Путь к 5G: спектр, конверсия, рентабельность

Международная академия связи, организатор XXIII Международного форума, вынесла на обсуждение экспертного сообщества одно из ключевых условий успеха цифровой трансформации экономики – внедрение сетей 5G.

bstОткрывая Форум, президент МАС Анастасия Оситис подчеркнула, что доминирующей тенденцией современных ИКТ является глобализация, а сети электросвязи становятся основой цифрового пространства страны и мира. Российская телеком-отрасль развивается в русле инноваций, которые собирает и обобщает Международный союз электросвязи. Именно сюда стекается вся информация, здесь исследовательские комиссии (ИК) сектора радиосвязи (МСЭ-R) разрабатывают рекомендации, готовят предложения по пунктам повестки дня Всемирных конференций по радиосвязи (ВКР), которые регулярно обновляют Регламент радиосвязи – основной документ МСЭ по использованию радиочастотного спектра (РЧС) службами радиосвязи. Так что не случайно модератор сессии «Актуальные проблемы реализации будущих сетей 5G и интернета вещей» Альберт Налбандян, советник министра транспорта, связи и ИТ Республики Армения, первым вручил микрофон Николаю Васильеву– руководителю Департамента наземных служб Бюро радиосвязи МСЭ.

Анализируя мировые тенденции развития систем ШПД, представитель МСЭ отметил рост интереса к мобильным сетям 5G, появление новых платформ на негеостационарной орбите (НГСО), интеграцию средств доступа и т.д. Н. Васильев подчеркнул, что зона охвата и проникновение 5G будут шире, чем у предыдущих поколений. Это не только высокоскоростной мобильный интернет с малой задержкой, сенсоры М2М, но и обслуживание вертикальных индустрий, видео в формате 4К и 8К, дополненная реальность…Объективную картину развертывания сетей 5G формируют конкретные примеры. В Южной Корее в режиме реального времени состоялась передача на планшете изображений в формате 4К во время зимних олимпийских игр 2018 г.; в Японии акцент делают на тестирование локальных сетей 5G для умных фабрик, роботизации, управления транспортными системами; в США Verizon использует 5G для подключения последней мили, обеспечивая при этом скорость, сопоставимую с передачей данных по оптоволокну. В то же время не теряет актуальности вопрос: как строить 5G и чему отдавать приоритет в инвестициях: пятому поколению или модернизации существующих систем. Идет поиск оптимальной рентабельной модели использования 5G.

Для того чтобы увидеть, насколько сети 5G технологически оторвались от предшествующих стандартов подвижной связи, заместитель директора НТЦ Анализа ЭМС ФГУП НИИР Сергей Пастух предложил опуститься на физический уровень. Основное отличие новой технологии состоит в использование адаптивной диаграммы направленности антенны (beamforming). При этом разработчики добились повышения энергетики и скорости распространения сигнала. Новшества на уровне организации сети, в том числе механизм «нарезки» (network slicing), позволяют мобильным операторам разделить сеть на сектора, поддерживающие конкретные сферы деятельности, что обеспечивает ее гибкость. ИК1 МСЭ-R–одна из комиссий, которая рассматривает и продвигает эти новые идеи.

dig

Для того чтобы развернуть в России сеть 5G, на текущий момент требуется спектр в трех диапазонах частот (в районе 700–800 МГц, второй участок в С-диапазоне и, наконец, участок спектра в миллиметровом диапазоне частот). Операторам требуется 80–100 МГц непрерывного спектра, а лучше – 200 МГц, т.е. необходима консолидация ресурса. Дефицит спектра заставляет игроков рынка выбирать оптимальные варианты развития: создание государственного инфраструктурного оператора или объединение в консорциум для управления совместной инфраструктурой. Сдерживающим фактором, как обычно, остается стоимость строительства сети: в 2018–2020 годах инвестиции в 5G во всем мире составят $500 млрд. Все указывает на то, что объединяться операторам придется; при этом рынок должен быть конкурентным.

Полосы частот в миллиметровом диапазоне, на которых планируется разворачивать пятое поколение сетей, будут определены в ноябре на ВКР-19. Шансы быть одобренными на 99% имеют три диапазона: 26, 37–43,5 и 66–71 ГГц. Следует отметить, что полосы частот, идентифицированные для 5G на предыдущих конференциях (полосы в районе 700 МГц и С-диапазона) в настоящее время недоступны для использования российскими операторами. Одним из важнейших механизмов регулирования использования РЧС является конверсия. В первую очередь требуется высвобождение ранее идентифицированного на ВКР и принятого многими странами для сетей 5G/IMT-2020С-диапазона в полосе частот 3,4–3,8 ГГц, который в России занимают средства спутниковой связи, в том числе силовых ведомств. Остается надежда, что вопрос высвобождения частот либо обеспечения электромагнитной совместимости новых сетей с радиоэлектронными средствами силовых структур вполне обсуждаем и решение будет найдено.

Разработкой Плана конверсии РЧС в интересах внедрения технологии 5G/IMT-2020 в Российской Федерации в 2019 году и дальнейшей его реализации на период до 2024 года сегодня занимается Минкомсвязи России. В основе документа – План мероприятий по направлению «Информационная инфраструктура» программы «Цифровая экономика РФ». В частотном обеспечении прорывных радиотехнологий важную роль, подчеркнул С. Пастух, играет долгосрочное планирование, в основе которого должны лежать заделы на 2030 г.

Спутниковую компоненту внедрения 5G с точки зрения организации последней (и первой) мили представил эксперт МСЭ Виктор Стрелец, научный консультант ФГУП НИИР. Повсеместное внедрение технологии 5G нельзя реализовать за счет применения только одной технологии, например Wi-Fi либо подвижной или спутниковой связи. Лишь совместное использование всех названных технологий будет способствовать их широкому внедрению. Следует учитывать, что к 2020 году сетями LTE будет охвачено 63% населения мира – но всего на 37% территории.

Глобальное покрытие поверхности Земли невозможно осуществить без сетей спутниковой связи. Так что вполне естественно, что 19 октября 2018 года Ассоциация 3GPP и Ассоциация спутниковых операторов ESOA подписали соглашение о партнерстве в части оказания политической поддержки текущим техническим вопросам работы по определению сети радиодоступа и ее системной архитектуры. Спутниковые операторы инвестируют значительные средства в системы HTS/VHTS/NGSO для развития сетей, обеспечивающих решения с более высокой пропускной способность – как на геостационарной орбите, так и на НГСО.

Глобальная коалиция спутниковых операторов (GSC), СЕПТ, 3GPP разрабатывают стандарты интеграции наземного и спутникового сегментов 5G; операторы также объединяются в альянсы, чтобы совместно использовать полосы частот.

На национальном уровне подобная активность отмечается в рамках проекта «Цифровая экономика РФ». Роскосмосом разрабатывается программа «Сфера», в которой будут задействованы системы ГПКС «Экспресс», «Экспресс-РВ», орбитальная группировка «Газпром космические системы». Для работы на рынке интернета вещей разрабатывается новая спутниковая система «Марафон». В подготовке дорожной карты участвуют все игроки рынка: они хотят, чтобы их интересы были учтены в программе цифровой трансформации.

Сети все усложняются, плотность базовых станций растет, уже сегодня радиосистемы работают в окружении многомиллиардных источников излучения. Эксперт МСЭ Станислав Кизима, научный консультант ФГУП НИИР, проанализировал особенности обеспечения беспомеховой работы национальных сетей. В своем выступлении он осветил такие вопросы, как динамика и причины усложнения помеховой обстановки, помеховая обстановка и основные направления обеспечения беспомеховой работы на современном этапе, в том числе в полосах частот, перспективных для 5G и IoT.

Ситуация в этой области вбирает в себя некую преемственность, характерную для сетей прежних поколений, и в то же время черты эволюции. Помехи есть, были и будут. Особенностью помеховой обстановки применительно к 5G является их не столь явное обнаружение. Если раньше помеху можно было услышать или увидеть, то сейчас радиосети настолько развитые, что потери от помех обнаружить трудно. Появляются новые направления в выявлении помех, поиск и устранение которых требуют высокого уровня устройств, новых подходов к минимизации ущерба. Установление норм и порядка работы в эфире, норм при частотном планировании, действия по нарушениям – все это определяется нормативной правовой базой. Сертификация и испытания источника помех контролируются на разных уровнях. Инициированы новые направления радиоконтроля, когда само устройство выявляет нарушения соотношения сигнал/шум.

Алексей Бахаев, президент ООО «Телеком Хистори» привлек внимание участников форума к использованию «облака» для обеспечения безопасности инфраструктуры сетей связи при пожаре, в частности в «умных городах».

В заключение дискуссии советник генерального директора МНИТИ Юрий Зубарев указал на необходимость держать под особым контролем влияние электромагнитного излучения устройств мобильной связи на здоровье человека.

Большое внимание на сессии было уделено кадрам, без которых ничего не построишь. Президент МАС Анастасия Оситис сделала вывод: для внедрения прорывных технологий, включая такие элементы цифровой экономики, как 5G и интернет вещей, необходимо совершенствовать подготовку специалистов.

Рубрики и ключевые слова