Method for evaluation of predicted and required quality of phone numbers for mobile networks

Full Text

Введение Одним из ресурсов любых сетей связи является ресурс нумерации, под которым понимается совокупность или часть вариантов нумерации, которые возможно использовать в сетях связи [1]. В свою очередь под нумерацией, согласно Федеральному закону «О связи», понимается «цифровое, буквенное, символьное обозначение или комбинации таких обозначений, в том числе коды, предназначенные для однозначного определения (идентификации) сети связи и (или) ее узловых или оконечных элементов» [2]. Ресурс нумерации сетей связи является всегда ограниченным, поэтому операторам связи необходимо использовать его оптимально. В сетях мобильной связи, в отличие от фиксированных телефонных сетей, имеется своя специфика использования ресурса телефонной нумерации. В таких сетях существует большой отток абонентов, что накладывает свой отпечаток на процесс распределения и использования выделенных номеров. Кроме того, в сетях мобильной связи практикуется блокировка номера в случае его неиспользования абонентом в течение определенного периода времени и дальнейшее его повторное использование для другого абонента. В статье предлагается метод определения необходимого ресурса телефонной нумерации в сетях мобильной связи, основанный на временной модели закупок и использования ресурса нумерации и учитывающий существующую в России нормативную базу. Нормативная база использования номерной емкости в сетях связи Нормативная база использования номерной емкости в отечественных сетях связи определяется постановлениями Правительства Российской Федерации №350 [3] и №429 [4]. В постановлении №350 содержатся Правила, разработанные в соответствии с законодательством Российской Федерации в области связи, которые определяют порядок распределения и использования ресурсов нумерации единой сети электросвязи Российской Федерации. Постановление №429 содержит изменения в эти правила. Присвоение ресурса нумерации осуществляется Федеральным агентством связи (Россвязь) в соответствии c установленным порядком в строго определенные сроки. В срок, не превышающий 50 дней со дня получения Россвязью заявления и необходимых документов, оно направляет заявителю письменное извещение о принятом решении. Оформление решения о выделении ресурса нумерации, его вручение заявителю или направление по почте в адрес заявителя производится в течение 10 дней со дня представления копии платежного документа, подтверждающего уплату государственной пошлины за выделение ресурса нумерации. Оператор связи, получивший ресурс нумерации, обязан использовать данный ресурс полностью или частично в течение 2 лет с даты выделения ресурса нумерации. Выделенный ресурс нумерации считается использованным: а) полностью, если он использован оператором связи в целях оказания услуг связи не менее чем на 85 процентов; б) частично, если он использован оператором связи в целях оказания услуг связи не менее чем на 75 процентов [4]. В противном случае, он может быть изъят установленным порядком. Распределение нумерации из выделенного ресурса осуществляется оператором связи самостоятельно и упорядоченно, т.е. осуществляется последовательное задействование полного диапазона номеров в выделенном ресурсе нумерации. Специфика использования ресурса нумерации в сетях мобильной связи В фиксированных телефонных сетях с каждым абонентским номером, как правило, логически связана некая аппаратная схема автоматической телефонной станции (АТС), называемая абонентским комплектом (АК) - см. рис. 1а. В электромеханических АТС привязка АК с определенным телефонным номером к отдельной абонентской линии осуществляется через соединение в абонентском кроссе. Исключение составляют так называемые серийные или многоканальные телефонные номера, которые не привязаны к конкретным телефонным линиям и используются для приема нескольких вызовов одновременно путем переадресации их на один из свободных на данный момент абонентов (например, телефонисток-операторов различных сервисных служб). В программно-управляемых АТС каждый АК имеет свой индивидуальный условный линейный номер [5] и в таких станциях нет жесткого закрепления абонентских (списочных) номеров за АК. Соответствие между конкретными линейными и списочными номерами отображается в специальной базе данных абонентских характеристик АТС (иногда это соответствие называют «программным кроссом», так как имеется возможность программным способом изменить это соответствие) [6]. Емкость телефонной нумерации отдельных АТС и всей телефонной сети, связанная с уже подключенными абонентами, называется задействованной, а общая емкость нумерации, которая потенциально могла быть использована для подключения абонентов в имеющиеся (смонтированные) АК - монтированной. Естественно операторы телефонных сетей стремятся максимально приблизить задействованную емкость к монтированной для получения наибольшего дохода от сети. а) б) Рис. 1. Схемы закрепления телефонного номера за оборудованием: а) в АТС с программным управлением; б) в сети мобильной связи В сетях мобильной связи привязка абонентских (списочных) номеров к мобильным телефонам иная. Каждый абонентский мобильный терминал (сотовый телефон или любой другой гаджет, поддерживающий мобильную телефонную связь) имеет специализированное аппаратно-программное устройство в виде небольшой платы, называемой модулем идентификации абонента SIM (Subscriber Identification Module) или SIM-картой (см. рис. 1б) [7]. Для пользования мобильной связью (кроме вызова экстренных служб по номеру 112, который осуществляется даже без SIM-карты) абонент должен заключить договор с оператором или провайдером, предоставляющим услуги мобильной связи, получить SIM-карту и вставить ее в свой абонентский терминал. В SIM-карте не прописывается в явном виде абонентский номер - он хранится в соответствующей базе данных, при помощи которой устанавливается взаимно-однозначное соответствие между ним и международным идентификатором мобильного абонента IMSI (International Mobile Subscriber Identity), записанным на карте. Таким образом, после продажи SIM-карты занимается определенный абонентский номер из общего ресурса нумерации сети мобильной связи. При этом оператор сети должен уложиться в нормативные сроки использования закупленной номерной емкости и желательно не понести излишние финансовые затраты при закупке завышенного объема нумерации. С другой стороны, закупка недостаточного количества номеров и невозможность продажи необходимого количества SIM-карт может привести к оттоку существующих или к не подключению потенциальных абонентов. Следовательно, для операторов сетей мобильной связи весьма актуальной является задача определения оптимального объема ресурса телефонной нумерации на перспективу. Временнàя модель закупок и использования ресурса нумерации После получения решения Россвязи о выделении ресурса нумерации оператор сети мобильной связи самостоятельно выделяет номера для абонентов и пользователей услугами связи, назначает идентификационные коды элементов сети, коды доступа к услугам мобильной связи из выделенного ему ресурса нумерации, и здесь же идет изготовление SIM-карт и прописка выделенного ресурса на сети. На все это тратится 3 месяца. Далее начинается продажа телефонных номеров, которые связаны с SIM-картами. Однако кроме продаж существуют и оттоки, то есть заблокированные, выброшенные, сломанные и прочие карты, номера которых не находятся в использовании и по прошествии определенного времени блокируются. Но заблокированный номер сразу повторно использовать оператор не имеет права. Необходимо выждать не менее 6 месяцев [2], после чего номер снова пускают в продажу. Таким образом, продажи с 4 месяца по 11 осуществляются без учета оттока, а после продажи осуществляются по схеме X - Y, где X - план продаж на 1 месяц, Y - план оттока за 1 месяц. По такому сценарию продажи осуществляются вплоть до конца второго года, по истечению которого должно быть использовано не менее 75% номеров. Но следует учитывать, что оттоки за 7 месяцев с 4 по 11 будут влиять на номерную емкость в следующем году. При расчете оптимальной емкости закупаемой нумерации и составлении планов продаж и оттока необходимо, чтобы оттоки за весь период использования ресурса нумерации не превысили допустимые значения в 25%. Временнòй график использования ресурса нумерации оператором сети мобильной связи приведен на рис. 2. Рис. 2. Временнòй график использования ресурса нумерации оператором сети мобильной связи Определение необходимого ресурса нумерации на расчетный период времени С учетом описанной выше временнòй модели закупок и использования ресурса нумерации необходимый оператору сети мобильной связи объем нумерации на соответствующий период времени можно определить по формуле: N = Nпр - Nот + Nрез, (1) где Nпр = X - T - план продаж нумерации на расчетный период времени Т; X - план продаж нумерации на один месяц; T - расчетный период времени реализации выделенного номерного ресурса за вычетом месяцев на получения решения Россвязи и изготовление SIM-карт, месяцы; Nот = Y - (T- 7) - план оттока нумерации на расчетный период времени Т; Y - план оттока нумерации за один месяц; Nрез = 7Y + 4(2X - Y) - остаток и резерв нумерации; 7Y - отток нумерации за семь месяцев, который не может быть использован в рамках двух лет; 4(2X - Y) - резерв ресурса нумерации на время изготовления SIM-карт и прописки за сети в случае непрогнозируемого роста продаж, но не более чем в два раза. Пример расчета На основе имеющихся официальных статистических данных о количестве абонентов в сети мобильной связи ПАО «МегаФон» за 2009-14 г.г. [8] был выполнен прогноз числа абонентов на период 2015-17 г.г. Статистические данные и результаты прогнозирования представлены в таблице 1. Таблица 1. Количество абонентов в сети ПАО «МегаФон» в 2009-17 г.г. Год Количество абонентов в сети, млн. Метод получения данных 2009 50 Официальная статистика 2010 57 2011 61,6 2012 62,6 2013 68,1 2014 70,234 2015 70,955 Прогноз 2016 72,421 2017 73,724 Прогнозирование количества абонентов в сети ПАО «МегаФон» на период 2015-2017 г.г. осуществлялось методом экстраполяции с использованием следующих функций: - линейной: ; - показательной: ; - логарифмической: . Погрешность аппроксимации с использованием данных функций оценивалась с помощью метода наименьших квадратов. Оценка погрешности прогноза при разных функциях аппроксимации представлена в таблице 2. Наименьшее суммарное среднеквадратическое отклонение от исходной функции имеет логарифмическая функция аппроксимации, поэтому она была использована для прогнозирования количества абонентов в сети ПАО «МегаФон» на период 2015-17 г.г. - результаты которого также отражает таблица 1. С учетом 75%-го использования ресурса нумерации и данных таблице 1 определен прогноз оптимального объема номерной емкости в сети ПАО «МегаФон» в 2014-17 г.г. (см. таблицу 3). Таблица 2. Погрешность аппроксимации статистических данных количества абонентов в сети ПАО «МегаФон» Год Погрешность при использовании функции аппроксимации: Линейная Показательная Логарифмическая 2009 3,658 121,066 0,25 2010 1,481 65,060 0,0196 2011 3,787 60,187 0,0002 2012 0,854 128,505 4,757 2013 0,497 114,49 0,741 2014 1,063 189,723 0,955 Сумма 11,34 679,032 6,722 Таблица 3. Оптимальный объем нумерации в сети ПАО «МегаФон» в 2014-17 г.г. Год Оптимальное количество номеров в сети, млн. 2014 87,79 2015 90,05 2016 93,24 2017 93,24 С учетом полученного прогноза были рассчитаны оптимальные планы продаж, оттоков и резервы ресурса нумерации в сети ПАО «МегаФон» на 2015-2017 годы. Прирост абонентской базы за 2015 г. N1* определим по формуле: N1* = 7X1 + 5(X1 - Y1), (2) где X1 - усредненный месячный план подключения новой нумерации для первого расчетного периода Т = 20 месяцев, Y1 - отток нумерации за один месяц. Из (2) следует, что X1 = (N1* + 5Y1)/12. (3) Из (1) с учетом того, что резерв нумерации за весь расчетный период не должен превышать 25% [3], получаем Nрез = 7Y1 + 4(2X1 - Y1) = 0,25N1, (4) где N1 - требуемый объем нумерации на период T = 20 месяцев, который можно определить по формуле N1 = 100%(ΔN2015 + 8ΔN2016 cp)/75%, (5) где ΔN2015 - годовой прирост абонентов в 2015 году, ΔN2016 cp - среднемесячный прирост абонентов в 2016 году, равный ΔN2016/12. Коэффициент 8 соответствует числу месяцев 2016 г., учитываемых в первом расчетном периоде Т. После подстановки всех числовых значений получаем N1 = 2264271. Подставляем значения, вычисленные по формулам (3) и (5), в (4) и получаем Y1 = (0,25N1 - 8(N1*+ 5Y1) /12)/3 = 13521. Значение Y1 используется в течение 5 месяцев в 2015 г., поэтому среднемесячное значение относительно всего года будет равно Y1* = 5Y1/12 = 5634. Подставляем значение Y1 в (3) и находим значение X1 = 65688. Аналогично рассчитывались значения X2, Y2, N2 для второго расчетного периода Т с учетом графика на рисунке 3. Результаты всех расчетов приведены в таблице 4. Рис. 3. Временнòй график использования ресурса нумерации в сети ПАО «МегаФон» на 2015-17 г.г. Таблица 4. Планы продаж, оттоки и резервы нумерации в сети ПАО «МегаФон» на 2015-17 г.г. Показатели Год 2015 2016 2017 Требуемый объем нумерации на год 2264271 3185807 Не требуется Используемый объем нумерации в год 720650 1466330 1303240 План по подключениям в месяц 65688 131208 262249 План по оттоку в месяц 5634 9014 153646 Среднемесячный прирост абонентской базы 60054 122194 108603 Таким образом, в сети ПАО «МегаФон» требуется дважды произвести закупку нумерации в 2015 г. и 2016 г., а в 2017 г.у этого делать не нужно, так как из-за существующего оттока освобождается необходимый ресурс нумерации для его повторного использования. Заключение Предложенный подход позволяет операторам сети мобильной связи на основе статистических данных о емкости абонентской базы за предыдущие годы и прогноза ее роста на планируемый период определить оптимальный объем закупок ресурса телефонной нумерации, что в итоге позволит оптимизировать финансовые затраты оператора.

About the authors

Alexander Vladimirovich Roslyakov

Povolzhsky State University of Telecommunications and Informatics

Email: arosl@mail.ru

Dmitryi Evgenievich Nazmetdinov

OJSC «MegaFon»

Email: dmitry.nazmetdinov@megafon.ru

Kseniay Alekseevna Kabaeva

Povolzhsky State University of Telecommunications and Informatics

Email: kabaeva.k.a@gmail.com

References

Supplementary files