5G
Пятое поколение мобильной связи

Перспективы использования различных частотных диапазонов для сетей 5G

Наличие требуемых частот является одним из основных необходимых факторов для развития таких сетей, наряду с готовностью сетевой архитектуры и инфраструктуры, бизнес-моделей и абонентских устройств^[1].

Одной из важнейших предпосылок для развития сетей 5G является дефицит частотного ресурса, необходимого для обеспечения приемлемого качества услуг, связанных с мобильной передачей данных в условиях продолжающегося экспоненциального роста трафика и грядущей эры интернета вещей (IoT). Особенно остро стоит проблема нехватки частот в нижних участках спектра, включая диапазон 5 ГГц для Wi-Fi. В этой связи возникают предложения использовать для сетей 5G не только низкие частоты (до 6 ГГц), но и высокие (десятки гигагерц), характеристики которых сильно отличаются от традиционных диапазонов для мобильной связи. Поэтому для сетей 5G, скорее всего, будут использованы новые сетевые решения, в том числе новые архитектурные решения.

При разработке технологий пятого поколения существует определенный набор «входных» характеристик, которые служат ориентиром для нового стандарта. Например, по сравнению с лучшими из существующих сетей LTE скорость передачи данных в сетях 5G должна быть в 10-100 раз выше, время отклика – в 5 раз меньше, сети должны поддерживать в 100 раз больше устройств, и т.п.

Предполагается, что последовательный переход от сетей четвертого поколения к пятому займет более длительное время по сравнению с переходом от 3G к LTE. Первые сети 5G будут использовать достижения LTE-Advanced, например – агрегацию лицензируемого и нелицензируемого спектров.

Первое совещание 3GPP по разработке 5G, на котором был определен план развития этого стандарта, состоялось в 2015 г. В этом плане, в частности, предусмотрено, что стандарт будет развиваться в 2 фазы, первая из которых, как ожидается завершится в 2018 году (не все требования к сетям 5G будут реализованы), а вторая – в 2019 г.

Крупномасштабное развертывание инфраструктур 5G можно ожидать к 2020 году. К 2021 году на сервисы 5G будет приходиться 1,5% совокупного мобильного трафика данных, в среднем одно соединение 5G будет генерировать в 4,7 раза больше трафика, чем соединение 4G, и в 10,7 раз больше, чем соединение 3G.

По прогнозам Ericsson, все городские территории и крупнейшие транспортные магистрали в Европе будут обеспечены сплошным 5G-покрытием к 2025 году.

В июне 2016 года консорциум 3GPP объявил план по стандартизации 5G. Как ожидается, к моменту выхода Release 15 в середине 2018 года должны быть готовы технологические рекомендации и стандарты, которые и лягут в основу дальнейших технологических разработок и промышленного производства инфраструктурных решений и абонентских устройств. Утверждение стандарта 5G ожидается в 2020 году, после того, как Международный союз электросвязи (МСЭ) даст положительное заключение, а также после того, как Всемирная конференция радиосвязи (WRC-19), которая состоится осенью 2019 г., согласует диапазоны частот для 5G.

Массовое появление 5G-решений вряд ли состоится раньше 2020-2022 годов, поскольку вендорам необходимо оптимизировать себестоимость поставляемых решений и обеспечить доступность оборудования, а операторам – определиться с первоочередными бизнес-задачами в новой для них области.

По мнению экспертов Radio Spectrum Policy Group (RSPG), для успешного внедрения систем 5G для целого ряда приложений потребуются одновременно системы 5G в низкочастотной части спектра (ниже 6 ГГц), которые уже согласованы на прошедших Всемирных конференциях радиосвязи, и в высокочастотной (десятки гигагерц), часть из которых уже выделены для оказания услуг мобильной связи и будут рассмотрены на предстоящей конференции WRC-19 в 2019 году.

Для развития сетей 5G в Европе на начальном этапе планируется использовать частотные диапазоны 700 МГц, 3400-3800 МГц и 24,25-27,5 ГГц. Они обеспечивают полное покрытие территории, обеспечивая эффективное по цене предоставление услуг мобильной подключенности; могут использоваться более широкие по сравнению с системами 3G / LTE полосы частот (сотни МГц) - это позволит получать одновременно емкость и покрытие; для систем 5G потребуются новые полосы частот в диапазоне до 6 ГГц.

Ожидается, что низкие частоты (например, 3,4-3,6 ГГц) и широкие полосы обеспечат возможность массовой доступности скоростей до 100 Мбит/c. Данный вариант можно будет применять, например, для реализации технологии eMBB.

Низкие частоты и хорошее покрытие дадут обширное и хорошо проникающее в помещения покрытие, что важно для того, чтобы добиться массового рынка IoT. Это касается, прежде всего, диапазона 700 МГц и, в меньше степени, 3,4-3,8 ГГц. Такой вариант 5G предназначен для решений mMTC (массированных систем связи типа M2M, систем "умный город" и для "умных домов"/"умных зданий"). Низкие частоты также будут использоваться для обеспечения надежной подключенности различных устройств к сетям 5G, например, автомобилей (диапазоны 700 МГц и 3,4-3,8 ГГц). Этот вариант 5G можно будет использовать для автоматизации промышленности, для приложений, чувствительных к задержкам, для подключения самоуправляемых автомобилей.

Основным сдерживающим фактором использования диапазона C-band (3,4-3,8 ГГц) в европейском макрорегионе является его достаточно сильная фрагментированность. Кроме того, существует множество региональных (местных) присвоений частот, в ряде случаев сроки завершения этих лицензий истекают не ранее 2021 г.

В России этот диапазон занят системами фиксированного ШПД (включая технологию WiMAX, которая практически свернута) и с относительно узкополосными системами спутниковой связи. Как считают эксперты, с последними «может быть найдено какое-то совместное сосуществование».

В большинстве стран, как ожидается, под системы 5G будут выделяться сплошные полосы шириной 300-400 МГц. Можно рассчитывать, что на одного оператора будет выдаваться вплоть до 100 МГц сплошной полосы в диапазоне 3,4-3,8 ГГц.

Частоты ниже 1 ГГц, которые обеспечивают хорошее покрытие при малых затратах, могут быть использованы для реализации ряда приложений на базе 5G, не требующих высоких скоростей, например, для реализации некоторых сервисов в сегменте IoT.

Высокие частоты и очень широкие полосы можно будет использовать для подключения пользователей с высокими пиковыми скоростями вплоть до 20 Гбит/с (в диапазонах 24,25-27,5 ГГц и 37-43,5 ГГц). Такие скорости, например, потребуются для 3D-видео с разрешением UHD, работы и игр в облаке, дополненной реальности, голографических звонков, тактильного интернета и других приложений.

Диапазоны 24,25-29,5 и 37-43,5 ГГц являются наиболее вероятными диапазонами для глобальной коммерциализации 5G в области высоких частот.

Возможности применения 5G

Перспективные приложения и сервисы требуют существенно более высоких характеристик мобильного интернет-соединения, которые невозможно реализовать в существующих коммерческих сетях LTE.

Ожидается, что сети 5G позволят подключать множество устройств, способных устанавливать миллиарды соединений, за счет чего станет возможно создавать новые сервисы в:

• тактильный интернет - передача прикосновений не расстоянии,
• секторе ИТ и телекома,
• автомобильной отрасли - беспилотное вождение,
• индустрии развлечений,
• образовании,
• сельском хозяйстве и многих других.

За счет сетей пятого поколения также можно будет улучшить качество использования уже существующих сервисов, где задействованы большие объемы трафика.

Теодор Сайзер (Theodore Sizer), вице-президент по разработке беспроводных технологий в Bell Labs отмечал, что в сетях 5G будет работать множество самых разнообразных устройств. Смартфоны и планшеты никуда не денутся, но, помимо них, в сети появится целый «зоопарк» различных устройств, включая камеры видеонаблюдения, погодные датчики, датчики «умных» электрических сетей, «умные» дома и автомобили.

В Ericsson заявляли, что 5G положит начало долгосрочному развитию «Сетевого общества» (Networked Society):

«Мы находимся на пороге невероятной революции, которая навсегда изменит наш мир. В этом новом мире каждый человек, каждое устройство, вне зависимости от того, где они находятся, будут обмениваться информацией в режиме реального времени. В течение следующих 10 лет наше общество претерпит больше изменений, чем за последние 100 лет. И это только начало».

Число устройств, взаимодействующих с интернетом и между собой, постоянно увеличивается. Необходимы более совершенные сети, способные обеспечить это взаимодействие максимально эффективным образом. Сети нового поколения открывают новые возможности во многих областях - от повышения эффективности производственных процессов, повышения безопасности на дорогах и в городе в целом до улучшением коммунальных сервисов и более чистой окружающей среды, - отмечал Джон Хили, представитель подразделения Communication & Storage Infrastructure Group в Intel.

Южнокорейский оператор SK Telecom - одна из первых компаний, продемонстрировавшая в действии технологии 5G, на начальном этапе развертывания сетей нового поколения ориентируется на обычных пользователей как на основных потребителей услуг, рассказали TAdviser в феврале 2016 года представители компании. Благодаря 5G пользователи смогут смотреть 3D-телевидение без очков, скачивать за секунды или смотреть онлайн UltraHD видео на высокой скорости.

Также можно будет использовать на новом уровне приложения виртуальной и дополненной реальности, отмечают в SK Telecom. Например, включать элементы дополненной реальности в образовательный процесс, создавая виртуальные музеи и модели вселенной в классах.

В проектах «умных городов» 5G позволит в режиме реального времени передавать информацию с гораздо большего числа сенсоров на различных объектах. Старший директор Qualcomm по продуктовому менеджменту мобильных технологий Санджив Атали (Sanjeev Athalye) отмечает, что можно будет развернуть тысячу сенсоров вместо сотни, для обслуживания которых будет достаточно меньшего количества базовых станций, чем при существующих ныне сетях. Это могут быть, например, сенсоры мониторинга состояния объектов ЖКХ, сенсоры «умного освещения» или сенсоры звука, установленные в целях безопасности и соблюдения порядка в городе. В последнем случае сенсоры могут фиксировать подозрительные или слишком громкие звуки, и данная информация будет автоматически передаваться в службы охраны правопорядка.

Новые сервисы с использованием 5G могут быть реализованы и в медицине. Например, для организации удаленного мониторинга состояния пациентов. Врач сможет оперативно получать информацию со специальных сенсоров и следить за состоянием пациентов круглые сутки.

Благодаря очень низким задержкам передачи данных 5G также откроет больше возможностей для удаленного проведения операций с использованием робота. Такой сервис особенно актуален для небольших населенных пунктов, где нет хирургов на местах: управляя манипуляциями робота, операцию может провести специалист, находящийся в совершенно другом месте. За счет 5G такой сервис можно будет развернуть в беспроводных сетях.

Низкая задержка данных, которую способны обеспечить сети нового поколения, важна и для развертывания «умных» сетей электропередач. Использование датчиков позволит мгновенно обнаруживать повреждения на линии электропередач и блокировать распространение последствий повреждения дальше по линии. Таким образом, повреждение затронет меньшее число потребителей электроэнергии.

В крупных производственных компаниях, в ритейле, логистике 5G даст возможность использовать больше промышленных роботов, выполняющих различные функции вместо людей, а также дронов. Последние уже сейчас используются на некоторых производствах, но чаще всего управляются с использованием сетей Wi-Fi. 5G позволит охватить большую дистанцию, чем сети Wi-Fi, а благодаря низким задержкам – повысить стабильность работы таких систем. Проект развертывания системы доставки товаров с помощью дронов есть, например, у Amazon.

В пример сервисов, для которых будет иметь преимущество 5G, можно привести и городские системы видеонаблюдения. 5G поможет упростить их развертывание и использование. Сейчас трафик с тысяч камер в городах, в основном, передается по фиксированным сетям. Развернуть такую инфраструктуру – непростая задача, поскольку требуется уложить множество проводов. С помощью 5G можно будет получать терабайты видео высокого разрешения без использования проводов.

Еще один пример - сервис мониторинга транспорта в компаниях. Санджив Атали из Qualcomm полагает, что с появлением сетей нового поколения операторы, выступающие провайдерами такого сервиса, смогу снизить его стоимость. Это станет возможным за счет того, что стоимость одной базовой станции 5G будет ниже стоимости станций для существующих сетей, а также за счет того, что одна базовая станция сможет одновременно обслуживать большее количество устройств, соответственно, для сервиса потребуется меньше базовых станций.

5G в эволюции автомобилей

Основная статья Vehicle-to-Everytning (V2X)

Особенности архитектуры сетей

Уже не сотовая связь

По мнению ряда экспертов, которые в 2014 году приводило издание CNews^[2], сети 5G будут «устройство-ориентированными», а не «сота-ориентированными». Иными словами, понятие «сотовой связи» более не будет применимо. Сотовая связь означает, что сеть оператора состоит из сот — базовых станций, обеспечивающих связь в определенном радиусе действия. Находящееся в этом радиусе действия устройство формирует исходящий и нисходящий каналы связи, контролируя как само соединение, так и объем передаваемого трафика, в то время как базовая станция управляет всей сотой, в которой находится множество абонентских устройств.

В сетях 5G устройства обмениваются множественными потоками информации одновременно с узлами различных типов, задачей которых в конкретный момент времени будет обслуживание именно этого устройства.

«Мы считаем, что архитектура, состоящая из сот, сменится архитектурой, состоящей из устройств», — поясняет инженер Bell Laboratories (исследовательского подразделения Alcatel-Lucent) Федерико Боккарди (Federico Boccardi), один из авторов совместной работы, посвященной новым принципам работы сетей пятого поколения.

В Ericsson говорят, что сети 5G представляют собой сочетание существовавших до этого технологий радиодоступа, в той их форме, которой они будут обладать к 2020 году, с новыми технологиями передачи данных:

«Рассуждая о 5G, мы подразумеваем не замену нынешних стандартов, а их дополнение новыми технологиями, удовлетворяющими новые потребности в различных сферах».

Сейчас сети радиодоступа состоят из больших (макро-) сот, которые обеспечивают непрерывность покрытия/мобильность абонентов, и малых (микро-) сот, которые устанавливаются в местах с наибольшей плотностью абонентов (хот-спотах) и обеспечивают там необходимую дополнительную емкость, — объяснял журналу CNews Алексей Потряхаев, ведущий менеджер по развитию сети доступа «ВымпелКома».

Размер макросот, в основном, по словам Потряхаева, определяется используемым диапазоном частот (для низких частот — больше, для высоких — меньше). Для радиосетей стандартов 2G/3G/4G сейчас в России используются частоты от 800 до 2600 МГц. Если для сетей 5G не будут задействованы более высокие частоты, плотность установки базовых станций, формирующих макросоты, не потребуется увеличивать, считает эксперт.

Что касается микросот, их количество (плотность установки) пропорционально требуемой емкости.

«Поскольку требования к емкости растут на порядки от поколения к поколению мобильной связи, то можно прогнозировать значительный рост требуемого количества микросот при внедрении 5G», — говорил представитель «ВымпелКома».

По прогнозу Ericsson, в будущем таких устройств во всем мире будет насчитываться от 50 до 500 млрд — в 10–100 раз больше по сравнению с нынешним числом активных абонентских интернет-устройств. Важной задачей разработчиков стандартов является обеспечение надежным беспроводным соединением каждое из них. Для каждого устройства будет определена своя политика взаимодействия с сетью, учитывающая объем передаваемых данных, величину допустимой задержки и другие параметры.

Кроме того, если сейчас одна базовая станция обслуживает несколько сотен одновременно подключенных устройств, то в ближайшие годы в связи с распространением межмашинных коммуникаций (M2M) число устройств многократно вырастет. И в некоторых случаях базовой станции придется обрабатывать до 10 тыс. устройств одновременно. Это требует как разработки новых узлов, которые будут способны управлять сетями, так и модернизации опорной инфраструктуры.

Таким образом, 5G не является решением, которое придет на замену 4G в том виде, как 4G заменил 3G, а 3G вытеснило 2G. 5G будет представлять собой гетерогенную сеть. В ней будут использоваться различные технологии для обслуживания трафика и пользователей разных типов.

Нарезка сетевых ресурсов (Network Slicing)

В 5G используется такая концепция, как network slicing. Это, грубо говоря, нарезка сетевых ресурсов под разные типы трафика, причем для каждого слайса (буквально — куска сети) может использоваться своя технология передачи данных. Благодаря гибкости подхода можно удовлетворить самые разные и даже противоречивые требования пользователей разных типов. Для передачи веб-данных вполне подходит LTE — его нужно только немного доработать, повысить скорость.

Для передачи данных с маленькой задержкой будет использоваться специальный слайс, который называется ultra-reliable low latency communication. Он позволяет передавать данные с крайне низкой задержкой. Если в LTE минимальная длительность передачи одна миллисекунда, то здесь минимальная длительность передачи будет длиться доли миллисекунды, а надежность будет очень высокой, до 99,999%.

Отдельный слайс в рамках 5G отведен IoT. Он позволяет передавать данные большим числом устройств с низким энергопотреблением.

Кроме того, будет слайс для высокоскоростной передачи данных в миллиметровом диапазоне, то есть в диапазоне частот от 30 до 300 ГГц. Например, в привычном диапазоне 2–5 ГГц ширина используемого частотного канала, в котором передаются данные, относительно небольшая и составляет единицы, реже — десятки МГц. В диапазоне 40–70 ГГц доступного для использования спектра существенно больше, что позволит увеличить ширину частотного канала до сотен и тысяч МГц и более. Таким образом, миллиметровый диапазон — это практически «эквивалент бесконечности» для операторов (в смысле объема доступных канальных ресурсов). Проблема заключается в том, что приходится передавать данные только устройствам, которые находятся в прямой зоне видимости, иначе качество сигнала резко падает^[3].

В некотором смысле 5G станет «слоеным пирогом», совмещающим различные технологии, использование каждой из которых будет определяться в зависимости от требований конкретного пользователя.

Безопасность сетей 5G

2018: Проблемы с протоколом Authentication and Key Agreement

По сообщению от 13 ноября 2018 года команда исследователей из Швейцарии, Франции и Великобритании выявила проблемы с протоколом безопасности 5G, известным как Authentication and Key Agreement (AKA). Недостатки были вскрыты благодаря использованию инструмента Tamarin, который считается наиболее эффективным для изучения криптографических протоколов. AKA представляет собой стандарт, к которому причастен разработчик коммуникационных протоколов 3rd Generation Partnership Project (3GPP).

Тот тип AKA, который связан с 5G, должен гарантировать, что устройство и сеть 5G способны аутентифицировать друг друга, поддерживая конфиденциальный обмен данными и сохраняя в секрете идентичность и местонахождение пользователя. Однако исследователи утверждают, что в нынешнем виде AKA может не выполнять этих функций, поскольку изложенные в нем требования недостаточно точны.

Команда исследователей выражает уверенность, что обеспечение безопасности 5G с помощью AKA будет более надежным, чем для сетевых протоколов 3G и 4G. Тем не менее, имеются недостатки. В частности, возможно обнаружение местонахождения телефона в определенном районе, хотя и без раскрытия идентичности владельца. Более того, из-за уязвимости AKA может ошибочно взиматься плата за использование сети 5G другим пользователем.

Исследователи рекомендуют внести ряд исправлений. Например, придать безопасности AKA необходимые свойства, которые сейчас отсутствуют, и модифицировать компонент подтверждения ключа. По их мнению, AKA не обеспечивает адекватной защиты личных данных от активных атакующих. Но исправить этот недостаток будет непросто.

Исследователи надеются привлечь 3GPP к работе над совершенствованием AKA и завершить ее прежде, чем начнется широкое распространение 5G.

Агентство Европейского Союза по сетевой и информационной безопасности (European Union Agency for Network and Information Security, ENISA) также выпустило доклад, в котором предупреждает, что выявленные недостатки протоколов сигнализации в сетях 2G, 3G и 4G могут возникнуть и в сетях 5G.

Исследования компании Ericsson показывают, что к 2023 г. может появиться 3,5 млрд. устройств Интернета вещей (IoT).

Небезопасная сеть 5G представляет поле для все более распространенных атак благодаря своей высокой скорости, которая увеличивает количество доступных объектов атаки. Нетрудно представить себе, чем может обернуться массированная DDoS-атака на предприятие, использующее сенсоры IoT, подключенные к сети 5G.

Компания ARM, разрабатывающая архитектуру процессоров, создает набор ПО, который позволит устройствам IoT работать с чипами SIM-карт, что сделает их подобными смартфонам с тарифными планами на мобильную связь. Тогда отпадет необходимость подключать устройства IoT через Wi-Fi. Однако хакеры могут атаковать SIM-карты и приводить их в негодность. Они способны также при атаке SIM-карт распространять вредоносный код с помощью текстовых сообщений.

Пока рано говорить, будут ли хакеры использовать уязвимости SIM-карт, если они появятся в устройствах IoT, но такая возможность имеется. В любом случае очевидно, что возможности, которые предоставляет 5G, могут способствовать усилиям хакеров по организации все более разрушительных атак с использованием как уже известных, так и появляющихся методов.

5G не обязательно изменит факторы риска, которые мы имеем. Но экспоненциально увеличит векторы угроз и возможности, которыми смогут воспользоваться атакующие. 5G позволит компаниям подключать все больше и больше устройств с более высокой скоростью обмена информацией, благодаря чему больше данных будет потребляться за более короткое время, увеличивая тем самым возможности сети и потоки входящих и исходящих данных ЦОДа. Так что если у вас подключено больше устройств и больше потоки данных, у вас больше потенциальных уязвимостей, обусловленных ростом числа дополнительных векторов атаки. Становится как никогда важно иметь надлежащие средства мониторинга, возможность идентифицировать атаку, если преступник проник в сеть, и потенциал эффективного ответа и устранения любой потенциальной проблемы. В конце концов, вы по-прежнему ищите аномалии, которых просто станет больше. Так что возможность немедленно идентифицировать угрозу и реагировать на нее будет иметь решающее значение для минимизации риска. Том Лелли, вице-президент по продажам компании DataSpan[4]

Развитие сетей 5G в России

Основная статья: Развитие сетей 5G в России

Развитие технологий 5G в мире

2018

Прогноз по мировому рынку инфраструктуры для развертывания 5G

13 ноября 2018 года аналитическая компания International Data Corporation (IDC) представила прогноз по мировому рынку инфраструктуры для развертывания сетей пятого поколения. Расходы на такие решения ожидаются на уровне 528 млн долларов в 2018 году и 26 млрд долларов в 2022-м, а среднегодовые темпы роста составят 118%.

Первые 5G-сети должны быть запущены в четвертом квартале 2018 года, а 2019-й должен стать годом массового внедрения такой технологии в мобильной отрасли. Скоро на рынке будут выпускаться телефоны с поддержкой 5G.

С точки зрения инфраструктуры мобильная индустрия продолжает проверять решения, которые используют сети 5G: виртуализацию, машинное обучение и искусственный интеллект для создания ценности из существующих сетевых сервисов. Хотя эти и другие улучшения будут играть решающую роль, 5G NR представляет собой ключевую веху в переходе на следующее поколение мобильных устройств, так как обеспечивает более быструю скорость и повышенную пропускную способность при меньшей стоимости. Именно 5G NR станет крупнейшим сегментом рынка 5G-инфраструктур в ближайшие годы, уверены эксперты.

Сети пятого поколения обеспечат сверхскоростной мобильный интернет-доступ, связь с низкими задержками и массовое подключение устройств Интернета вещей. Пропускная способность таких сервисов теоретически может достигать 20 Гбит/с. Технологии 5G на ноябрь 2018 года активно тестируются в том числе в России.

Хотя о 5G говорится в последнее время очень много, реальное влияние на рынок данное поколение связи окажет нескоро. По прогнозам шведского производителя телекоммуникационного оборудования Ericsson, к 2023 году в мире лишь 20% абонентов будут пользоваться 5G, в США этот показатель будет значительно выше - 50%. При этом трафик в США будет расти в среднем на 40% ежегодно, что приведет к восьмикратному его увеличению. Чтобы справится с этим цифровым цунами, операторам придется тратить деньги, а потому если показатель CAPEX (капитальные расходы) и снизит свой рост, то ненамного.

Согласно прогнозу аналитической компании Juniper Research, рынок услуг 5G, который в 2019 году составит 894 млн долларов, будет быстро расти и к 2025 году достигнет 300 млрд долларов. Эти показатели соответствуют среднегодовому росту на 163% в течение первых шести лет внедрения представленной технологии.

Основным двигателем роста рынка услуг 5G выступят домашние широкополосные подключения. Ожидается, что к 2025 году среднее домашнее широкополосное соединение 5G будет генерировать более 430 Гбайт данных в месяц^[5].

Первое беспроводное соединение 5G NR в коммерческой сети при помощи 5G-устройства

Компании Qualcomm, Swisscom, Wistron NeWeb Corp. и Ericsson 9 ноября 2018 года объявили о реализации первого беспроводного соединения 5G NR в коммерческой сети в диапазоне ниже 6 ГГц при помощи 5G-устройства. По мнению представителей компаний, эта демонстрация свидетельствует о неизбежной коммерциализации 5G в 2019 году.

5G-соединение в полосе 3,5 ГГц было осуществлено в Люцерне в рамках мероприятия Dialog Arena, призванного продемонстрировать возможности технологии. В ходе соединения использовалось абонентское оборудование (CPE) стандарта 5G, оборудование MWH-5 от WNC, применяемое для соединения с сетью 5G NR, построенной Swisscom на базе радиочастотного оборудования, ПО, сетевые и транспортные решения от Ericsson.

Тестовое устройство, в котором были применены 5G-модем Snapdragon X50 и радиочастотная подсистема от Qualcomm, подключилось к описанной сети 5G NR и отобразило логотип 5G. Ожидается, что это устройство станет первым коммерческим 5G-девайсом и будет доступно уже в первом полугодии 2019 года.

Запуск первой в мире 5G-сети

1 октября 2018 года Verizon объявила о запуске первой в мире коммерческой сети пятого поколения (5G). Оператор развернул ее в четырех американских городах: Сакраменто, Лос-Анджелесе, Хьюстоне и Индианаполисе. Компания официально объявила жителя Хьюстона Клейтона Харриса (Clayton Harris) «первым клиентом 5G-сетей в мире». Новая сеть обеспечит среднюю скорость 300 Мбит/с, а максимальная достигнет 940 Мбит/с. Подробнее здесь.

China Telecom испытает сеть 5G в 17 городах Китая

17 сентября 2018 года компания China Telecom объявила о старте испытаний сети 5G в 17 городах Китая. По информации компании, меры направлены на ускорение полноценного запуска коммерческого использования технологии в КНР. Подробнее здесь.

Рынок 5G начнет активно расти в 2020 году

По данным аналитиков MarketsandMarkets на сентябрь 2018 года, рынок 5G начнет активно расти в 2020 г. Ежегодные темпы его роста в период до 2025 г. составят 18%. Пока же мобильные операторы занимаются тестированием сетей связи.

Мировой рынок услуг 5G вырастет с $53,9 млрд в 2020 г. до $123,3 млрд в 2025 г. Среднегодовые темпы роста составят 18%.

Основными стимулами для роста рынка станут рост спроса на надежные услуги высокоскоростной связи, все большее число подключенных устройств и увеличение объема передаваемых данных. Среди сдерживающих факторов аналитики называют достаточно высокую стоимость развертывания сетей.

Быстрее всего в течение указанного периода будет расти сегмент мобильного широкополосного доступа в интернет. Мобильные операторы будут постепенно расширять зону покрытия и обеспечивать высокоскоростной доступ к множеству услуг, что позволит решить проблему «последней мили». По этой причине сети 5G будут востребованы как конечными пользователями, так и организациями.

По мнению аналитиков, в указанный период широкое распространение получат автономные транспортные средства, что также обеспечит рост рынка услуг 5G.

Быстрее всех в указанный период будет расти рынок Северной Америки, что позволит этому региону наиболее активно инвестировать в исследования и разработки.

В числе ключевых игроков на рынке услуг 5G в исследовании названы AT&T (США), Airtel (Индия), BT Group (Великобритания), China Mobile (Китай), China Telecom (Китай), Deutsche Telekom (Германия), DU (ОАЭ), Korea Telecom (Южная Корея), Telstra (Австралия), Vodafone (Великобритания) и Verizon (США)^[6].

Швейцария отложила запуск сетей 5G

В начале сентября 2018 года стало известно о том, что в Швейцарии отложили введение в эксплуатацию сети 5G, которое изначально было запланировано на конец 2018 года. Причиной переноса сроков стала отрицательная реакция политиков, вызванная повышением стоимости проекта. Кроме того, появилась информация о том, что развитию проекта в Швейцарии мешает распространение властями страны информации о якобы пагубном влиянии радиоволн на здоровье граждан.

По мнению представителей Swisscom, строительство сети 5G отложено по причине саботирования проекта политическим руководством. В связи со сложившейся ситуацией оператор теряет прибыль. Так, например, за второй квартал 2018 года этот показатель снизился почти на 9%, тогда как показатель продаж превысил отметку в 2%. До конца 2018 года Swisscom планирует представить несколько пилотных зон.

Ранее Swisscom уже запустил тестовую зону FWA в деревне Гуттаннен, а также провел эксперимент в Бургдорфе. Оператор тестировал частоту 3.5 GHz и платформы Ericsson Radio System, Cloud Packet Core и NFVi. Для передачи данных были выбраны устройства, использующие Intel Mobile Trial Platform, а также SIM-карты Swisscom.

Как известно, аукцион на частоты 5G в Швейцарии запланирован на начало 2019 года — тогда операторы смогут представить готовые сети.^[7]

Первый 5G-звонок через смартфон

В начале сентября 2018 года компания Ericsson объявила о совершении, как утверждает компания, первого звонка в сетях 5G через смартфон.

Вызов был выполнен на частоте 39 ГГц с использованием стандарта 5G New Radio (5G-NR) в неавтономном режиме (Non-Standalone) с использованием устройств Ericsson, а также модема Snapdragon X50 5G и радиочастотных подсистем Qualcomm. Испытания прошли в лаборатории Ericsson, расположенной в городе Киста.

Поскольку к моменту тестирования на коммерческом рынке не было создано ни одного смартфона с поддержкой сетей пятого поколения, было задействован прототип мобильного устройства в «форм-факторе смартфона».

По мнению компаний, подобные испытания «прокладывают пусть для коммерческих запусков совместимых со стандартом 5G-NR инфраструктуры, смартфонов и других мобильных устройств».

Исполнительный вице-президент Ericsson и руководитель подразделения Business Area Networks Фредрик Джедлинг (Fredrik Jejdling) также сообщил, что испытание дополнили тесты на совместимость в новых миллиметровых диапазонах, которые предоставляют операторам более широкие возможности по развертыванию 5G-сетей, а также более высокие скорости передачи данных для конечных пользователей.^[8]

По прогнозам аналитиков Digitimes Research, массовое распространение 5G-смартфонов ожидается не ранее 2021 года. Первые аппараты, совместимые с новым стандартом сотовой связи, появятся на рынке в 2019 году. По оценкам Digitimes Research, их отгрузки едва ли достигнут 1 млн штук.

Между тем, согласно результатам опроса IHS Markit среди 17 крупнейших операторов связи, совместно обслуживающих 43% мобильных абонентов в мире, 12% телекоммуникационных компаний (все из Северной Америки) планируют запустить коммерческие 5G-сервисы уже к концу 2018 года. Аналитики отмечают, что первыми новый стандарт освоят американские операторы, за которыми в 2019 году последуют южнокорейские.

Заключен первый в мире крупный контракт на строительство 5G-сети

30 июля 2018 года стало известно о заключении первого в мире крупного контракта на строительство сетей пятого поколения (5G). Американский оператор T-Mobile US, входящий в немецкий холдинг Deutsche Telekom, договорился о закупке соответствующего телекоммуникационного оборудования Nokia. Подробнее здесь.

Гонконг бесплатно раздаст 5G-частоты для быстрого запуска сетей

В июле 2018 года власти Гонконга заявили, что плата за использование 5G-частот не будет взиматься. Отказ от стандартного механизма распределения радиочастот — аукционных торгов между операторами — должен ускорить развертывание сетей пятого поколения.

Ведомство, отвечающее за распределение частот, пообещало не взимать плату за их выделение операторам 5G, если спрос не превысит 75% от предложения. В 2019 году планируется открыть для использования два участка шириной в 4,1 ГГц в диапазонах миллиметровых волн 26 ГГц и 28 ГГц в качестве первых диапазонов для предоставления связи в стандарте 5G.

Как и многие другие развитые страны, Гонконг участвует в экономической гонке по внедрению новых технологий, которые позволят мобильным сетям поддерживать огромное количество одновременных высокоскоростных соединений. Ожидается, что большинство стран запустят сети 5G с 2020 года.

Секретарь по торгово-экономическому развитию Гонконга Эдвард Яу Тан-вау (Edward Yau Tang-wah) отметил, что новую инициативу нельзя считать благотворительностью, ведь 5G предназначен не только для общения – он должен обеспечить дальнейшее развитие интернета вещей, «умных городов» и множества других приложений. Однако пока интерес к применению спектра таких частот выразили не так много отраслевых игроков – предполагается, что они задействуют менее 75% мощности.

Новая инициатива правительства значительно снизит стоимость новой технологии, а значит, сократит время на ее развертывание. Однако управление связи предупредило, что это может повлиять на стоимость тарифов, ведь плата за другие функции мобильных телефонов составляет лишь 3-4% от эксплуатационных расходов.

Правительство Гонконга запустило систему публичных консультаций по данному предложению, а власти заявили, что телекоммуникационные компании и другие участники рынка могут подавать заявки на применение высокочастотного спектра с конца 2018 года. Частоты данного спектра станут доступны с апреля 2019 года, так что операторы могут начать планировать запуск своих услуг 5G в 2020 году. Для этого они должны установить минимум 5000 новых базовых станций. ^[9]

China Mobile, Intel и Huawei протестировали технологию 5G NR на совместимость

China Mobile (CMCC), Intel и Huawei 14 июня 2018 года объявили о завершении тестирования на совместимость при разработке 5G (IODT) в соответствии с последним стандартом 3GPP Release15, замороженным в марте. Это первое многовендорное испытание подобного рода c единым протоколом, единым каналом и единой процедурой, которое показало, что 5G-сеть и 5G-терминалы от разных поставщиков могут поддерживать различные сервисы на базе технологии улучшенного мобильного широкополосного доступа (eMBB), в том числе видео со сверхвысоким разрешением и сервисы виртуальной реальности (VR).

Испытания проводились в Исследовательском институте China Mobile и позволили проверить принципы, лежащие в основе стандарта 3GPP 5G NR, а также установить взаимосвязь между соответствующими стандарту «нового радио» терминалом и сетью. При интеграции конфигурации 64T64R Massive MIMO в экспериментальную модель базовой станции и терминал Intel 2T4R предполагается, что скорость передачи данных достигнет 1,5 Гб/с, что обеспечит поддержку 8K-видео и VR-сервисов. В 2018 году China Mobile планирует провести испытания 5G в нескольких крупных городах, чего не может быть достигнуто без поддержки коммерческих терминалов.

Это испытание открыло путь для крупномасштабной проверки технологии 5G. В этом году China Mobile представит первую версию спецификаций для коммерческого использования 5G и запустит первые предкоммерческие терминалы в 2019 году, что может сыграть важную роль в таких сегментах, как фиксированный домашний доступ, промышленное видео (industry video) и «умное» производство, — заявил Хуан Юйхун (Huang Yuhong), вице-президент Исследовательского института China Mobile.

Huawei E2E-лаборатория Open Lab 5G

В апреле 2018 года компании China Mobile и Huawei открыли комплексную E2E-лабораторию Open Lab в Пекине на базе стандартов 5G. Лаборатория предоставляет комплексные 5G-инструменты и решения партнёрам из различных секторов, содействовать кросс-отраслевой конвергентной разработке и внедрению новых технологий.

Nokia 5G Future X

В феврале 2018 года, анонсируя чипсеты ReefShark, Nokia представила свою архитектуру Future X для 5G, которая служит основой для создания новых процессоров, технологий 5G и сервисов. Эта архитектура представляет собой полномасштабную сеть, обеспечивающую увеличение пропускной способности соты в три раза и снижение стоимости эксплуатации на 30%*, что достигается за счет автоматизации и искусственного интеллекта.

5G-сеть в США для защиты от Китая

Чиновники из Совета национальной безопасности США рассматривают возможность создания в стране единой государственной 5G сети для защиты от Китая, сообщает издание Axios со ссылкой на имеющиеся в его распоряжении документы^[10].

Как следует из документов, в США необходимо создать централизованную общенациональную сеть 5G в течение трех лет. В ближайшие 6-8 месяцев в администрации президента США должны начаться обсуждения касательно способов создания и финансирования проекта.

В документах изложено два варианта развития событий. Первый - правительство США собственными силами займется созданием единой сети. Второй - провайдеры интернета построят свои собственные сети 5G, которые будут конкурировать друг с другом. В материалах отмечается, что второй вариант может занять больше времени и стоить дороже, однако одним из «плюсов» данного плана является меньшее давление на индустрию.

По словам источника, занимавшегося составлением данных документов, второй вариант в действительности не является приемлемым для правительства США. Для защиты США от Китая и других противников стране необходима именно единая централизованная сеть. Вопрос заключается в том, будет ли правительство США заниматься строительством сети, или же это сделают частные компании, объединенные в единый консорциум.

Согласно документам, США должны как можно быстрее построить скоростную беспроводную сеть 5G, поскольку «Китай уже занимает доминирующее положение в производстве и эксплуатации сетевой инфраструктуры» и «Китай является доминирующим противником США в информационном пространстве».

• Кибервойны
• Кибервойна России и США
• Киберпреступность и киберконфликты : США
• Киберпреступность и киберконфликты : Китай
• Киберпреступность и киберконфликты : Россия

Испания в этом году начнет переход на 5G

Переход возглавит крупнейший испанский телеком-оператор Telefonica. В компании заявили, что 5G-сети начнут запускать уже в этом году, передает VentureBeat. Технологическими партнерами Telefonica станут ИТ-компании Nokia и Ericsson^[11].

В Telefonica заявили, что начнут разворачивать 5G в 2018 году, превращая испанские города в масштабные лаборатории для испытаний нового стандарта связи. В стране существует проект 5G Technological Cities, в рамках которого преимущества от новых скоростных сетей связи должны получить и компании, и обычные жители, и гости испанских городов.

Сети начнут разворачивать, начиная с небольших и малоизвестных иностранцам городов. Такие гораздо проще и быстрее приспособить для покрытия вышками нового стандарта связи, в них удобнее проводить испытания, чтобы в крупных городах применять уже отлаженные решения. Telefonica ожидает, что ее сети смогут обеспечить скорость передачи данных в 1-10 Гбит/с, задержку 1-5 мс и работу в сто раз большего числа подключенных устройств, чем сети текущего поколения.

Ожидается, что производительность беспроводной сети превысит производительность широкополосного домашнего интернета в 3 раз. 5G позволит начать более эффективные испытания беспилотных транспортных средств, обеспечит туристические услуги в VR и AR, распространение IoT, а также доступ в интернет в труднодоступной местности. К областям, которым сыграет на руку 5G можно отнести телемедицину, промышленную автоматизацию и дистанционное управлением всем, что можно представить: от роботов-хирургов до важных объектов инфраструктуры.

Крупнейшие операторы по всему миру начали гонку по применению технологии 5G. Например, сети 5G от Nokia заработают в Токио перед летней Олимпиадой 2020 года. Крупнейшая телекоммуникационная компания мира AT&T готова начать переход на стандарт 5G: уже к концу этого года AT&T запустит 5G в 12 городах США. Deutsche Telekom заявила о том, что уже запустила в Берлине опытную сеть 5G.

Примечания

2017

AT&T планирует первой в США развернуть сеть 5G в дюжине городов

Американская телекоммуникационная компания AT&T до конца 2018 года развернет сеть стандарта 5G в 12 городах США. Об этом говорится в сообщении компании. При этом в AT&T утверждают, что фирма станет первой в США, предоставляющей абонентам доступ к сетям нового поколения^[1].

Помимо AT&T о намерении развернуть сети стандарта 5G заявили и несколько других компаний. Так, к середине текущего года в пяти американских городах развернуть сеть 5G намерена компания Verizon. Сотовый оператор Sprint обзаведется новой сетью в 2019 году, а T-Mobile — в 2020^[2].

Испытана передача данных в сети 5G в миллиметровом диапазоне 39 ГГЦ

Компании Huawei и NTT DOCOMO в декабре 2017 года сообщили о проведении совместного эксплуатационного испытания мобильной связи 5G на большом расстоянии в миллиметровом диапазоне 39 ГГЦ в Иокогаме, одном из крупнейших коммерческих районов в Японии. В рамках испытания была достигнута максимальная скорость свыше 2 Гбит/с при передаче данных по нисходящему каналу. Данные передавались на аналогичный мобильному телефону абонентский терминал (UE), установленный на крыше автомобиля, который двигался на скорости свыше 20 км/ч.

По утверждении Huawei и NTT DOCOMO, успех испытания открывает возможности для использования и развертывания сетей 5G в миллиметровом диапазоне. Подвижность при передаче данных на большие расстояния в этом диапазоне позволит реализовать в 5G возможность мобильного высокоскоростного широкополосного доступа (eMBB) и переиспользовать существующие вложения оператора в макро-сеть.

Как известно, широкая зона покрытия и производительность терминала при мобильности все еще остаются проблемой для технологии 5G. Большие потери при распространении миллиметровых волн ограничивают зону покрытия, и при использовании узконаправленного луча, необходимого для фокусировки мощности передачи, становится гораздо сложнее отследить мобильное устройство.

Совместное эксплуатационное испытание, проведенное в ноябре 2017 года, успешно продемонстрировало, что миллиметровый диапазон 39 ГГц может быть использован для передачи данных на большие расстоянии в различных сценариях, как на стационарные, так и на мобильные терминалы даже в сложных городских условиях. Партнеры зафиксировали пропускную способность в нисходящем канале свыше 3 Гбит/с при использовании стационарного абонентского терминала (UE) на расстоянии 1,5 км и свыше 2 Гбит/с на расстоянии 1,8 км в миллиметровом диапазоне 39 ГГц. Проведенное испытание доказало эффективность технологий миллиметровых волн для предоставления целого спектра сервисов 5G.

Тестовая система состояла из одной базовой станции диапазона 39 ГГц, установленной на Yokohama Media Tower, и абонентского терминала в тестовом транспортном средстве. В рамках испытания была использована компактная антенна с фокусной линзой на базе метаматериалов c передовой технологией формирования луча (максимальный коэффициент усиления 31 дБи). Она используется для отслеживания абонентского терминала на тестовом автомобиле, движущемся на скорости свыше 20 км/ч.

Huawei и DOCOMO совместно работали над разработкой технологий для сетей 5G и провели целую серию крупномасштабных эксплуатационных испытаний, которая началась в декабре 2014 года.

Консорциум 3GPP представил стандарт NSA 5G NR Release 15

Консорциум разработчиков спецификации для мобильной телефонии – 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project) в рамках ежеквартальной пленарной встречи в Лиссабоне, Португалия, представил^[3] новый стандарт NSA 5G NR финальной версии Release 15^[4].

Стандарт 5G NR (5 поколение, новое радио – New Radio) одобрен всеми участниками мирового сообщества телекоммуникационных компаний 3GPP.

Ранее в этом году представители телекоммуникационной индустрии уде одобрили ускоренной стандартизации 5G, ради чего процесс было решено разделить на две фазы. Приоритетным стал анонс неавтономной версии Release 15 NSA (Non-standalone).

Принятие полных спецификаций Release 15 Full (с автономными характеристиками) перенесли на 2018 год, ориентировочно на июнь. В рамках этой версии стандарта будет обеспечено использование пользовательского и управляющего автономного оборудования 5G NR с базовыми станциями поколения 5G (5G next-generation core network, NGC).

Поскольку автономные и неавтономные (SA и NSA) релизы базируются на одинаковых характеристиках физического уровня, ожидается, что оборудование NSA будет полностью совместимо с техникой SA после ее стандартизации в 2018 году.

Так называемый «неавтономный» NSA (Non-standalone) режим стандарта 5G нормирует использование расширенного мобильного широкополосного доступа (enhanced Mobile BroadBand, eMBB) в сетях стандарта LTE.

В свою очередь, стандарт 5G NR подразумевает использование новых частотных диапазонов, обеспечивающих увеличение скорости обмена данными при снижении латентности. Именно этот режим разработан в качестве фундамента на первые годы развития и внедрения сетей 5G.

Финальные спецификации 5G описывают поддержку нескольких частотных спектров для мобильных сетей нового поколения. Низкочастотный спектр включает частоты в диапазоне 600–700 МГц. Среднечастотный спектр включает частоты в диапазоне 3,5 ГГц. Высокочастотный спектр располагается в районе диапазона 50 ГГц.

Официально скорости обмена данными для пользовательских устройств нормируются на уровне до 20 Гбит/с на прием и 10 Гбит/с на передачи, при этом сеть 5G должна держать нагрузку не менее 500 тыс. абонентских подключений на один квадратный километр площади.

Verizon: Сети 5G придут на замену домашнему Wi-Fi

Американская телекоммуникационная корпорация Verizon сообщила осенью 2017 года о планах развертывания коммерческих сетей 5G в пяти американских городах уже в 2018 году. Компания считает, что новые сети могут прийти на смену традиционному интернету, а их пользователями могут стать до 30 млн домохозяйств^[5].

Как говорится в опубликованном заявлении Verizon, развертывание коммерческих сетей 5G произойдет в 2018 году, компания планирует ввести эти услуги в трех-пяти населенных пунктах, начиная с Сакраменто (штат Калифорния) во второй половине года. О том, в каких еще населенных пунктах будет запущена коммерческая сеть 5G, компания обещает сообщить позднее.

Verizon отметила, что в 2017 году успешно провела тестовые испытания сетей нового поколения в 11 населенных пунктах. По мнению оператора, данная технология даст потребителям совершенно новые возможности по использованию интернета, IoT (интернета вещей) и потребления мультимедийного контента. По прогнозам Verizon, только в начальной фазе массового развертывания широкополосных 5G-сетей в США ее услугами могут воспользоваться до 30 млн домохозяйств.

Verizon может стать одной из первых компаний в мире, которая развернет коммерческие сети 5G для потребителей.

Telia объявляет о планах коммерческого запуска 5G в 2018 г

В 2017 году сети 5G тестируются во многих странах, но о планах коммерческого запуска в 2018 году пока объявила только шведская Telia совместно с Intel и Ericsson — запуск сети 5G для общественного использования ожидается в Стокгольме, Хельсинки и Таллине.

Первая публичная 5G-сеть в Европе

29 сентября 2017 года стало известно о запуске первой в Европе сотовой сети пятого поколения (5G), к которой может подключиться любой желающий. Совместными усилиями проект реализовали процессорный гигант Intel, шведский производитель телекоммуникационного оборудования Ericsson и скандинавский мобильный оператор Telia.

Публичная 5G-сеть в тестовом режиме развернута в порту Таллина с целью изучения возможностей, которые предоставляет новая технология, обеспечивающая высокие показатели скорости и качества интернет-соединения.

Высокоскоростную сеть также запустили на круизном лайнере, позволив 2 тыс. пассажиров выйти в Сеть через Wi-Fi, а также подключив к интернету информационные и коммуникационные системы корабля. Отмечается, что сеть 5G впервые в истории была запущена на транспорте.

Ericsson, Intel и Telia продолжили тестирование технологии еще в одном направлении — строительном. Компании продемонстрировали возможность дистанционного управления экскаватором при помощи системы дополненной реальности, связывающей с машиной посредством 5G-соединения. Быстрые коммуникации очень важны в случаях, когда строительной технике приходится работать на опасных участках.

Telia развернула мобильную сеть 5G при помощи базовой станции Ericsson и платформы Intel 5G Mobile Trial Platform. Согласно планам Telia и Ericsson, обнародованным в 2016 году, в 2018-м жители Таллина и Стокгольма получат доступ к услугам связи пятого поколения. Ожидается, что к этим городам присоединится и Хельсинки.

По словам главы представительства Ericsson в странах Европы и Латинской Америки Арун Бансал (Arun Bansal), для того, чтобы зарабатывать на 5G-сервисах, нужны инвестиции в технологии, бизнес и модели вывода готовых продуктов на рынок. Шведская компания прогнозирует, что к 2026 году операторы заработают на 5G-услугах $582 млрд.^[6]

Консорциум 5G-MoNArch

Huawei объявила в сентябре об объединении усилий с ведущими научными и отраслевыми партнерами и присоединении к консорциуму 5G-MoNArch. Его задача – разработка решений для следующей ключевой фазы архитектуры мобильной и беспроводной связи 5G. В рамках работы консорциума Huawei отвечает за разработку гибкой и адаптивной архитектуры сетей будущего.

В Финляндии стартовал проект WIVE для тестирования отраслевых сервисов в среде 5G

В сентябре 2017 года промышленная группа, которую возглавляет Nokia Bell Labs и в состав которой входят несколько академических институтов Финляндии, приступила к реализации проекта WIVE (WIreless for Verticals — беспроводная отраслевая связь), основная задача которого — помочь отраслям получать конкурентные преимущества с помощью технологий беспроводной связи, особенно 5G. Финансированием проекта занимается Финское агентство финансирования инноваций Tekes (Finnish Funding Agency for Innovation).

Участники проекта

В проект вовлечен целый ряд промышленных, исследовательских и академических партнеров, таких как Nokia, Teleste, Telia, ABB, Cargotec Kalmar, финская вещательная компания Yle, Digita, регулятор FICORA, ведущие финские университеты и Центр технических исследований Финляндии VTT.

Отраслевое сотрудничество — это важный фактор, стимулирующий инновации в среде 5G. Он позволяет разным отраслям полностью раскрыть потенциал этой технологии. Nokia Bell Labs фокусируется на высоконадежных коммуникациях с низкой латентностью и новых беспроводных коммуникационных системах для различных отраслей. Проект WIVE помогает нам лучше понять требования и возможности в ходе экспериментов и тестирования наших решений, — заявил промышленный координатор проекта Микко Ууситало (Mikko Uusitalo), возглавляющий исследования современных беспроводных технологий в компании Nokia.

Отрасли в фокусе проекта

Проект WIVE, рассчитанный на 2 года, сфокусируется на требованиях следующих отраслей:

• медийная отрасль и индустрия развлечений (M&E);
• подключение машин для прикладных целей:
  • высоконадежные коммуникации с низкой латентностью (Ultra Reliable Low Latency Communications, URLLC) для энергетических сетей Smart Grid и машин с удаленным управлением;
  • массовое подключение устройств (Massive Machine Type Connectivity, mMTC), то есть подключение большого количества устройств с максимальной экономичностью и минимальным энергопотреблением.

WIVE нацелен на разработку концепций и поддержку технологий, а также на тестирование и экспериментальную проверку передовых отраслевых сервисов, которые становятся возможными в среде 5G, особенно для URLLC, mMTC и доставки медиаконтента. Эти коммуникационные сервисы предъявляют разные требования к надежности, задержке, скорости передачи данных, безопасности и доступности. Цель проекта WIVE — продемонстрировать, что все эти требования удовлетворяются перспективными сетями 5G.

Количество подключенных устройств в эпоху всеобъемлющего интернета (Internet of Everything) создаст проблемы для будущих сетей в таких областях, как совместимость, масштабируемость и надежность. Проект WIVE вместе с финской программой тестирования сети 5G (5G Test Network Finland) внесет большой вклад в решение этих проблем, стимулируя трансформацию медийного бизнеса, — убежден руководитель программы Мика Клеметтинен (Mika Klemettinen) из агентства Tekes.

Задачи WIVE

• Отраслевые пилоты, тестирование отраслевых услуг и приложений:
  • В рамках проекта WIVE будут реализованы отраслевые пилотные проекты, моделирующие реальные ситуации на стендах 5GTNF (например, TAKE-5 и 5GTN+). Кроме того, будут протестированы отраслевые услуги и приложения, работающие в среде, близкой к реальности (за пределами лабораторий), чтобы определить будущие технические и деловые возможности и ограничения, связанные с развертыванием отраслевых сервисов в сетях 5G.

• Исследование возможностей частотных ресурсов:
  • Использование частотных ресурсов является одним из важнейших факторов, позволяющих в полной мере раскрыть инновационный потенциал технологии 5G. Именно поэтому в рамках WIVE будут активно исследоваться и продвигаться возможности гибкого использования частот и методы управления этим процессом, позволяющие открыть частотные ресурсы для 5G.

• Определение возможностей для разных отраслей и конечных пользователей:
  • Важной частью проекта WIVE является внимание к конечным пользователям и определение бизнес-возможностей для разных отраслей. 5G позволяет внедрять новаторские сервисные концепции и бизнес-кейсы в разных отраслях по мере того, как машины и устройства будут все чаще подключаться к сети, открывая путь для передовых бизнес-моделей и рынков в подключенном мире. При этом в процессе проработки деловых возможностей и сценариев 5G проект WIVE принимает во внимание способы и методы потребления контента конечными пользователями.

В Китае создадут решение для 5G-слайсинга в секторе энергетики

18 сентября 2017 года Пекинский исследовательский институт компании China Telecom, Институт энергетических исследований Китая и компания Huawei объявили о планах по совместной разработке 5G-решений для энергетики.

Совместный проект в ходе третьего форума «Интернет-инфраструктура нового поколения» (New-Generation Internet Infrastructure Forum) представили Чжу Сюетянь (Zhu Xuetian), директор департамента сетевых технологий и планирования Пекинского исследовательского института компании China Telecom, Дин Хуйся (Ding Huixia), директор Центра тестирования и моделирования коммуникационных технологий (Communications Test and Simulation Center) Института энергетических исследований Китая, и Цю Сюефэн (Qiu Xuefeng), вице-президент Packet Core Network, Huawei Cloud Core Network Product Line.

Технология беспроводной связи нового поколения 5G дополняет традиционные коммуникации типа «человек-человек» коммуникациями типа «человек-объект» и «объект-объект». Сеть 5G на базе облачной базовой сети 5G может использовать одну и ту же инфраструктуру для предоставления дифференцированных сетевых срезов, обеспечивая работу различных приложений. Например, срез со сверхнизким значением задержки будет в большей степени соответствовать требованиям такого сценария, как автоматическое распределение электроэнергии в энергетике. Сетевой срез 5G обеспечивает безопасность и изоляцию на том же уровне, что и частная энергосистема, но требует значительно меньших затрат и в большей степени способствует совершенствованию приложений в рамках «умной сети электроснабжения», пояснили в Huawei.

По словам представителя Пекинского исследовательского института Чжу Сюетяня, проект трехстороннего сотрудничества станет первым опытом 5G-слайсинга в энергетике. 5G-слайсинг дает широкие возможности для воплощения отраслевых сценариев, а также позволит создавать инновационные бизнес-модели. По мнению Цю Сюефэна, вице-президента Packet Core Network, проект позволит осуществлять комплексный технический контроль над 5G-слайсингом в отраслевых сценариях в рамках умной сети электроснабжения и ускорит развитие технологий и решений в этой сфере.

Для поддержки экосистемы 5G разработают облачную платформу

11 августа 2017 года появилась информация о том, что консорциум, состоящий из отраслевых вендоров, операторов, ИТ-компаний, малых и средних предприятий и европейских академических институтов, в течение двух лет разработает платформу нового поколения (Next Generation Platform-as-a-Service/NGPaaS), которая будет предоставляться по схеме «платформа как услуга», для оптимальной поддержки систем 5G, изначально готовых к работе в облаке.^[7]

Платформа 5G

По убеждению представителей консорциума, платформа 5G должна: изначально быть готовой к работе в облаке; облегчать разработку, доставку и эксплуатацию приложений с виртуальными сетевыми функциями (VNF, virtual network function) и «операторским качеством» в таких областях, как латентность, надежность и пропускная способность, то есть поддерживать производительность, характерную для технологии 5G; поддерживать приложения разных компаний с функциями VNF, чтобы обеспечивать возможность создавать более разнообразные и мощные облачные объекты, ломающие преграды в сфере коммуникаций (между людьми, роботами, датчиками и т.д.) и вычислений (машинное обучение, Big Data, видеоприложения и т.д.).

Цель консорциума состоит в создании платформы нового поколения PaaS, которая позволит разработчикам сотрудничать в рамках экосистемы 5G (куда войдут операторы, вендоры и другие компании). Это позволит открывать новые компании, увеличивать объем рынка и развивать рыночную экономику, — заявил Бессем Сайади (Bessem Sayadi), руководитель проекта в консорциуме и менеджер по исследованиям Nokia Bell Labs.

По мнению специалистов Nokia Bell Labs, PaaS является важнейшим инструментом, который позволит операторам получать максимальную пользу от операторского облака в процессе развития сетей.

Консорциум

По данным на август 2017 года, в консорциум входят компании Nokia Bell Labs France, Nokia и ATOS, операторы BT и Orange. Также в консорциум вошли университет Milano-Bicocca (Италия), Датский технический университет (Дания), IMEC (Бельгия). Малые и средние предприятия представлены компаниями Virtual Open Systems (Франция), Vertical M2M (Франция), B-COM (Франция), ONAPP (Великобритания).

Консорциум, возглавляемый Nokia Bell Labs, действует в рамках программы 5G-PPP (5G Infrastructure Public-Private Partnership – государственно-частное партнерство для разработки инфраструктуры 5G), которая была открыта в 2014 году по инициативе Европейского Союза и крупных телекоммуникационных компаний.

Сан-Марино первой в мире перейдёт на 5G

Как стало известно в июле 2017 года, Сан-Марино станет первой в мире страной, перешедшей на 5G. Как ожидается, переход на сети нового поколения состоится к концу 2018 года, пишет РБК со ссылкой на издание Il Sole 24 Ore.^[8]

Как отмечается, итальянский оператор связи Telecom Italia Mobile (TIM) намерен испытать на территории Сан-Марино свою новую технологию. Предполагается, что Telecom Italia подготовит необходимую для этой цели инфраструктуру за 2017 год.

Как известно, TIM уже проводит испытания технологии в Италии, в частности, в Турине. Однако в Сан-Марино меньше нормативных ограничений на использование радиочастот, что расширяет возможности для разворачивания сетей 5G.

SK Telecom и Samsung Electronics провели тестирование сквозного 5G соединения

Тестирование проведено в научно-исследовательском центре Samsung в городе Сувон. При тестировании использованы виртуализованное ядро Samsung 5G, виртуализованная сеть RAN, распределенный блок (блок формирования модулирующих сигналов и радиоблок) и тестовое устройство, соответствующие современным стандартам 5G NR. Предполагается, что разработка стандарта 3GPP Release 15 завершится в конце 2017 года

Подробнее смотрите: SK Telecom (5G New Radio (NR))

Nokia XGS-PON

20 июня 2017 года Nokia объявила о реализации возможности использования коммерческих сетей широкополосного доступа поколения PON (NG-PON) для передачи потоков Common Public Radio Interface (CPRI) со сверхнизкой задержкой по стандартному оптическому волокну между централизованным контроллером и удаленными радиоблоками базовых станций.

В ходе испытаний компания смогла доказать возможность выполнить требования к величине сетевой задержки, предусмотренной в коммерческом оборудовании Fronthaul для радиосвязи, что позволило сделать вывод о допустимости использования действующей волоконно-оптической инфраструктуры для экономичной транспортировки мобильного трафика и ускоренного внедрения технологий 5G.

Подробнее смотрите: Nokia XGS-PON

ZTE завершила полевые испытания 5G mMTC в Китае

Компания ZTE Corporation, поставщик телекоммуникационных услуг, корпоративных и потребительских технологических решений для мобильного Интернета, объявила в июне 2017 года о том, что ZTE стала первым разработчиком, завершившим полевые испытания mMTC во второй фазе испытаний 5G в Китае. Результаты испытаний показали, что количество подключенных терминалов было увеличено почти на 600 процентов, достигнув эквивалентной плотности в 10 миллионов соединений.

Подробнее смотрите: ZTE mMTC

В Евросоюзе определили частоты для 5G

Частотный диапазон 700 МГц выделен в ЕС для развертывания 5G. По решению Европейского совета от 25 апреля 2017 года , все страны Евросоюза получат возможность развивать высокоскоростные беспроводные услуги^[9].

25 апреля Европейский совет принял решение для развития скоростных беспроводных сервисов во всех странах ЕС предоставить частотный диапазон 700 МГц. Ожидается, что соответствующий правовой акт выйдет в официальном журнале Евросоюза 30 мая. Страны-участницы ЕС к июню 2018 года должны будут представить план по реализации этого решения.

Эксклюзивный доступ к частотному диапазону 694–790 МГц мобильные операторы получат к 30 июня 2020 года. В этот же период планируется и развертывание сетей 5G в европейских странах. Частоты от 470 до 790 МГц применяются для цифрового ТВ и для работы беспроводных микрофонов на различных мероприятиях. До 2030 года вещание также будет осуществляться на этих частотах, но страны Евросоюза также будут применять их и для интернет-сервисов. Связь нового поколения позволит реализовывать цифровые услуги не только в мегаполисах, но и в сельской местности.

В Китае пройдут самые масштабные полевые испытания 5G

В пекинском районе Хуайжоу будут проведены самые масштабные в мире полевые испытания сети 5G, сообщает БЕЛТА^[10]. В них примут участие ведущие мировые производители телекоммуникационного оборудования.

Второй этап исследований и испытаний был официально запущен в Китае в сентябре прошлого года. В тестировании сети пятого поколения приняли участие компании Huawei, ZTE, Datang, Nokia, Samsung и другие. По словам главы телекоммуникационного отдела Министерства промышленности и информатизации КНР Вэнь Ку, к 2018 году будет сформирован стандарт первой версии 5G, а в 2020 году 5G официально начнет эксплуатироваться.

Межконтинентальная сеть 5G

Ericsson, Deutsche Telekom и SK Telecom объявили в начале года о развертывании «первой в мире» межконтинентальной тестовой сети пятого поколения (5G). Сеть на базе 5G-платформы разработки компании Ericsson с использованием ряда новых 5G-решений, соединила Германию (Deutsche Telekom) и Южную Корею (SK Telecom)^[11].

Особенностью межконтинентальной сети 5G стало использование технологии так называемого «слайсинга» (network slicing) - сетевого сегментирования, которая позволяет операторам настраивать необходимую функциональность и параметры обслуживания в сети 5G, а для абонентов объединенной сети открывает доступ к привычным домашним услугам в роуминге.

Подробнее - Ericsson 5G Core System.

2016

В июле 2016 года в Евросоюзе была принята концепция развития сетей 5G с перспективой запуска * коммерческих сетей.

• Британская BT Group планирует запустить тестовые сети в 2019 году, чтобы вывести ее в коммерческое использование годом позже.
• В Южной Корее запуск первой коммерческой сети 5G планируется на 2019 год, в Китае — на 2022 год.

Qualcomm представил первый коммерческий 5G-модем

Первым коммерческим 5G-модемом стал Snapdragon X50, выпущенный американской компанией Qualcomm в октябре 2016 года.

Nokia ускорилаcь c созданием 5G

В начале октября 2016 года в Nokia сообщили, что компания готова реализовать технологию 5G быстрее, чем планировала раньше. Изначально Nokia рассчитывала вывести первые спецификации в 2018 году, а теперь планирует это сделать к концу 2017 года. Об этом рассказала директор по технологическому развитию Nokia в Восточной Европе Лидия Варукина на презентации продуктов компании.

Основные компоненты технологии 5G будут вырисовываться довольно отчетливо к концу 2017 года. То есть примерно через год мы будем понимать, из каких технологических компонентов будет состоять 5G. Это означает, что первые кластеры стандартизированных решений появятся в 2018 году, – отметила Лидия Варукина.

Первый запуск сетей 5G в России планируется в 2018 году, на стадионах во время спортивных матчей чемпионата мира по футболу. Источник TAdviser, знакомый с подготовкой телеком-инфраструктуры для стадионов к футбольному соревнованию, рассказал, что по состоянию на осень 2016 года идет своеобразная «борьба» между мобильными операторами за право обеспечить спортивные объекты связью 5G. Пока неизвестно, кто из них займется этим.

Nokia готовится к выводу первых предстандартных вариантов оборудования с поддержкой новой технологии. Прототип системы 5G Nokia уже демонстрировала в России вместе с мобильными операторами МТС и «Мегафон». Он работал с использованием нового радиоинтерфейса, возможности которого позволяют добиться скорости до 10 Гбит/с. Важно то, что работа прототипа демонстрировалась на коммерчески доступном оборудовании Nokia – AirFame (сервер) и AirScale (телекомовское «железо»).

«Мы фактически приближаемся к реализации 5G», – отметила Лидия Варукина.

По словам Лидии Варукиной, Nokia может обеспечить те сервисы, которые ставятся в качестве целевых характеристик для 5G – для автоматизации производства, для интернета вещей, для обеспечения безопасности на транспорте, безопасности в городе, то есть везде, где нужна быстрая реакция на изменяющуюся обстановку и практически мгновенная передача информации.

Если мы говорим об обычных пользователях, то они вполне довольны сетями доступа в интернет. Но когда мы говорим о бизнес-пользователях, о каких-то сегментах экономики – медицине, образовании, или о потребностях государства и регулирующих органов, здесь еще есть куда развиваться. Например, тот же «антитеррористический закон», который обязывает операторов обрабатывать трафик и хранить его в течение долгого времени. Это – очень хороший пример того, кто является драйвером развития той или иной технологии», – отметила Лидия Варукина.

В Nokia отмечают, что в более быстром выводе технологии 5G на рынок заинтересованы в странах, где развиты мобильные сети – Япония, Корея, США. Там трафик генерируется в огромных масштабах, и во многих случаях ресурсов LTE уже не хватает. Новая технология позволяет увеличить производительность сотовых сетей на порядок.

Над запуском 5G работают и другие крупные производители оборудования и операторы. Многие из их готовят тестовые запуски в 2017-2018 годах, а говоря о коммерческой эксплуатации, большинство называют 2020 год. К примеру, Intel вместе с южнокорейской KT Corporation планируют начать развертывание опытных сетей 5G в 2018 году, а производитель микроэлектроники Qualcomm сообщал о разработке микросхем для сетей 5G, которые должны быть готовы к коммерческому запуску 5G в 2020 году.

Fujitsu разрабатывает энергоэффективную технологию для сетей 5G

Основная статья: Fujitsu: Межподрешеточная технология кодирования 5G

Разработчики технологий для 5G на MWC

Разработки и испытания в области 5G в сотрудничестве с партнерами ведут многие крупные производители сетевого оборудования и операторы связи. Свои последние достижения и планы они представили на Мобильном конгрессе в Барселоне (MWC) в феврале 2016 года. В их числе: China Mobile, Deutsche Telecom, Vodafone, Orange, SK Telecom, Nokia, Intel, Huawei, ZTE, Qualcomm, Samsung, Ericsson и другие.

Intel в рамках MWC 2016 анонсировала платформу для испытаний связи пятого поколения, позволяющую, по заявлениям компании, ускорить процесс разработки соответствующих технологий, их развертывание и внедрение. Платформа включает блок обработки сигналов на базе FPGA, радиомодуль с поддержкой диапазона 6 ГГц и двух- и четырехканального режима MIMO (Multiple Input Multiple Output, множественный ввод множественный вывод), а также стек протоколов связи на базе процессора Core i7. В Intel говорят, что их компания проводит испытания этой новой экспериментальной платформы и создает прототипы решений на ее базе в сотрудничестве с крупнейшими в мире операторами мобильной связи.

Intel также сообщила о расширении сотрудничества с партнерами по направлению 5G – разработчиками оборудования и операторами. Ericsson и Intel сотрудничают с операторами мобильной связи над созданием 5G-решений и проводят совместные испытания, с LG Electronics – работают над созданием телематической технологии 5G для автомобилей нового поколения. С Nokia Intel планирует разработать радио-технологии и сетевые решения, которые позволили бы ускорить выпуск как клиентских устройств 5G, так и соответствующей беспроводной инфраструктуры.

Вместе с южнокорейской KT Corporation Intel в 2018 году планирует начать развертывание опытных сетей 5G для проверки на практике новых разработок и согласования спецификаций (стандартизации). В совместном проекте с Nokia планируется разработать решения 5G – клиентские и для операторов - еще до окончательного утверждения стандарта.

Обширный блок сотрудничества в области 5G у Intel ведется вместе с южнокорейским оператором SK Telecom. Последний на MWC продемонстрировал прототип системы 5G, обеспечивающей передачу данных на скорости 20,5 Гб/сек. В ней используется оборудование партнеров – Nokia, Ericsson, Intel и Samsung. Вкладом оператора является разработка программного обеспечения, позволяющего связать все компоненты системы, рассказали TAdviser представители компании.

На выставке Computex в июне 2016 года Intel объявила о начале сотрудничества с Foxconn – компании будут разрабатывать новые технологи для сетевой инфраструктуры, которые помогут трансформировать коммуникационные сети и заложат основу для сетей 5G.

Компании намерены сотрудничать над созданием опытных образцов и реализацией пилотных программ, в которых будут использоваться новые технологии, такие как Mobile Edge Computing, Cloud Radio Access Network (CloudRAN) и Network Functions Virtualization (NFV), которые позволяет создавать более интеллектуальные, эффективные и гибкие сети. Благодаря этим усилиям Intel и Foxconn намерены облегчить для поставщиков коммуникационных сервисов работу по изменению архитектуры своих сетей и подготовке к внедрению технологий 5G.

В рамках работ по направлению 5G SK Telecom осваивает технологию нарезки сетей (network slicing), позволяющую разделять одну физическую сеть на несколько виртуальных сетей. Это связано с тем, что для разных сервисов могут потребоваться разные конфигурации сетей, что проще и дешевле обеспечить за счет виртуальной сети, поясняют в компании.

Демонстрацию работы сети нового поколения, а также смартфонов для нее, на MWC продемонстрировал и оператор Deutsche Telekom совместно с партнерами Samsung, Huawei и Стэндфордским университетом. В ней использовалась технология радиодоступа в частотном диапазоне свыше 6 ГГц от Samsung. На начальном этапе оператор ориентируется, главным образом, на использование 5G с мобильных устройств, полагая, что большое количество свободных частот в спектре свыше 6 ГГц позволит обрабатывать огромный трафик данных, генерируемый и потребляемый смартфонами и носимыми устройствами.

В числе работ в области 5G, которые ведет оператор Orange – разработка «зеленых» адаптивных антенн, потребляющих в 100 раз меньше энергии, чем существующие. Как объяснил TAdviser представитель R&D-подразделения Orange, современные антенны тратят энергию, излучая сигнал во всех направлениях, даже если он нужен какому-то одному устройству. «Зеленые» антенны Orange смогут фокусировать сигнал именно в тех точках, где это нужно в данный момент. Работу прототипа такой антенны с визуализацией оператор продемонстрировал на MWC.

Старший директор Qualcomm по продуктовому менеджменту мобильных технологий Санджив Атали (Sanjeev Athalye) рассказал TAdviser, что по состоянию на начало года его компания разрабатывает прототипы чипсетов для сетей 5G для использования как на стороне базовой станции, так и на стороне принимающего сигнал устройства. Микросхемы должны быть готовы к коммерческому запуску сетей 5G в середине 2020 года, говорит он. Как и коллеги из других компаний, ведущих работы по направлению 5G, в Qualcomm отмечают, что ждут появления стандартов сетей нового поколения. Создав прототипы и проведя их испытания, Qualcomm рассчитывает внести вклад в создание этих стандартов.

Проект архитектуры сетей 5G показала на MWC компания ZTE совместно с оператором China Mobile. Они также продемонстрировали прототип высокочастотной 5G-системы, обеспечивающей скорость соединения свыше 10 Гбит/с. В ней задействована базовая станция ZTE с многоантенной технологией множественного доступа.

Huawei, сотрудничающая по развитию сетей нового поколения более чем с 20 партнерами, продемонстрировала новейшие 5G-технологии радиодоступа в рамках эксплуатационного испытания вместе с NTT Docomo, радиотехнологии 5G - вместе с China Mobile, мобильную архитектуру 5G для связи с малой задержкой — с Vodafone.

Nokia в рамках конгресса продемонстрировала комплект коммуникационных технологий 5G, позволяющий создать опорную сеть для поддержки устройств, взаимодействующих с интернетом и друг с другом.

2014: Запуск сетей ожидают в 2020 году

В 2014 году игроки мирового рынка ожидают появления стандарта сетей 5G в 2018 году, а их развертывания для коммерческого использования – в 2020 году. Пока стандарт не разработан, 5G остается концепцией, в которой сети нового поколения отличаются от предшествующих технологий значительно более высокой пропускной способностью – как минимум в 10 раз выше, чем LTE и способностью передавать большие объемы данных с намного меньшей задержкой. Задержка передачи информации в 5G - менее 1 миллисекунды, в то время как в сетях LTE - 10–20 миллисекунд. Кроме того, сети 5G будут обладать большей гибкостью и способностью «подстраиваться» под абонентское устройство.

Примечания