Пятая ступень в эволюции связи

Телекоммуникационная отрасль стоит на пороге новой эпохи. Технологии пятого поколения мобильной связи 5G (fifth generation), как ожидается, станут драйвером развития цифровой экономики во всем мире. Эффект от внедрения нового стандарта может оказаться сопоставимым с влиянием, которое оказало появление «глобальной паутины» интернета в 1990-е годы, когда люди стали покупать персональные компьютеры, а компании — создавать свои веб-сайты. 5G способна обеспечить прорыв в коммуникациях, доступности широкополосной связи, скорости интернета, а выиграют от этого все — и государство, и бизнес, и конечные пользователи.

Рождение нового поколения

Стандарты связи сменяют друг друга примерно каждые десять лет. Технологии пятого поколения начали разрабатывать еще в конце 2000-х, но их коммерческая эксплуатация только впереди. По словам вице-премьера Максима Акимова, власти ожидают ее запуска в крупных городах России в конце 2021 года. Вопросу развития 5G в России уделяется особое внимание: в программе «Цифровая экономика РФ» предполагается разработка специальной концепции создания и развития 5G-сетей.

По данным Ericsson Mobility Report, в 2024 году в зоне действия 5G-сетей будет жить свыше 40% населения Земли, доля видео в общем объеме мобильного трафика данных составит 75%, а в сетях по всему миру будет 1,5 млрд 5G-подключений. В первую очередь технология будет востребована в центрах больших городов, считает президент Ericsson в России и СНГ Себастьян Толстой: именно в таких местах из-за большого количества людей нужна высокая пропускная способность каналов связи. Связь пятого поколения выведет на новый уровень индустрию развлечений с помощью виртуальной и дополненной реальности в онлайне и даст толчок развитию беспилотных автомобилей и интернета вещей. Операторы также будут в выигрыше — по оценке Ericsson, внедрение технологий 5G снизит стоимость обработки трафика в пересчете на гигабайт в 10 раз. Кроме того, увеличение скорости и стабильно высокое качество передачи данных позволят создавать новые предложения для абонентов и получать дополнительный доход. При этом для 5G не требуются новые сети — услуги пятого поколения могут предоставляться с использованием существующей инфраструктуры 4G.

Высокий спрос на 5G также будет наблюдаться в промышленности, стандарт выведет на новый уровень энергетику и медицину. 5G поможет компаниям снизить операционные издержки за счет пересмотра бизнес-моделей, использования искусственного интеллекта и позволит создавать совершенно новые продукты с учетом пожеланий пользователей.

За счет чего будет осуществляться прорыв? 5G предполагает более высокую скорость передачи данных по сравнению с 4G-сетями, сокращение задержки сигнала, малое энергопотребление, устойчивый сигнал. Первые мировые спецификации для стандарта 5G были представлены в декабре 2017 года консорциумом 3GPP (объединяет крупнейших операторов и вендоров). Тогда организация утвердила стандарты для 5G New Radio, определяющие параметры нового радиоинтерфейса. А летом 3GPP одобрил стандарты для развертывания опорных сетей 5G и интерфейсы для развертывания самостоятельных сетей 5G (5G Standalone).

На глобальном уровне обсуждение стандартов для 5G уже несколько лет идет на уровне Международного союза электросвязи (МСЭ). В конце 2017 года МСЭ опубликовал предварительные спецификации 5G в виде стандарта под названием IMT-2020. Среди них — пиковая скорость загрузки данных из сети — 20 Гб/сек, пиковая скорость передачи данных в направлении от абонента — 10 Гб/сек; средняя скорость загрузки для пользователей должна составлять 100 Мб/сек, а скорость передачи данных от абонента — 50 Мб/сек. Мировыми лидерами в развитии технологии являются США, Япония и Южная Корея.

«Лоскутное одеяло» из частот

Хотя интерес к технологии пятого поколения связи в России очень высокий, частоты для внедрения 5G в стране пока не утверждены. Эксперты говорят, что для этого операторам нужны целые полосы шириной до нескольких сотен МГц в зависимости от диапазона.

В Минкомсвязи думают о том, чтобы выдавать лицензии на 5G-частоты в России под конкретные проекты на отдельных территориях на основе готовых бизнес-моделей. Эту инициативу критикует рынок. Есть и еще одно препятствие: цены на 5G-частоты в России могут оказаться слишком высокими из-за особенностей схемы расчета стоимости лота на аукционе.

Первые шаги в новое будущее

Несмотря на неопределенность с частотами, операторы в России в нынешнем году уже активно тестировали технологии 5G. МТС продемонстрировал возможности 5G на конференции Startup Village в мае в Сколково: сражения игроков в космической VR-игре транслировались с помощью тестового фрагмента 5G-сети в диапазоне 28 ГГц с использованием оборудования Ericsson и Intel. В киберпространстве очень важна скорость отклика между оконечными устройствами — в этом случае она составила 4 мс, это минимум в пять раз быстрее, чем в сетях LTE.

Технологии 5G помогут и в сохранении мирового культурного наследия. В Эрмитаже «Ростелеком» на базе решений Ericsson запустил опытную зону экспериментальной сети связи пятого поколения. На этот раз технологии 5G помогли реставратору с помощью роборуки, управляемой на расстоянии, очистить скульптуру из коллекции Эрмитажа от нанесенного на нее состава. Требуемые параметры по задержке в передаче данных в такой работе могут обеспечить только технологии пятого поколения мобильной связи.

Возможности 5G-решений операторы также показали во время главного спортивного события текущего года — чемпионата мира по футболу в России. К началу турнира МТС развернул сеть на базе технологии Massive MIMO в семи из 11 городов турнира.

Операторы могут тестировать 5G-технологии уже сейчас в отсутствие лицензий, используя решения по развертыванию технологии на базе 4G-сетей. Примером таких технологий может служить новое ПО Ericsson Spectrum Sharing — его использование позволит обеспечить плавную и быструю миграцию сети на новые технологии. Установить такой софт можно удаленно на всех базовых станциях Ericsson Radio System, поставляемых с 2015 года.

Сделано в России

Без 5G невозможно развитие интернета вещей (IoT), который сможет полноценно работать только в сетях пятого поколения. Согласно Ericsson Mobility Report, в сетях IoT к 2024 году будет насчитываться 4,1 млрд подключений в мире, а лидерами в этой области будут страны Северо-Восточной Азии.

Впрочем, и у России уже есть свои успехи в этой сфере. Российские операторы связи по итогам первого полугодия 2018 года заработали на проектах в области интернета вещей около 5,9 млрд руб. В ближайшие годы операторы ждут от этого рынка роста на 18–25% ежегодно и делают ставку на стандарт NB-IoT, стоимость подключения к которому, как ожидается, будет снижаться. По оценке аналитиков Ericsson, эта технология в ближайшие годы станет одной из основных для развития мобильного интернета вещей наряду с Cat-M1.

Среди недавно реализованных проектов в сфере IoT в России — комплекс решений для «умного города», который внедрен в городе Арск в Республике Татарстан. Он включает в себя решение для сбора и предоставления информации о качестве воздуха в режиме реального времени. В списке предоставляемой информации — данные о температуре, влажности, атмосферном давлении, объеме углекислого газа и оксида азота, а также об уровнях шума и ультразвука. На базе анализа состава воздуха, воды и уровня шума можно выявлять источники загрязнения окружающей среды и разрабатывать превентивные меры по защите жителей.

Другой пример — система «умного паркинга», запущенная в Арске на сети МТС. Она позволяет отслеживать свободные места на парковке, оценивать их размер и то, насколько они подходят тому или иному типу транспорта. Решение довольно экономично: для него используются простые камеры, устанавливать дополнительные датчики не нужно. Нейросеть в онлайн-режиме анализирует поступающие с камер изображения и определяет степень загруженности парковки.

В ноябре компании «Ростелеком» и Tele2 протестировали решение в области промышленного интернета вещей для ЖКХ. Тестовые испытания для компаний энергетического сектора прошли в Москве и Санкт-Петербурге.

Среди интересных инноваций, важных для развития интернета вещей и становления цифровой экономики, следует выделить Private LTE — частные сети для операторов, оказывающих критически важные услуги на базе мобильного широкополосного доступа (МШПД) госорганам и бизнесу. ООН в 2019 году собирается запустить первую частную LTE-сеть для сил миротворческих миссий ООН. Технологии МШПД для передачи критически важной информации обеспечат полную осведомленность обо всем происходящем. Технологию Private LTE с помощью шведского вендора также внедрил лидер телеком-рынка Швейцарии Swisscom: новое решение по удаленному контролю за поездами позволяет отслеживать движение составов и вести мониторинг эксплуатации железнодорожного полотна.

Пока Россию нельзя назвать мировым лидером в сфере 5G и IoT. Но формирование отечественной цифровой экономики — один из главных приоритетов работы государства и бизнеса, эта задача поставлена на самом высоком уровне. И хотя власти пока не определились с деталями распределения частот, участники телеком-рынка уже делают шаги в новое будущее.