Сети 5G: вчера, сегодня, завтра
Главное отличие радиостанций миллиметрового диапазона - возможность работы с широкими полосами частот – 100, 200, 400 и даже 800 МГц. Именно эти широкие полосы и лежат в основе высоких скоростей, так необходимых бизнесу. Как сегодня в России развиваются технологии 5G, кому они будут нужны в первую очередь и как решить проблему с плотностью установки базовых станций в мегаполисе рассказывает Юлия Клебанова, вице-президент по развитию бизнеса QUALCOMM Europe Inc.
Для решения сегодняшних задач достаточно сетей LTE. Зачем и кому нужны 5G?
Уровень развития беспроводной телекоммуникационной инфраструктуры определяет не только качество услуг, предоставляемых операторами абонентам в текущий момент, но и темпы развития и устойчивость экономики в целом. В непростом 2020 году в мире не осталось ни одной отрасли производства, сферы государственного управления, торговли, образования, науки, медицины, не зависящей от качества и стабильности работы беспроводных сетей связи, что стало очевидно людям, даже очень далеким от телеком-индустрии. Если бы емкости LTE-сетей в России было достаточно, то переход на дистанционное обучение не оказался бы такой проблемой для детей, учителей и родителей во многих регионах России. А если бы скорости, емкости и задержка сетей LTE соответствовали текущим требованиям рынка, то в России могли бы активно развиваться телемедицина, автоматизация производства, роботизация вредных и опасных производств, обучение и индустрия развлечений в дополненной и виртуальной реальности. Современные сети LTE обеспечивают хорошее покрытие в больших и средних городах, но даже там они практически исчерпаны в силу экспоненциального роста трафика, в первую очередь видео, а также массового перехода на работу и учебу в дистанционном режиме. Сети 5G, предполагающие использование трех новых диапазонов частот – нижнего, среднего и высокого, – позволяют решить проблему покрытия при многократном росте емкости и уменьшении времени задержки сетей до 1 миллисекунды, что и объясняет ускорение массового внедрения технологий 5G уже более чем в 45 странах мира.
Строительство сети 5G – дорогое удовольствие. Как объяснить массовому абоненту, почему он должен переплачивать, чтобы окупились инвестиции оператора в эту сеть?
Каждый оператор следует своей стратегии строительства сетей и тарификации услуг 5G. В зависимости от доступного спектра, выбранных технологических решений, масштабов и темпов строительства стоимость услуг для абонентов может остаться прежней, например при рефарминге частот LTE в 5G на существующей 5G-Ready-инфраструктуре, либо тарифицироваться в зависимости от требований и готовности оплачивать дополнительный сервис определенной аудиторией абонентов. Последнее будет возможно уже в 2021 году с внедрением технологии разделения ресурсов сети на логические слои в автономной архитектуре 5G, позволяющей абонентам выбирать необходимый уровень сервиса, например получать гарантированную скорость передачи данных. За пределами России коммерческие сети 5G работают с начала 2019 года. Многие операторы Европы, Азии, Америки, Африки оставили тарифы незименными или предложили символическое увеличение платы за предоставление безлимита при существенном росте скорости и улучшении качества покрытия сетей.
Отечественные операторы мобильной связи начали закупать зарубежное оборудование для расширения сетей 5G. А Минкомсвязи настаивает на развитии 5G на основе отечественного оборудования. Как найти баланс?
В мире нет ни одного прецедента требований строительства сетей 5G исключительно на отечественном оборудовании. Все страны в равной степени заинтересованы в соблюдении собственных требований по безопасности, поддержке локальных производителей и разработчиков, обеспечении развития цифровой экономики при опережающем развитии телекоммуникационной отрасли. Многомиллиардные инвестиции в создание 5G-микроэлектроники, инфраструктурного и абонентского оборудования экономически оправданны при гарантии получения конкурентоспособного продукта, соответствующего мировым стандартам и, как следствие, востребованного на глобальном рынке. Да и кроме разработки базовой станции для макросети можно найти другое место приложения сил, например в прикладной сфере применения 5G. К сожалению, российские компании не принимали участия в создании стандартов 5G и даже 4G, поэтому разработка и производствo оборудования с нуля будут непростой задачей как в экономическом, так и технологическом плане. Остается надеяться, что регулятор примет взвешенное решение по использованию отечественного оборудования в интересах развития телекоммуникационной отрасли и, как следствие, экономики России в целом.
mmWave — это спектр частот сетей 5G, работающих в диапазоне 24,25–29,5 ГГц. Их считают очень капризными из-за ограничений. Как решить проблему?
Создание новых моделей использования мобильной связи, получение принципиально нового пользовательского опыта напрямую связаны со строительством сетей именно в миллиметровом диапазоне. Доступные сравнительно узкие полосы в нижнем диапазоне, менее 1 ГГц, позволяют передавать небольшой объем информации, зато при обеспечении максимальной дальности распространения сигнала и проникновения внутрь помещения. Средний диапазон 3,4–3,8 ГГц, который все чаще называют «золотым», позволяет получить приемлемое покрытие сети, но и здесь доступные полосы весьма ограничены или вообще не выделены, как в России. В отличие от нижней и средней части спектра, в миллиметровом диапазоне – 24,25 ГГц и выше – доступны сотни неиспользуемых мегагерц, позволяющие получить гигабитные скорости и минимальные задержки, что критически важно для таких моделей использования, как управление беспилотным транспортом, удаленная медицина, роботизация сложных и дорогостоящих производств.
Следует помнить, что ведущие производители инфраструктурного и телекоммуникационного оборудования постоянно совершенствуют свои решения, увеличивают дальность распространения сигнала и стабильность передачи данных в миллиметровом диапазоне. К моменту выхода этой статьи американский оператор Verizon построил сети в миллиметровом диапазоне в 36 американских городах, и работа над улучшением покрытия продолжается. Другой оператор фиксированной связи – U.S. Cellular – совместно с Qualcomm и Ericsson сообщил об успешном проведении первого в коммерческой сети США сеанса передачи данных 5G NR увеличенной дальности в диапазоне миллиметровых волн – mmWave: он состоялся в Джейнсвилле, штат Висконсин, где была достигнута скорость более 100 Мбит/с при дальности свыше 5 км. Это позволяет пересмотреть отношение к диапазону 5G mmWave как пригодному только для города и районов с высокой плотностью абонентов и открыть новые возможности для использования имеющейся инфраструктуры с целью расширения покрытия 5G.
Считается, что для использования mmWave 5G необходима плотная установка базовых станций – практически на каждом фонарном столбе. Так ли это?
Плотность установки определяется многочисленными факторами, включая ландшафт, плотность городской застройки, количество мобильных абонентов, доступный спектр и многое другое. Например, в некоторых локациях Москвы, Петербурга и других крупных городов БС LTE также необходимо устанавливать через несколько сотен метров из-за обилия высотных зданий с толстыми бетонными стенами и высокой плотности абонентов. Количество и координаты установки БС разных поколений связи представляют собой сложную расчетную задачу, решаемую исходя из желаемого результата – обеспечения емкости сети и определенной скорости передачи данных для требуемого количества абонентов, поэтому часто БС миллиметрового диапазона могут быть смонтированы на существующих мачтах с установленным оборудованием 2/3/4G. Инженеры Qualcomm провели расчеты, показавшие, что для покрытия вне помещений расположение антенн мм-диапазона на существующих площадках обеспечивает свыше 70% требуемого покрытия при скоростях вниз порядка 1,5 Гбит/с. Важно отметить, что в этом спектре возможна работа на отраженном сигнале, он также хорошо распространяется вверх на много этажей. Для покрытия внутри помещений потребуется развертывание сети с использованием малых сот.
Какие преимущества у радиостанций миллиметрового диапазона по сравнению с имеющимися?
Главное отличие – возможность работы с широкими полосами частот: 100, 200, 400 и даже 800 МГц. Именно эти полосы лежат в основе высоких скоростей. Другая важная особенность – использование активных антенных систем компактного размера: излучение в них происходит не во все стороны одновременно, а в виде узкого луча, позволяющего существенно увеличить энергоэффективность базовой станции при одновременном увеличении емкости соты.
Какие возможности даст использование mmWave 5G бизнесу?
Как мы уже обсудили, использование миллиметрового спектра необходимо как для создания сетей высокой емкости и обеспечения качественного пользовательского опыта в местах массового скопления людей (вокзалы, стадионы, аэропорты, торговые и офисные центры, концертные залы), так и для обеспечения гигабитных скоростей передачи данных при управлении беспилотными автомобилями, удаленном управлении роботизированными вредными и опасными производствами, для передачи и использования 3D-чертежей в местах строительства сложных объектов, быстрого и недорогого развертывания беспроводных сетей фиксированного доступа и решения многих других задач.
Коммерческих сетей на базе mmWave в России нет. Когда их планируется строить?
В марте этого года ГКРЧ принял решение о выделении спектра 24,25–24,65 ГГц для строительства сетей 5G в России. Уже через несколько месяцев «МТС» получила первую в России коммерческую лицензию на использование этого диапазона и представила первый смартфон с поддержкой миллиметрового спектра в своей розничной сети. К моменту получения коммерческой лицензии и «МТС», и другие операторы построили многочисленные пилотные зоны 5G, на которых смогли протестировать и оценить преимущества этой технологии. Но, к сожалению, запуск первых коммерческих сетей задерживается по многим причинам. И в первую очередь в силу неполной готовности нормативно-правовой базы на использование оборудования 5G, а также затянувшейся дискуссии о необходимом и достаточном уровне интеграции отчественных технологий в сетях 5G в России, невозможности планировать их строительство в необходимом операторам диапазоне 3,4–3, ГГц. Мы очень надеемся, что регулятор сможет решить эти вопросы в ближайшее время и россияне получат доступ к новейшим мобильным технологиям, критически важным для экономического развития и процветания нашей страны.
Смотреть все статьи по теме "5G-технологии"
Опубликовано 28.10.2020