Ультраускорение

Сети пятого поколения (5G) обеспечат работу интернета вещей, искусственного интеллекта, виртуальной и дополненной реальности, они могут быть использованы при удаленном управлении автотранспортом, в телемедицине и многих других случаях. Повсеместное распространение технологий нового поколения приведет к четвертой промышленной революции. Операторы уже тестируют 5G, однако для запуска сетей в коммерческую эксплуатацию еще предстоит решить ряд задач.

Рынок телекоммуникаций переживает стагнацию. По данным нового исследования Ericsson "Потенциал 5G для бизнеса", в период с 2016 по 2026 год доход операторов от услуг сотовой связи будет расти всего на 1,5% в год против 10-15% десять лет назад. И это несмотря на увеличение числа подключений к сотовым сетям и рост мобильного трафика данных.

Цифровизация различных отраслей на базе технологий 5G поможет операторам повысить прибыль на 34% к 2026 году, считает Ericsson. По количеству новых возможностей будут лидировать энергетика и ЖКХ. С небольшим отрывом за ними будут следовать производство и сфера обеспечения общественной безопасности. Технологии 5G будут играть важнейшую роль в ускорении трансформации всех отраслей. Внедряя технологии 5G, операторы могут не только способствовать трансформации отраслей, но и создать для себя новые бизнес-модели, выходящие за рамки строительства и обслуживания сетей. В частности, они могут получать доход, обеспечивая другим компаниям возможность для оказания услуг или разрабатывая собственные сервисы.

Главным драйвером внедрения 5G станет интернет вещей, благодаря которому появятся новые сценарии использования сетей связи. Кроме того, распространение 5G приведет к созданию самодвижущегося транспорта, телемедицины, игр с эффектом присутствия, а также использованию виртуальной и дополненной реальности в самых разных сферах. Все это станет возможным благодаря высоким скоростям доступа к интернету (до 30-40 Гбит/сек), мгновенному отклику сети (1 мс в 5G против 20-30 мс в 4G) и поддержке каждой базовой станцией огромного количества абонентов (примерно 50 тыс.).

Спецификация почти готова

Первые спецификации 5G могут появиться до конца текущего года. В начале марта 2017 года консорциум 3GPP, занимающийся разработкой новых стандартов мобильной связи, принял решение зафиксировать спецификацию нового радиоинтерфейса 5G NR в варианте NSA (Non-standalone) до 31 декабря 2017 года. Это позволит использовать 5G NR для расширения существующих сетей широкополосного доступа. Для этого операторам потребуется наличие улучшенного пакетного ядра (EPC, Evolved Packet Core), соответствующего архитектуре LTE и несущей LTE, выполняющей "якорную" функцию. Взаимодействие абонентского терминала с сетью будет осуществляться через опорную сеть и сеть радиодоступа LTE, а емкость сети можно увеличить за счет одной или нескольких несущих 5G NR. Полностью спецификация 3GPP Release 15 должна быть выпущена до 30 сентября 2018 года, как и планировалось.

Ускоряются не только стандарты. Операторы спешат с внедрением сетей нового поколения. По данным Ericsson, по меньшей мере 18 операторов в 13 странах мира уже заявили о готовности развертывать сети 5G. Первыми это могут сделать операторы из США: в этом году Verizon Wireless начинает развертывание предкоммерческой сети 5G в 11 городах США, включая Даллас и Вашингтон, а T-Mobile US намерен создать сплошное покрытие 5G на территории всей страны в 2020 году.

По данным Ericsson Mobility Report, к 2022 году в мире будет насчитываться более 550 млн подключений к сетям 5G, а общее число мобильных абонентов превысит 8,9 млрд. Однако на первом этапе вряд ли стоит ожидать сплошного покрытия сетей пятого поколения. Многое будет зависеть от выбранных операторами сценариев и частотных диапазонов. Некоторые сценарии предусматривают первоочередной охват сетью 5G центров крупных городов, где связь пятого поколения будет востребована и бизнесом, и частными пользователями. В ближайшие год-два станет ясно, насколько быстро сети пятого поколения догонят по уровню проникновения сети 3G/4G.

Российские операторы тестируют 5G

В России также проводятся тестирования и демонстрации возможностей 5G. В частности, МТС начал тестирование в прошлом году, а в апреле этого года оператор на оборудовании Ericsson провел первые успешные испытания 5G на движущемся прототипе устройства пользователя, добившись пиковой скорости передачи данных 25 Гбит/с. Тестирование проводилось на московском стадионе "Открытие Арена", где базовая станция, работающая в диапазоне 14,5-15,3 ГГц, передавала сигнал на движущийся прототип смартфона на скорости до 25 Гбит/сек. Такая скорость передачи данных позволяет скачать часовой фильм в HD-качестве менее чем за три секунды. МТС и Ericsson провели также тестовую онлайн-трансляцию потокового видео в формате 4K, испытали работу сервисов виртуальной реальности и дистанционного управления роботом по мобильной сети, требующих сверхмалых задержек и высоких скоростей передачи данных.

"Проведенные тесты показали абсолютный рекорд скорости передачи данных в России на мобильное устройство, а на конкретных примерах мы увидели, что повседневное использование решений 5G не за горами. Сейчас МТС наращивает мощность сети передачи данных и тестирует различные решения, чтобы к завершению стандартизации 5G быть готовыми к внедрению новой технологии",— рассказывает директор МТС в Московском регионе Игорь Егоров. Следующим шагом МТС в развитии 5G будет демозона во время чемпионата мира по футболу в 2018 году.

"МегаФон" также приступил к тестовым испытаниям 5G в 2016 году. "Безусловно, 5G для нас является ключевым направлением: мы работаем с крупнейшими производителями мобильного оборудования над разработкой и адаптацией новейших технологий под потребности мобильной сети. До конца года мы планируем продемонстрировать несколько рекордов скорости, а также показать реальные кейсы использования возможностей сети пятого поколения",— говорит руководитель пресс-службы ПАО "МегаФон" Юлия Дорохина.

В Tele2 отмечают, что сети мобильной связи обновляются с переходом к новому поколению примерно раз в десять лет, а последний действующий стандарт 4G был внедрен в 2011 году. "Мы ожидаем, что развитие технологии 5G продолжит соответствовать этому тренду и она будет доработана и запущена в коммерческую эксплуатацию к 2021 году. Требования к 5G высоки — пользовательский опыт не должен уступать тому, что клиенты получают в оптических сетях связи с пиковой скоростью до 10 Гбит/c в оптимальных радиоусловиях и 1 Гбит/c на краях сот и для "сверхмобильных пользователей" (более 300 км/час). Технология 5G должна обеспечить ping порядка 1 мс (это улучшение первыми ощутят поклонники онлайн-игр)",— рассказывает директор по стратегическому планированию Tele2 Светлана Скворцова.

Она подчеркивает, что 5G это не одна технология, а набор технологий радиодоступа, включая усовершенствованные существующие (в том числе Wi-Fi) и революционные новые. Tele2 планирует развивать высокоскоростные сверхширокополосные системы связи, которые повысят эффективность использования частотного спектра для успешной и безотказной передачи больших объемов данных. Оператор намерен исследовать разные сферы применения интернета вещей (IoT): автомобилестроение, коммунальные услуги, "умный город", здравоохранение, системы для дома и прочие сценарии.

Задачи на повестке дня

В настоящее время операторы выбирают приоритетные сценарии использования 5G — именно от них будут зависеть темпы и объемы инвестиций в сетевую инфраструктуру. Есть несколько ключевых направлений: фиксированный и мобильный широкополосный доступ с увеличением емкости сети и скоростей передачи данных для абонента на 1-2 порядка, развитие массового интернета вещей (умные счетчики, умный город и т. д.) и критические коммуникации (обеспечение безопасности граждан и удаленное управление устройствами).

Другая, не менее важная задача — выделение новых частотных диапазонов для 5G. Об этом операторы ведут переговоры с регуляторами. Например, в США ставка сделана на диапазон 28 ГГц и диапазон 700 МГц, аукцион на частоты в котором завершился в апреле. В европейских странах основные дискуссии ведутся относительно частот в диапазонах 3,4-3,6 ГГц и 3,6-3,8 ГГц. Аукционы по распределению этих частот во многих странах запланированы на нынешний и следующий годы. В рамках Всемирной конференции радиосвязи (ВКР), координирующей международное взаимодействие в области определения радиочастот, предложены варианты частотных диапазонов для будущих мобильных технологий. Это диапазоны 24,25-27,5 ГГц, 31,8-33,4 ГГц, 37,0-43,5 ГГц, 45,5-50,2 ГГц, 50,4-52,6 ГГц, 66-76 ГГц и 81-86 ГГц. Следующее заседание ВКР запланировано на конец 2019 года, когда возможно принятие решения об определении частотных диапазонов из приведенного списка для мобильной связи.

"Ситуация в России мало чем отличается от мировой. Мы также ожидаем решения регулятора относительно возможных частотных диапазонов для развития 5G. Говоря о готовности операторов, необходимо отметить, что в большинстве крупных и средних городов России операторы обладают современной инфраструктурой, построенной по принципу SingleRAN, что предусматривает переиспользование сетевого оборудования и программных систем для разных технологий: GSM, UMTS и LTE. То есть этап масштабной модернизации радиосети уже позади, и это позволит операторам при необходимости достаточно быстро приступить к развертыванию сетей нового стандарта",— считает Георгий Муратов, архитектор решений, ведущий эксперт по 5G компании Ericsson в России.

И наконец, третья задача, которую предстоит решить,— это создание пользовательских устройств, соответствующих спецификациям нового стандарта. "В конечном счете путь любой технологии к потребителю лежит через абонентское устройство. Вполне вероятно, что это будут не только привычные смартфоны, планшеты и модемы для ПК, но и наборы микросхем для встраиваемых систем, а также устройства для взаимодействия с виртуальной и дополненной реальностью",— говорит Георгий Муратов.