Гигабайты по воздуху
МТС и Nokia Corp. провели испытания прототипов оборудования мобильной связи пятого поколения, в ходе которых достигнута скорость передачи данных 4,5 Гбит/с.
Данные работы проводились в рамках подписанного МТС и Nokia Corp. в мае этого года двухлетнего соглашения о сотрудничестве в области развития технологий связи 5G в России. Согласно данному меморандуму, основными направлениями совместных действий компаний станет разработка решений для набирающего обороты «Интернета вещей» (IoT) и сетей пятого поколения. В области IoT планируется отработать технологии Narrow Band Internet of Things (NB-IoT), LTE-Machine (LTE-M) и Extended Coverage GSM.
Что касается сетей 5G, то здесь, по словам директора МТС в московском регионе Игоря Егорова, необходимо проработать вопросы реализации функций LTE-Advanced Pro в области расширенной агрегации несущих частот и мультимедийного вещания LTE Broadcast, расширения покрытия и увеличения емкости с использованием нелицензируемого частотного диапазона на основе технологий LTE-Unlicensed (LTE-U) и Licensed Assisted Access (LAA).
Вице-президент, глава региона Восточная Европа компании Nokia Юха-Пекка Такала (Juha-Pekka Takala), обосновал необходимость развертывания сотовых сетей 5G тем, что по оценкам специалистов компании к 2020 году в мире будет насчитываться от 50 до 100 млрд подключенных устройств, а потребность в емкости беспроводных каналов с 2016 по 2020 вырастет в 4-5 раз.
При этом во многих случаях потребуется уменьшить задержки передачи пакетов данных с 10 мс в сетях 4G до 1 мс в сетях следующего поколения. Этот параметр критически важен для многих сценариев, включая дистанционную медицину, робототехнику и автоматизированное управлении транспортными средствами.
Лидия Варукина, директор по технологическому развитию Nokia в Восточной Европе, так же отметила, что перед специалистами стоит задача по обеспечению возможности одновременного подключения к одной соте до 10 тысяч устройств. Для этого надо изменить структуру интерфейса и процедуры работы. В первом случае на помощь придут облачные технологии, позволяющие реализовать распределенную топологию сети.
Что касается самого радиоинтерфейса, то потребуется применение многоэлементных антенн и использование новых диапазонов частот, включая сантиметровый и миллиметровый. При этом для обеспечения гигабитных скоростей понадобится реализация возможности одновременной многопотоковой передачи данных с нескольких базовых станций и прямая связь между устройствами. А для уменьшения задержек в канале связи необходимо уменьшить длительность кадра и изменить его структуру.
Отдельные из описанных выше технологий, были обкатаны на экспериментальной установке, имитирующей прототип БС и абонентского терминала. Последний, правда, был размером с саму базовую станцию, но, как говорится, лиха беда начало.
Тесты осуществлялись на основе коммерчески доступной линейки LTE-оборудования Nokia AirFame и AirScale, что должно продемонстрировать эволюционную связь между технологиями 4G и 5G. Ядро сети и БС виртуализированы и могут быть развернуты в любом data-центре.
На стенде был использован новый радиоинтерфейс, работающий в диапазоне 4,65–4,85 ГГц с использованием антенны MIMO 8x8 (на фото – серая коробка), позволяющей увеличить скорость в 4 раза по сравнению с используемой в стандарте LTE-технологией MIMO 2х2.
Сигнал передавался в рабочей полосе 200 МГц, по двум агрегированным радиоканалам шириной 100 МГц. Это максимум, на что было получено разрешение в Москве. Сам же радиоинтерфейс способен обеспечить рабочую полосу в 400 МГц.
Скорость передачи данных в направлении downlink на развернутом оборудовании составила 4,5 Гбит/с, а при использовании максимальной полосы она в теории может достигать 9 Гбит/с. При этом время задержки составило 3-4 мс.
Данные скоростные показатели позволили передать по развернутому радиоканалу видеоролик, снятый на фестивале Harley Days в Санкт-Петербурге в формате 360 градусов и разрешением 8К Ultra HD (7680х4320 точек). Видеоролик транслировался на очки виртуальной реальности и на большой экран.
Несомненно, проводимые эксперименты позволят приблизить эру 5G, но все же пока говорить о коммерциализации сетей пятого поколения еще рано. В настоящее время идет процесс стандартизации и первые спецификации можно ожидать лишь во второй половине 2018 года. Приблизительно в эти же сроки можно ожидать и запуск первых тестовых сетей на предстандартных решениях 5G. Вернее, это будут скорее лишь фрагменты сетей, аналогичных тем, что планируется развернуть в рамках проведения чемпионата мира по футболу в Москве.
Появление же коммерческих сетей 5G следует ожидать не ранее 2020 года, когда появятся соответствующие абонентские устройства и будет создана соответствующая инфраструктура. Но в любом случае новые технологии будут идти в тесной связке с уже имеющимися LTE-наработками.
А между тем, «МегаФон» сообщил, что 21 сентября в Нижнем Новгороде в рамках V международного бизнес-саммита «показал рекордные скорости мобильной передачи данных в России. Во время демонстрации скорость достигла 4.94 Гбит/с».
И что интересно, случилось это так же на оборудовании Nokia и при передаче все того же обозначенного выше фильма.
