzionalnost procesa modeliranja sektorske politike, njegovu složenost, kao i prostornu i vremensku uslovljenost (zavisnost od specifičnosti, kako posmatranog vremenskog perioda, tako i lokaliteta koji se analizira), uspešnost i valjanost modeliranja sektorske politike je u bitnoj meri uslovljena izborom odgovarajućeg konkretnog metodološkog postupka za podršku procesu modeliranja. Moss [2] i Millard [3] kao ključne faktore koji određuju kvalitet modeliranja izdvajaju izbor indikatora i alata za procenu (eng. Assessment methods, pod kojima se podrazumevaju analitički postupci za kvalitativno i/ili kvantitativno

ocenjivanje efekata primenjenih mera/instrumenata sektorske politike). Podobnost alata primenjenih u procesu modeliranja sektorske politike se, najjednostavnije rečeno, odnosi na njihovu mogućnost da pokažu rezultate i uticaj te politike, kao i performanse sektora (oblasti) za koji se politika kreira. Pri tome treba imati u vidu da opredeljenje za primenu seta indikatora i pratećeg analitičkog postupka ne znači i striktno opredeljenje za kvantitativni pristup u modeliranju. Postoji niz kvalitativnih postupaka za procenu koji se koriste, kao i težnja da svaka vizuelizacija kvantitativnih rezultata ocene bude praćena odgovarajućim kvalitativnim deskripcijama. U suštini, to je posledica činjenice da rezultat modeliranja politike ima formu strateških ciljeva, opredeljenja i principa koji se tek kasnije precizno i kvantitativno određuju (formulišu) kroz akcione planove. Može se reći da je svrha modeliranja da unese jasnoću i preciznost u politiku. Millard [3] vidi IKT kao oblast sa najviše inovacija i napretka u modeliranju sektorske politike, a oblast regulative u telekomunikacijama kao „riznicu“ dobrih praksi. U radu se najpre analiziraju teorijski okvir za modeliranje politike sektora telekomunikacija, a zatim i konkretni alati koji se koriste u procesu modeliranja.

2. NOVA PARADIGMA POLITIKE SEKTORA TELEKOMUNIKACIJA I IMPLIKACIJE NA PROCES MODELIRANJA Intenzivan razvoj IKT i njihova tesna veza sa regulatornim, ekonomskim i društvenim aspektima učinili su da telekomunikacije postanu višedimenzionalna oblast istraživanja koja zahteva multidisciplinaran pristup. Pored ra-

zvoja tehnike i tehnologije, od politike telekomunikacija očekuje se da bude vodeći faktor kako ubrzanog razvoja samog sektora telekomunikacija, tako i ukupnog ekonomskog rasta, kroz generisanje pozitivnih efekata i izgradnju informacionog društva [4]. Možemo reći da u sektoru telekomunikacija, uz konvergenciju u tehničkom i tehnološkom smislu, i sama sektorska politika prolazi kroz svojevrstan i specifičan proces konvergencije koji zahteva inovativan pristup njenom modeliranju. Ovde je važno istaći da se sa stanovišta društvenih nauka pod konvergencijom politike podrazumeva tendencija različitih društava da se slično razvijaju, da imaju iste strukture, procese i performanse. Uckan [5] izdvaja dve glavne karakteristike relevantne za kreiranje politike telekomunikacija u savremenim okvirima: konvergenciju i interakciju sektorske politike.

2.1. Konvergencija sektorske politike U osnovi, konvergencija podrazumeva spajanje nekada nezavisnih medija za komunikaciju u digitalnom dobu. Iako su tehnološke inovacije polazna tačka procesa konvergencije, implikacije ovog procesa mogu biti viđene kroz [6]: 1) konvergenciju servisa (prepoznatljiva i kao eng. „multi play“) – pružanje različitih servisa putem jedne zajedničke mreže; 2) konvergenciju mreža –zajednički standard omogućava povezivanje nekoliko tipova mreža; 3) konvergenciju operatora – saradnja, spajanje i akvizicija različitih poslovnih entiteta koji pružaju servise. Procesi konvergencije su doveli i do usložnjavanja u oblasti politike telekomunikacija (možemo reći do konvergencije same politike). Pod tim podraTELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

79


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

zumevamo širenje domena delovanja sektorske politike i njenu regionalnu i globalnu harmonizaciju. Posledica je i preklapanje nadležnosti, što najbolje ilustruju promene u telekomunikacionoj regulativi Evropske Unije. Posle revizije Regulatornog okvira, koja je započela 1999. godine, Politika telekomunikacija prerasla je u Politiku elektronskih komunikacija (Direktive 2002/772 i Direktive 2002/213), čime su uvedeni novi pojmovi (drugim rečima, domeni regulative i politike), kao što su radio i televizijski servisi, informaciono društvo4, audio-vizuelne medijske usluge (servisi) – AVMS. Prema Alabau [7], postoje tri glavna razloga za konvergenciju regulative/politike EU: strateški, legislativni i korisnički. Strateški razlozi odnose se na činjenicu da je EU pod pojmom telekomunikacije tradicionalno podrazumevala telefoniju i prenos podataka, i to od strane monopolizovanih operatora (misli se na stare PTT sisteme). U tom smislu promenom imena u politika elektronskih komunikacija Evropska komisija je proširila domen svog delovanja na oblasti koje u prvim fazama kreiranja sektorske politike nisu bile planirane. Legislativni razlozi su slični. Restriktivne definicije telekomunikacionih mreža u okviru Regulatornog okvira iz 1998. godine su opravdale kreiranje novih definicija, kako bi se regulacijom obuhvatile i mreže za radio i TV emitovanje. Dodatno, razlozi za promenu definicija mogu biti i korisnički, ali i posledica pritiska EU na buduće članice da usvoje nove regulatorne okvire, a samim tim i nekritički prihvate nove definicije. Prihvatajući legislativu EU kao osnovni okvir za inoviranje regulative i politike telekomunikacija, Srbija je takođe došla u situaciju da definiše, usvoji i u praksi „odomaći“

Polazeći od navedenog možemo reći da je rezultat konvergencije mreža i servisa uvođenje novih sadržaja i pripadajućih pojmova (kao što su mediji, informaciono društvo, AVMS) u domen politike telekomunikacija. Sa druge strane, i konvergencija operatora (zajedno sa promenama na tržištu) uticala je na politiku sektora zahtevajući inovativna rešenja kako za poslovnu politiku samih operatora tako i za uslove na tržištu. Dodatno, konvergencija politike podrazumeva i usaglašavanje nacionalnih politika sa onim što je regionalni (Direktive EU) i globalni okvir (standardi ITU). Nicol [9] pored medija, kao posebno polje sektorske politike vidi industriju (pre svega telekomunikacionu i računarsku), a kao sveobuhvatni pojam, pojam politike IKT. On ističe da nacionalna politika IKT mora biti rezultat interakcije sektorskih politika.

delovanja zahtevaju interakciju kada su u pitanju oblasti od zajedničkog interesa. Telekomunikacije (ili šire rečeno IKT) zbog svog strateškog značaja za razvoj ekonomije zasnovane na znanju i ukupnog doprinosa opštem ekonomskom razvoju predstavljaju zonu izražene interakcije različitih politika. Prema Nicole-u [9], interakcija je pre svega prisutna u oblastima kao što su tehnologija, industrija, telekomunikacije i mediji. Ostali sektori (politike) koji su u interakciji sa politikom IKT su: obrazovanje, rad i socijalna politika, zdravstvena zaštita i dr. Na primer, univerzalni servis je pitanje politike telekomunikacija, ali je u interakciji sa socijalnom politikom u domenu obezbeđenja posebnih usluga za osobe sa invaliditetom [10], pa konkretna rešenja zahtevaju saradnju između kreatora politike. S druge strane, inicijative u okviru drugih oblasti (fiskalna politika, politika obrazovanja) mogu biti dodatni podsticaj za ostvarenje ciljeva politike telekomunikacija (veća penetracija servisa, razvoj akademskih mreža za prenos podataka, razvoj širokopojasnih mreža za pristup). Ono što je osnovni cilj analize interakcije politike telekomunikacija sa politikama drugih sektora je da se kroz sinergiju aktivnosti postigne efikasno i efektivno delovanje u pravcu ostvarenja ciljeva.

2.2. Interakcija sektorskih politika

2.3. Implikacije na modeliranje politike

Koncept Interakcija sektorskih politika razvijen je kako bi se analizirale situacije kada su politike iz različitih oblasti dovedene u interakciju, a sa ciljem definisanja sveobuhvatnih strateških rešenja. Na primer, politike na različitim nivoima (globalnom, regionalnom, nacionalnom, lokalnom) mogu biti u interakciji, i to u cilju uspostavljanja konzistentnih i održivih strategija razvoja; stavovi različitih političkih opcija ili različitih domena

Izazovi koje konvergencija i interakcija politike telekomunikacija postavljaju pred kreatore politike odnose se na uspostavljanje sistematičnog pristupa koji će omogućiti da se sa jedne strane sagledaju svi aspekti od interesa (konvergencija), a da se sa druge strane optimizuje proces politike kroz saradnju i podelu aktivnosti i zadataka sa zainteresovanim stranama (interakcija). Konkretna rešenja koja će uvažiti navedene karakteristike zahteva-

Commission Directive 2002/77/EC of 16 September 2002 on competition in the markets for electronic communications networks and services. OJ L 249. 17. 9. 2002. P. 21, http://europa.eu.int/ eur-lex/pri/en/oj/dat/2002/l_249/l_24920020917en00210026.pdf Directive 2002/21/EC of the European Parliament and of the Council, of 7 March 2002, on a common regulatory framework for electronic communications network and services (framework Directive). OJ L 108. 24.4. 2002. P. 33. http://europa.eu.int/eur-lex/pri/en/oj/dat/2002/l_108/l_10820020424en00330050.pdf 4 Upravo Direktive 2002/77 i 2002/21 u definiciji elektronskih komunikacionih usluga sadrže i pojam usluga informacionog društva. Konkretno, u okviru definicije se upućuje na Direktivu 98/34EC. Ono što je interesantno je da se informacionim društvom bavi Direktiva 98/48 , a ne 98/34, kako je u definiciji navedeno. Prema Direktivi 98/48 (par. 18) usluge (servisi) informacionog društva su: „...usluge koje se pružaju uz naknadu, na daljinu i elektronskim putem, i realizuju se na individualni zahtev primaoca usluge“ . 5 Dong-hee Shin [8] u svom radu postavlja pitanje da li DMB predstavlja medijsko emitovanje ili telekomunikacije. 2

80

nove pojmove. Dong-Hee Shin [8] koji se bavio regulativom u oblasti emitovanja medijskih sadržaja putem telekomunikacione mreže (kao što je Digital Media Bradcasting – DMB5), navodi da je razvoj oba sektora limitiran njihovim regulatornim konfliktom, koji je pre svega vezan za relaciju konkurentnost nasuprot javni interes.

3


Metodološki okvir za modeliranje politike telekomunikacija

ju i konkretnije određenje same politike koja se modelira. Cohen et al. [11] definišu tri tipa politike telekomunikacija: 1) direktna politika (promoviše dostupnost i upotrebu servisa, cilj politike je razvoj IKT); 2) indirektna politika (IKT nisu cilj, već sredstvo za postizanje nekog cilja)6; 3) “By the way” politika [12] – odnosi se na korektivnu politiku koja je neophodna zbog neusaglašenosti između različitih ciljeva politike IKT, kao i između politike IKT i realne situacije (stanja sektora). U kontekstu modeliranja politike telekomunikacija (npr. ocene uticaja, analize trendova i prognoza), direktna politika predstavlja „najjasniju“ oblast s obzirom na raspoloživost indikatora za ocenu. Međunarodna unija za telekomunikacije (eng. International Telecommunication Union-ITU Union-ITU), Organizacija za ekonomsku saradnju i razvoj (eng. Organization for Economic Cooperation and Development-OECD) i Eurostat prikupljaju veliki broj podataka koji se mogu koristiti u procesu modeliranja, pa se adekvatnost pristupa svodi na adekvatnost metodološkog postupka. Slična zapažanja mogu se vezati i za indirektnu politiku uz dodatak indikatora koji se bave uticajem telekomunikacija.7 Indikatori uticaja telekomunikacija su pre svega razvijeni u kontekstu ocene napretka u izgradnji informacionog društva. Primer su indikatori uticaja definisani u okviru projekta SIBIS8: percepcija širokopojasnog pristupa od strane korisnika kao barijere u korišćenju Interneta.9 Potreba za definisanjem novih indikatora, koji će uvažiti konvergentnost sektora i interakciju sa drugim oblastima od javnog interesa, predstavlja ključni faktor modeliranja politike telekomunikacija.[13]

„By the way“ politika često proizilazi iz pomenute dve, indirektne i direktne politike, kao posledica međusobne neusklađenosti mera direktne politike i/ili nedostatka koordinacije između indirektnih politika u kojima se preklapaju i ciljevi i aktivnosti. Cohen et al. [11] „By the way“ politiku vide kao prirodnu posledicu intenzivnih procesa regulatorne transformacije i afirmacije inovativnih mera politike i strategije razvoja. U takvim uslovima pojedinačne politike ili prete da ugroze jedna drugu ili uzajamno doprinose efektivnosti svojih mera. Dery [12] kreatore „By the way“ politike naziva „„policy takers“ (umesto eng. „„policy makers“). Modeliranje u pravcu „By the way“ politike podrazumeva stalni uvid kreatora politike u učinak sektora ali u smislu različitih aspekata ocene i njihove međusobne veze. Pri tom, multidimenzionalnost ocene nije isključiva posledica konvergencije servisa i mreža već izražene interakcije između tehničkih aspekata, društvenih pitanja, ekonomskih i poslovnih faktora, kao i regulatornih zahteva u sektoru telekomunikacija [14]. Implikacije na proces modeliranja idu u pravcu potrebe da se ispitaju uticaji (veze, korelacije) između mera politike i učinka sektora [15-22]. Uzimajući u obzir navedeno, zaključak je da nova paradigma politike telekomunikacija utiče na proces modeliranja u smislu: • inoviranja indikatora ocene u pravcu većeg obima i sadržaja indikatora kao i njihovog agregiranja u kompozitne ocene[23] • potrebe za multidisciplinarnim pristupom koji pokriva ocenu različitih oblasti i njihovih politika [13] • utvrđivanje kauzalnosti između različitih dimenzija razvoja sektora.

U nastavku rada autori analiziraju alate za modeliranje politike telekomunikacija i njihov potencijal za rešavanje navedenih problema.

3. ALATI ZA MODELIRANJE POLITIKE TELEKOMUNIKACIJA Od svojih „korena“, pedesetih godina prošlog veka, pa do danas analiza politike viđena je kao proces koji se sastoji iz niza sekvencionalnih faza, stadijuma ili nivoa. Ovaj višefazni proces naziva se Ciklus politike (eng. The Policy Cycle) [24]. Ideja o modeliranju politike kroz proces tj. kroz više faza, prvi put je predložena od strane Lasvela [25], kao rezultat težnje da se u nauku o politici uvede multidisciplinarni pristup. Ciklus politike je osnovni okvir ili „podloga“ (eng. template) koji omogućava da se sistematizuju, porede i analiziraju različiti pokazatelji, elementi, aspekti i zavisnosti, kao i da se oceni njihov pojedinačni uticaj i doprinos oblasti za koju se politika kreira. Međutim, ovaj pristup je i kritikovan kako u smislu teoretskih pretpostavki tako i u smislu njegove empirijske validnosti. U osnovi kritike ovog pristupa je da se kroz kvantifikaciju i izolovanu analizu pojedinačnih uticaja i interakcija simplifikuju relacije koje postoje u domenu politike. Ideja o modeliranju kroz ciklus politike je dopunjena (unapređena) uglavnom kroz dalju segmentaciju faza politike na podfaze. Iako kritikovan, ciklus politike predstavlja najviše razvijen i korišćen pristup za organizovano i sistematično istraživanje politike javnog sektora. Fokus ovog pristupa predstavljaju generički atributi procesa politike, a ne specifična pitanja i institucije. 81

Na primer, uvođenje e-učenja sa ciljem da se poveća efikasnost obrazovanja 7 pored indikatora pristupa i upotreba koji su nezaobilazni u modeliranju direktne politike telekomunikacija 8 eng. Statistical Indicators Benchmarking the Information Society 9 U okviru ovog projekta definisani su i tzv. kombinovani (eng. compound) indikatori koji agregiraju više različitih indikatora u jednu vrednost. Ova praksa je danas široko prihvaćena u benčmarkingu informacionog društva baziranom na kompozitnim indikatorima. 6


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Takodje, bez obzira na broj faza i njihovo dalje segmentiranje, svi pomenuti modeli ciklusa politike podrazumevaju evaluaciju, odnosno primenu različitih alata za ocenu učinka sektora. Za politiku telekomunikacija ova faza podrazumeva definisanje adekvatnih indikatora ocene koji će zahtevnim statističkim podacima sadržajno dati upotrebnu vrednost; uravnoteženost između obima i stepena detaljnosti odabranih indikatora; izbor odgovarajućeg analitičkog postupka, analizu rezultata i integrisanje rezultata ocene u mere politike. Alati koji mogu biti viđeni kao adekvatni u oceni učinka sektora telekomunikacija, a koji predstavljaju deo procesa modeliranja politike su: mapiranje razvoja (eng. roadmapping), metod scenarija (eng. scenario building tools) i benčmarking.

pri čemu ciljevi mogu biti posmatrani u užem i u širem smislu. U užem smislu, ciljevi se odnose na maksimiziranje performansi sektora (u smislu kapaciteta mreža i servisa) i efikasnosti (u smislu ostvarenja ciljeva uz minimalna ulaganja). U širem smislu, ciljevi se odnose na maksimiziranje ukupne koristi od telekomunikacija u društvenom i ekonomskom smislu, na primer kroz doprinos sektora BDP-u i/ili smanjenje digitalnog jaza, ali i kroz minimiziranje negativnih uticaja na životnu sredinu [26]. U suštini, mape tehnološkog razvoja u telekomunikacijama bliže određuju značaj, odnosno doprinos pojedinih servisa i mreža ukupnom razvoju sektora. Mape razvoja su dinamički modeli koji prate razvoj i identifikuju jazove koji bi mogli da osujete razvoj kako bi se optimizovala alokacija resursa i buduće investicije.

3.1. Mapiranje razvoja Mapiranje razvoja (eng. roadmapping) je metoda bazirana na razvojnom putu (eng. roadmap) i u suštini predstavlja vizuelizaciju stanja i budućnosti (npr. budućih pet ili deset godina) uz sveukupno sagledavanje svih relevantnih aspekata. Tri osnovna tipa mapa razvoja u oblasti nauke i tehnologije su: 1) mape zasnovane na znanju (eng. Knowledge Roadmaps, koje se uglavnom koriste u oblasti istraživanja i razvoja i obrazovanja); 2) administrativne mape razvoja (orijentisane ka menadžmentu) i 3) mape tehnološkog razvoja (eng. Technology Development Roadmaps, koje se koriste za nauku, industriju, politiku i društvo). Za sektor telekomunikacija je od posebnog interesa tehnološko mapiranje razvoja (eng. technology development roadmapping). U praksi, mape tehnološkog razvoja mogu biti viđene kao skup smernica za ostvarenje ciljeva zajednice ili društva, 82

10

Mapiranje razvoja u okviru modeliranja politike sektora telekomunikacija je naročito dobilo na značaju kada je informaciono društvo postavljeno kao strateški cilj. U WSIS izveštaju iz 2006. godine [27, p.22] analiziraju se dva puta u izgradnji informacionog društva fiksni i mobilni - koji mogu biti viđeni kao specifične mape razvoja. Međutim, ono što nedostaje ovom pristupu je univerzalnost u primeni, jer je dinamika razvoja uslovljena kako tehnološkim i ekonomskim razlikama područja za koje se politika kreira, tako i komparativnim razlikama između servisa. Istraživanja u regionu Azije pokazala su da je fiksnoj telefoniji bilo potrebno prosečno 16 godina da postigne porast penetracije od 10 do 30, dok je za isti rast mobilnoj telefoniji bilo potrebno prosečno 3 godine [27, p. 14]. Sa druge strane, u istom regionu razlika u vremenu za koje je povećana penetracija mobilnih servisa je marginalna (2,6 godina u razvije-

nim u odnosu na 3,1 godinu u zemljama u razvoju). Mapiranje razvoja na ovaj način može implicirati zamenu teza, tj. pretpostavku da je proširenje kapaciteta cilj sam po sebi bez jasnih planova za iskorišćenje tih dodatnih kapaciteta. Ovi principi su poznati kao: 1) promovisanje novog servisa bez identifikovanja jasne potrebe na tržištu, najčešće od strane institucija R&D i/ili države (eng. technology push) i 2) promovisanje novog servisa kao odgovora na potražnju korisnika (eng. user pull). Dobar primer primene mapiranja tehnološkog razvoja u kontekstu politike sektora telekomunikacija predstavlja projekat10 Evropske komisije (tačnije organizacija: eng. Joint Researche Centre i ESTO – European Science and Technology Observatory) koji je realizovan sa ciljem da se identifikuju glavni društveni izazovi u narednih 20 godina u Evropi i njihova veza sa razvojem IKT. Nalazi ove studije za kreatore politike sektora telekomunikacija su korisni u kontekstu indirektne politike sektora jer se mogu razlikovati oblasti upotrebe i uticaja servisa čime se doprinosi optimizaciji ciljeva politike telekomunikacija. Dodatno, mape razvoja definisane u okviru ovog projekta definišu šta i zašto treba da bude učinjeno ali i kako da se implementiraju mere politike. Kao dodatak aktivnostima u ovoj oblasti, na ITU konferenciji o svetskom razvoju u junu 2010. godine predstavljena je mapa razvoja IKT za naredne četiri godine, gde su mreže naredne generacije (NGN), širokopojasni servisi, bežične tehnologije i Internet definisani kao katalizatori razvoja. Najjednostavnija metodologija kreiranja mapa razvoja podrazumeva da se najpre identifikuju ciljevi, odnosno ono što je

CROSSROAD Project – A Participative Roadmap on ICT research on Electronic Governance and Policy Modeling, www.crossroad-eu.net


Metodološki okvir za modeliranje politike telekomunikacija

planirano da se realizuje u kratkoročnom (npr. 0-3 godine), srednjeročnom (npr. od 3-5 godina) i dugoročnom planskom periodu (više od pet godina) i to sa dva aspekta, tehnološkog aspekta i aspekta korisnika. Zavisno od ugla posmatranja (principi technology push ili user pull), definišu se izazovi i odgovori na te izazove. Svi izazovi se zatim povezuju sa planskim periodima za njihovo rešavanje i kao izlaz se dobija plan aktivnosti koji je u stvari mapa razvoja (u ovom slučaju eng. Roadmap by technology challenge). Primer za mapu razvoja bežičnih tehnologija dat je u [28].

3.2. Metod scenarija Metod scenarija (eng. scenario building tools) podrazumeva sagledavanje brojnih međuzavisnih faktora koji mogu biti kvantitativno i kvalitativno izraženi, na osnovu čega se projektuje razvoj u budućnosti i anticipiraju efekti alternativnih akcija. Logika ovog metoda je u analogiji sa prognoziranjem uz uvažavanje bitnih trendova okruženja. Samim tim, za razliku od konvencionalnog predviđanja, metod scenarija uvodi u analizu i moguće diskontinuitete u razvoju, kao i alternativne strategije za svaki ishod budućih promena. Osnovna prednost ovog modela je u njegovom fokusu na budućnost. Međutim, ono što se može postaviti kao okosnica problema primene jeste uspostavljanje balansa između vremenskog perioda sagledavanja karakteristika i perioda na koji se definisani scenariji odnose, kao i broja scenarija. Kao alat politike sektora telekomunikacija, scenario doprinosi donošenju odluka jer ukazuje na promene važnih performansi tokom vremena [29]. Metodološki, ovaj metod se često dovodi u vezu sa pristupom baziranim na kvalitativnoj komparativnoj analizi (eng. Qualitative Comparative Analysis-QCA) i fazi sistemima (eng. fuzzy sets) [30].

Primer primene metoda scenarija predstavlja projekat Evropskog fonda za unapređenje uslova života i rada (eng. Eurofound, the European Foundation for the Improvement of Living and Working Conditions) koji je 2005. godine razvio četiri različita scenarija za razvoj sektora telekomunikacija u EU do 2010. godine: „Surprise-free“ scenario (referentni scenario), Scenario informaciono društvo; Konstantan napredak i Zastoj u razvoju. Metodologija je podrazumevala da se najpre definišu ključni indikatori performansi u okviru tri dimenzije: potražnja i upotreba, regulativa i politika i strategija tehnološkog i industrijskog razvoja, a zatim da se očekivane vrednosti indikatora definišu za svaki scenario [31, p. 4, 5].Ovakva metodologija korišćena je i pri izradi strategije za razvoj mobilnih servisa do 2020. godine koju je predložila GSM Asocijacija. Primena ovog metoda u sektoru telekomunikacija je kompleksna. Dinamičnost sektora i promene koje je teško pratiti čine proces njihovog sagledavanja u uslovima ekspanzije gotovo nemogućim. Osnovni problem je što različiti servisi kao i aspekti ocene (pristup, upotreba, uticaj), otežavaju definisanje vremenskog perioda sagledavanja da bi se obezbedio jasan i objektivan uvid u trendove. Primena metoda scenarija bi se odnosila na svojevrsno predviđanje trendova u smanjenju „digitalnog jaza“, odnosno negativnih efekata koje „kašnjenje“ u IKT razvoju nekog područja izaziva, ugrožavajući uključivanje u globalne tokove robe i kapitala. Na taj način, alternativni pravci delovanja bi se definisali pravovremeno i time izbegle posledice „izolovanosti“.

3.3. Benčmarking Benčmarking je alat modeliranja koji je stekao i najveću popularnost u oblasti politike sektora telekomunikacija, na-

ročito u oblasti informacionog društva. Na svetskom Samitu o informacionom društvu [32], benčmarking je promovisan kao osnovni alat za praćenje izgradnje informacionog društva. Od tog trenutka su se, kako svetske organizacije (a pre svega ITU11) tako i pojedinačni autori [13, 23, 33-37] angažovali u definisanju konkretnog procesa benčmarkinga koji će doprineti modeliranju politike. Dva osnovna modela upotrebe su: benčmarking različitih politika telekomunikacija (eng. Benchmarking of policy) i benčmarking za politiku telekomunikacija (eng. Benchmarking for policy). U prvom slučaju cilj je da se kroz sistematično poređenje identifikuju primeri adekvatnih, dobro definisanih i dobro implementiranih politika. Ovo je u stvari i poseban vid Ex ante analize. Ova analiza se odnosi na pitanje da li je moguće prepoznati elemente dobre prakse u procesu kreiranja politike, a posebno u dizajniranju specifičnih inicijativa podrške koje omogućavaju ostvarivanje ciljeva definisanih politikom. Za potvrdu ovog stava neophodna je uporedna analiza realnih i idealizovanih procesa kreiranja politike. U drugom slučaju benčmarking je proces podrške koji doprinosi fazi evaluacije učinka sektora, a pre svega u kontekstu mere do koje su ostvareni ciljevi politike i može biti viđen kao Ex post analiza. Ex post analiza podrazumeva analizu rezultata različitih inicijativa u približavanju dobroj praksi kroz odabrane indikatore i metodologiju. Osnovno pitanje je da li su ovi rezultati pozitivni ili negativni. Dva dominantna analitička alata u ovom slučaju su Analiza obavijanja podataka (eng. Data Envelopment Analysis) i Kompozitni indikator [13]. Pri tome, treba imati u vidu da striktno razgraničenje između pomenutih načina primene benčmarkinga nije uvek prisutno u praksi. Benč83

11

ITU promoviše benčmarking na bazi kompozitnih indikatora kao jedan od osnovnih alata podrške kreiranju politike sektora. Više na: http://www.itu.int/ITU-D/ict/bench/ind http://www.itu.int/ITU-D/ ict/bench/index.htmlex.html (januar 2011)


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

Tabela 1. Jedan pristup kreiranju okvira za izbor optimalnog alata za modeliranje politike sektora telekomunikacija

Alat/Kriterijum

Tip politike

Interakcija

Pomirenje „technology push“ i „user pull“ principa

Dir

ind

BtW

md

ma

sd

r

e

d

Roadmapping

h

h

l

h

l

m

m

m

l

h

Scenario building

h

m

l

m

l

m

l

m

m

m

Benchmarking

h

h

h

h

h

m

m

h

h

m

marking na bazi DOI (eng. Digital Opportunity Index, koji je promovisan na WSIS i od strane ITU) uspostavljen je kao benčmarking za politiku, ali sadrži i elemente poređenja idealizovane i realne politike u okviru postupka normalizacije. Osnovna prednost benčmarkinga je u njegovoj mogućnosti ocene u multidimenzionalnom sistemu indikatora kao i u mogućnosti da se identifikuje ne samo relativna pozicija sektora koji je predmet politike, već i primeri dobre prakse koji mogu biti okvir za dalje (re)definisanje ciljeva, mera, planova i aktivnosti konkretne politike. Nedostatak benčmarkinga je njegova zahtevnost kako u analitičkom tako i smislu resursa potrebnih za benčmarking istraživanja (naročito u domenu kvalitativnih indikatora ocene) [13, 23, 36,37].

3.4. Komparativna analiza – izbor optimalnog pristupa Izbor alata koji će biti podrška modeliranju politike sektora telekomunikacija, i pri tome uvažiti kako karakteristike samog sektora tako i specifičnosti područja za koje se politika kreira, zahteva, pre svega, definisanje adekvatnih kriterijuma odabira. U U Tabeli 1. dat je jedan pristup komparativnoj analizi različitih alata prema kriterijumima koji uvažavaju specifičnosti savremene politike telekomunikacija. U ovom slučaju, alati politike predstavljaju alternative koje se vrednuju 84

Konvergencija

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

prema tome koliko dobro u procesu modeliranja mogu da odgovore na izazove/zahteve definisane kriterijumima (označeno kao nisko – L, srednje - M i visoko-H). Predloženi kriterijumi za ovu analizu su: 1. Podobnost za određeni tip politike (direktna – Dir; indirektna – Ind, By the Way politika – BtW) 2. Uvažavanje konvergencije ili koliko dobro može da odgovori na konvergenciju politike (podkriterijumi su: Da li poseduje multidimenzionalnost u evaluaciji – MD; Da li postoji mogućnost agregacije ocena - MA; Koliki je stepen detaljnosti koji implicira zahtevnost u smislu indikatora koji su ulaz analize i mogućnost jasne vizuelizacije rezultata - SD) 3. Uvažavanje interakcije sa drugim oblastima od interesa ili koliko dobro može da odgovori na interakciju politike (usvojene su tri osnovna dodirna polja: Regulativa-R, Ekonomija-E, Društvo-D) 4. Koliko pomiruje „technology push“ i „user pull“ razvoj servisa? Matrica iz Tabele 1. može biti tretirana kao klasičan problem višekriterijumskog odlučivanja, gde je pored izbora kriterijuma i alternativa (potencijalnih alata za modeliranje) potrebno izvršiti i ocenjivanje podobnosti alata prema definisanom kriterijumu, kao i even-

tualno ponderisanje pojedinih kriterijuma. Kreatori empirijskih studija iz oblasti politike sektora telekomunikacija mogu biti viđeni kao donosioci odluka o ocenama alternativa prema kriterijumima. Dodatna preporuka je da se poređenja vrše po parovima alternativa (eng. Pair-wise comparison) i da se outranking metode (Electre, Promethee, Topsis) koriste kao alat za izbor dobrih rešenja [38]. Time se daje prednost kvalitativnom pristupu sa jasnijim smernicama za kreatore politike.

4. ZAKLJUČAK Politika sektora telekomunikacija koja ima za cilj proširenje infrastrukturnih kapaciteta, povećanje broja korisnika, veći prihod i efikasnost sektora ali i ubrzavanje društveno-ekonomskog razvoja, zahteva alternativna rešenja u procesu modeliranja. Dve dominantne karakteristike, konvergencija telekomunikacija (posledično konvergencija politike sektora) i interakcija politike sektora telekomunikacija sa drugim sektorskim politikama, imaju za posledicu redefinisanje procesa modeliranja u pravcu uspostavljanja novih kriterijuma za izbor optimalnog pristupa. Mapiranje razvoja (eng. roadmapping), metod scenarija (eng. scenario building tools) i benčmarking su alati koji se izdvajaju kako


Metodološki okvir za modeliranje politike telekomunikacija

po velikoj zastupljenosti u konkretnim studijama i analizama, tako i po fleksibilnosti u primeni. Međutim, komparativne razlike između ovih alata zahtevaju da konačan izbor bude rezultat višekriterijumske optimizacije. Razvoj konkretnog metodološkog postupka za izbor optimalnog alata modeliranja politike, kao i proširenje skupa alternativnih kriterijuma predstavljaju oblasti od interesa za buduća istraživanja u oblasti modeliranja politike telekomunikacija. Literatura [1] M. A. Ruiz Estrada: “What is Policy Modelling?“, SciTopics, preuzeto u decembru 2010. godine iz http://www.scitopics.com/What_is_Policy_Modeling.html [2] S. Moss: “ICT and Policy Modelling“, ICT Conference Policy Modelling And Simulation, Lyon, 25-27 November, 2008, preuzeto sa: http://rp7.ffg.at/upload/ medialibrary/FP7_workshop_governance.pdf (decembar 2010) [3] J. Millard, “Political Demands on Policy Modelling—Can they be met and how can ICT tolls assist?“, ICT Conference POLICY MODELLING AND SIMULATION, Lyon, 25-27 November, 2008, preuzeto sa: http://rp7.ffg.at/upload/medialibrary/FP7_workshop_governance.pdf (decembar 2010) [4] L. H. Roller, L. Waverman: “Telecommunications Infrastructure and Economic Development“, American Economic Review, 91, 2001. pp. 909–923. [5] O. Uckan: “Weakness of National ICT Policy-making Process in Turkey: The Governance Phobia“, presented at the International Conference on eGoverment and eGovernance, Ankara-Turkey, 12–13 March 2009. [6] R. Singh, S. Raja: “Convergence in Information and Communications Technology - Strategic and Regulatory Considerations“, The International Bank for Reconstruction and Development / The World Bank, 2010. [7] A. Alabau, (2006): “The European Union and its Electronic Communications Policy, Thirty Years in Perspective” Spanish Vodafone Foundation. [8] S. Dong-Hee: “Convergence of Telecommunications, Media and Information Technology and Implications for Regulation“, Info, Vol. 8 Iss: 1, 2006, pp. 42-56, DOI 10.1108/14636690610643276, preuzeto u novembru 2010 sa: http://icttoolkit.infodev.org/en/Document.2946.pdf [9] C. Nicol: “ICT ICT Policy: Policy:AABeginner’s Beginner’sHandbook, Handbook“,Association Associationfor forProgressive ProgressiveCommunications, Communications,2003. 2003 [10] M. Petrović, N. Gospić, D. Bogojević, B. Bakmaz: “Universal Service for Socially Excluded Users“, Telfor Journal, Vol. 1, No. 1, 2009, pp.30-33. [11] G. Cohen, I. Salomon, P. Nijkamp: “Information–communications technologies (ICT) and Transport: Does knowledge underpin policy? “, Telecommunications Policy, 2002, 26, pp. 31-52. [12] D. Dery: “Policy By the Way: When Policy is Incidental to Making other Policies“, Journal of Public Policy, 18(2), 1999, pp. 163-176. [13] M. Petrović, S. Pejčić-Tarle, N. Gospić: „Benčmarking telekomunikacionog sektora – teorijski okvir i metodološke smernice“, Zbornik radova u elektronskoj formi na CD-u Međunarodni simpozijum Symorg, , Zlatibor, 9-12. jun 2010. [14] B. Stiller: “Telecommunication economics – Overview of the field, Recommendations, and Perspectives“, Computer Science - Research and Development, 2009, Vol. 23, pp. 35-43. [15] A.Varoudakis, C.M. Rossotto: “Regulatory Reform and Performance in Telecommunications: Unrealized Potential in the MENA Countries“. Telecommunications Policy, Vol. 28, 2004, pp. 59-78. [16] A. Mattoo, R. Rathindran, A. Subramanian: “Measuring services trade liberalization and its impact on economic growth: An illustration“, Policy Research Working Paper, No. 2655, The World Bank, 2001. [17] S.K Majumda: “Incentive Regulation and Productive Efficiency in the US Telecommunications Industry“, Journal of Business, Vol. 70, 1997, pp. 547–576. [18] H. L. Gutierrez, S. Berg: “Telecommunications Liberalization and Regulatory Governance: Lessons from Latin America“. Telecommunications Policy, Vol. 24, Issues 10-11, 2000, pp. 865-884. [19] L.H., Gutierrez: “The Effect of the Endogenous Regulation on Telecommunications Expansion and Efficiency in Latin America“. Journal of Regulatory Economics, Vol. 23, 2003, pp. 257–286. [20] J.I. Bernstein, D.E.M. Sappington: “How to Determine the X in RPI-X Regulation: A User's Guide.“ Telecommunications Policy, Vol. 24(1), 2000, pp. 63-68. [21] C. Fink, A. Mattoo, R. Rathindran: “An Assessment of Telecommunications Reform in Developing Countries.“Information Economics and Policy, Vol. 15(4), 2003, pp. 443-466. [22] F. Rodríguez, D. Rodrik: “Trade Policy and Economic Growth: a Skeptic's Guide to the Cross-national Evidence“, preuzeto sa: http://ksghome.harvard. edu/~drodrik/skepti1299.pdf , 2000. (septembar 2010) [23] M. Petrović, N. Gospić, S. Pejčic Tarle: “Benchmarking as a Telecommunications Policy Tool – Benefits from using composite Indices“, Proc. Telfor, Belgrade, 2009, pp. 22-25. [24] W. Jann and K. Wegrich: “Theories of the Policy Cycle” in Fischer, F., Miller, J. G, Mara Sidney, S. M., Ed. (2007), Handbook of Public Policy Analysis Theory, Politics, and Methods, CRC Press Taylor & Francis Group, New York, pp. 43-62. [25] H.D. Lasswell (1956): “The Decision Process: Seven Categories of Functional Analysis“, College Park: University of Maryland Press. [26] S. Pejčić Tarle, M. Petrović, D. Petrović: “Novi standardi poslovanja u sektoru komunikacija u funkciji održivosti“, Zbornik radova PosTel 2010, Beograd, 14. i 15. decembar 2010, str. 85-94. [27] World Information Society Report 2006, ITU, preuzeto sa: http://www.itu.int/osg/spu/publications/worldinformationsociety/2006/wisr-web.pdf (jun 2010) [28] C. S. Kiong: “National Wireless Communications Technology Roadmap“, preuzeto sa: http://www.mosti.gov.my/mosti/images/stories/DICT/policy/Wireless%20Communication%20Technology%20Roadmap%20-%20Public%20version.pdf

TELEKOMUNIKACIJE | JUL 2011

85


STRUČNO – NAUČNI ČASOPIS REPUBLIČKE AGENCIJE ZA ELEKTRONSKE KOMUNIKACIJE | 07 |

[29] A. B. Moniz: “Scenario-Building Methods as a Tool for Policy Analysis”, from “Innovative Comparative Methods For Policy Analysis”, Ed. Rihoux, B. and Grimm, H., Springer Science, Business Mia, Inc. 2006. pp. 185-209. [30] C. Ragin: “Qualitative Comparative Analysis (QCA): State of the art and Prospects (with Benoît Rihoux)”, Qualitative Methods 2(2), 2004, pp. 3-13. [31] Eurofond Report, “The Future of Telecommunications Services: Outline of Four Scenarios”, 2005, preuzeto sa: http://www.eurofound.europa.eu/emcc/publications/2005/ef0567en.pdf (Januar 2010). [32] Geneva Plan of Action (2003). Document WSIS-03/GENEVA/DOC/5-E. International Telecommunication Union. url: http://www.itu.int/dms_pub/itu-s/ md/03/wsis/doc/S03-WSIS-DOC-0005!!PDF-E.pdf [33] D. Osimo, K. Gareis: “The role of Inter-regional Benchmarking in the Policy-making Process: Experiences in the field of Information society“, Regional Studies Association conference Paper presented at the Regional Studies Association 2005 conference "Regional Growth Agenda", May 28-31, 2005, Aalborg, Denmark. preuzeti sa: http://www.empirica.com/publikationen/documents/2005/Osimo-Gareis_aalborg_2005.pdf (januar 2011). [34] S. Kroder, FG Wilkinson: ”Benchmarking Telecommunications in Developing Countries: A Poland Case”, New. Telecom Quarterly. 3, 2000, pp. 17-27. [35] P. Xavier: “Monitoring Telecommunications Deregulation through International Benchmarking”, Telecommun. Policy. 20(8), 1996, pp. 585-606. [36] M. Davidović, S. Pejčić-Tarle: „Benčmarking u sektoru telekomunikacionih usluga", u Zborniku radova konferencije TELFOR, [CD], Beograd, 2005 rad 1.2. Dostupno na: http://www.telfor.rs/telfor2005/index.html [37] M. Davidović, S. Pejčić-Tarle: „Izbor modela primene benčmarkinga u sektoru telekomunikacija zemalja u razvoju", Zbornik radova konferencije TELFOR, [CD], 2007, str. 13-16. [38] N. Bojković, I. Anić, S. Pejčić Tarle: “One Solution for Cross-country Transport-sustainability Evaluation using a Modified ELECTRE method”, Ecological Economics, Vol. 69 (5), 2010, pp. 1176-1186.

Autori Marijana Petrović je diplomirala (kao student generacije) i magistrirala nana Saobraćajnom Mr Marijana Petrović je diplomirala (kao student generacije) i magistrirala Saobraćajnomfakultetu fakultetuu uBeogradu, Beogradu,gde gderadi radikao kaoasistent asistent na na grupi grupi predmeta u okviru uže naučne naučne oblasti oblasti Ekonomija Ekonomija iimarketing marketinguusaobraćaju saobraćajui itransportu. transportu.Objavila Objavilajejepreko preko3030 radova u međunarodnim i nacionalnim časopisima, radova u međunarodnim i nacionalnim časopisima, kaokao i nai na međunarodnim i domaćim konferencijama. Mr Petrović trenutno radi na doktorskoj napolitike temu Modeliranje politike telekomunikacija kroz proces međunarodnim i domaćim konferencijama. Trenutno radi na doktorskoj disertaciju na temudisertaciju Modeliranje telekomunikacija kroz proces benčmarkinga. Član benčmarkinga. je Jedinstvenog je JedinstvenogČlan udruženja za kvalitet.udruženja za kvalitet. Dr Nataša Gospić je diplomirala i magistrirala Elektrotehničkom fakultetu Beogradu,a adoktorirala doktoriralananaSaobraćajnom Saobraćajnomfakultetu, fakultetu,uuBeogradu, Beogradu,gde gderadi radi uu zvanju redovnog Nataša Gospić je diplomirala i magistrirala nana Elektrotehničkom fakultetu uu Beogradu, profesora. Takođe, kao profesor radi i na FTN u Novom Sadu. Radila je niz godina u sektoru telekomunikacija na rukovodećim mestima i bila glavni i odgovorni urednik profesora. Takođe, kao profesor radi i na FTN u Novom Sadu. Radila je niz godina u sektoru telekomunikacija na rukovodećim mestima i bila glavni i odgovorni urednik časopisa Telekomunikacije. Prof. dr Gospić je objavila dve monografije, dva udžbenika i više od 100 naučnih i stručnih radova u prestižnim međunarodnim i domaćim časopisima i na konferencijama. Rukovodila je i učestvovala u izradi naučnih studija i projekata, kao i zakonskih akata iz oblasti telekomunikacija. Kao pozvani predavač učestvovala je na mnogim forumima i simpozijumima koje je organizovao ITU. Član je je Stručnog Stručnog saveta saveta RATEL-a RATEL-a ii Saveta SavetaVlade VladeRepublike RepublikeSrbije Srbijeza zarodnu rodnuravnopravnost.. ravnopravnost. Dr Snežana Pejčić-Tarle je vanredni profesor Saobraćajnog fakulteta u Beogradu. Angažovana grupipredmeta predmetaosnovnih, osnovnih,master masteriidoktorskih doktorskih studija studija u okviru Snežana Pejčić Tarle je vanredni profesor Saobraćajnog fakulteta u Beogradu. Angažovana jejenanagrupi uže naučne oblasti Ekonomija i marketing u saobraćaju i transportu. Posebno se interesuje za politiku transporta i komunikacija, kao i za upravljanje kvalitetom transportnih i komunikacionih usluga. Šef je Modula „Menadžment i ekonomija u transportu i komunikacijama“ na master studijama Saobraćajnog fakulteta u Beogradu. Objavila je preko 100 100 radova radova uu međunarodnim međunarodnim iinacionalnim nacionalnimčasopisima, časopisima,kao kaoi ina nameđunarodnim međunarodnimi idomaćim domaćimkonferencijama. konferencijama.Prof. ČlandrjePejčić Jedinstvenog Tarle je udruženja za kvalitet. član Jedinstvenog udruženja za kvalitet.

86

TELEKOMUNIKACIJE | JUL JUN 2011 2011



Telekomunikacije broj 7