eng
Мы стоим на пороге нового поколения систем мобильной связи, и возникающие в связи с этим вопросы будоражат умы и специалистов, и рядовых пользователей. Что нас не устраивает сейчас, чего мы хотим добиться и какими средствами? Попробуем разобраться в этом вопросе и понять, что же такое системы беспроводной связи пятого поколения (5G) и чего мы ждем от них.
И.Шахнович,
шеф-редактор,
РИЦ "Техносфера"
Вопрос о том, что такое технологии беспроводной связи пятого поколения, с одной стороны, обсуждать рано – еще нет полноценных сетей 4G, к которым с полным правом можно относить LTE Advanced (и WiMAX 2.0, но эта технология как массовая практически сошла с дистанции). С другой стороны, фантазировать на эту тему уже поздно, поскольку тренды перспективного развития беспроводных телекоммуникаций уже наметились и из совсем призрачных, какими они представлялись в 2009 году, перешли в категорию опытных образцов и реальных эксперимен-
тов. Но прежде чем рассуждать о 5G, давайте рассмотрим, что же такое поколение систем беспроводной связи, чем одно из них отличается от другого, почему происходит их смена. И сделать это лучше всего в ретроспективе – все же на наших глазах практически сменилось четыре поколения.
Что такое поколение систем беспроводной связи. Поколение от поколения должно отличаться качественно, причем на всех уровнях – как на техническом, так и на уровне потребления услуг. В свое время переход от первого поколения технологий сотовой связи ко второму (GSM, CDMA, DAMPS) означал переход к цифровым технологиям на техническом уровне и к сервисам передачи данных (пусть и очень простым) – на пользовательском.
Переход к 3G означал возможность передачи данных на скоростях, позволяющих смотреть видео, – это был качественно новый шаг. Технологически он основывается на прорыве в создании малопотребляющих микроэлектронных средств обработки сигналов, как цифровых, так и аналоговых (например, высокочастотных малошумящих усилителей, приборов на основе GaAs и других широкозонных полупроводниковых материалов). Вспомним: именно тогда началось бурное развитие цифровых микроэлектронных технологий глубоко субмикронного уровня (65–45 нм и ниже), обеспечивших радикальное снижение энергопотребления и увеличение функциональности в заданном объеме. Именно на создание портативных устройств, в том числе телекоммуникационных, и была направлена пресловутая "гонка за нанометрами".
Четвертое поколение устройств – это полноценный "офис в кармане". Именно на это и направлены изначально сформулированные в рекомендации ITU-R M.1645 требования комитета IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications-Advanced) по обеспечению скорости в нисходящем канале до 100 Мбит/с для мобильных и 1 Гбит/с для номадических и фиксированных абонентов. Такая скорость обеспечивает возможность установления голосовых соединений и использования различных информационных сервисов: выхода в Интернет, обмена большими массивами данных, просмотра ТВ-трансляций (IPTV) и видео по запросу (VoD) и т.п. То есть все те сервисы, которые пользователь имел у себя дома или в офисе, становятся доступными в любом месте за очень небольшие деньги. Как сотовая телефония позволила быть на связи почти всегда и почти везде, так и системы 4G призваны обеспечить всех и каждого надежным высокоскоростным доступом к различным сетям передачи данных.
Тут есть один примечательный момент. Вроде бы для этого же создавались системы 3G. Но при всем стремлении производителей оборудования на основе 3G-технологии типа HSPA (High Speed Packet Access), они не смогли конкурировать с технологией WiMAX и сменившей ее LTE – предтечами 4G (а если не придираться к таким "мелочам", как совместимость, их уже можно относить к 4G). И это понятно: технологии 4G не просто обеспечивают принципиальную возможность передавать данные, как в 3G – либо медленно, либо дорого. Они позволяют забыть о привязке к конкретному информационному каналу. Пользователю становится безразлично, где он выходит в сеть – дома, в офисе, на прогулке или в автомобиле. И скорости, и стоимость услуг во всех этих случаях должны быть если и не одинаковы, то очень сопоставимы.
Все это было ненужно, пока электронные технологии не развились настолько, что появились массовые дешевые абонентские устройства, обладающие вычислительной мощностью и средствами отображения на уровне стационарных компьютеров, но при этом относительно недорогие, компактные и легкие. Смартфоны и планшеты – вот конечное звено системы 4G, без которого все заявленные скорости передачи не особо и нужны, ибо на экранчике сотового телефона образца начала (и даже середины) 2000-х годов видео в высоком разрешении не посмотришь.
Чтобы перейти к 4G, потребовалось коренное, принципиальное изменение в идеологии построения и архитектуре как сетей радиодоступа, так и опорных сетей. В беспроводных сетях было покончено с "телефонным наследием" сотовой связи, ведь даже системы 3G по сути являлись радиоудлинителями, связывающим абонентов с АТС. Система 4G – это принципиально иная структура. Это плоская IP-сеть с пакетной передачей данных, с возможностью распределенной архитектуры, с каналами прямого обмена между базовыми станциями и т.п. Сотовый оператор, переходящий от 3G к LTE, сохраняет только парк антенно-мачтовых конструкций, все остальное нужно делать с нуля, включая опорные сети.
Казалось бы, и мобильный WiMAX, и вытеснившая его практически полностью аналогичная технология LTE с такой задачей справятся. Более того, даже вопросы совместимости представлялись (и представляются) вполне разрешимыми. И ни о каком пятом поколении не было бы в ближайшие годы и речи, если бы не один фактор – спектральный ресурс.
О взрывном, экспоненциальном росте трафика, в том числе беспроводного, сказано и написано немало. Он растет, и это факт. А поскольку никто не отменял законы физики, то в соответствии с теоремой Шеннона возможности систем передачи ограничены. И как бы ни развивалась электроника, какие бы малошумящие усилители и прецизионные высокоскоростные АЦП ни создавались, какие бы методы цифровой обработки ни использовались, все это дает выигрыш в разы, в лучшем случае – на порядок. А нужно – на порядки. Растет потребность в трафике для отдельных абонентов, продолжает расти число самих абонентов, еще быстрее – объем активных абонентских устройств. А что случится, когда пресловутый "Интернет вещей" станет обыденностью, – даже страшно представить. Частотный ресурс уже стал золотым, и это полбеды, но в сантиметровом диапазоне, где действуют современные сети абонентского беспроводного доступа, он близок к исчерпанию.
Что такое 5G. Итак, что такое 5G. С потребительской точки зрения – это новый уровень скоростей передачи и, что принципиально, новая, более высокая плотность абонентов. Это полосы, измеряемые в гигагерцах. В сантиметровых диапазонах такого частотного ресурса не остается. Поэтому выход только один – переход в миллиметровый диапазон, формально от 30 до 300 ГГц.
Это звучит как фантастика, и еще несколько лет назад практически все специалисты лишь пожали бы плечами. Действительно, какая мобильная связь в миллиметровом диапазоне? Это ведь "практически оптика", "только прямая видимость", "огромное затухание свободного пространства" и т.д. Миллиметры – это удел радиорелейных систем, фиксированной связи с узконаправленными параболическими антеннами, радиолокационных систем с жидкостным охлаждением. А главное, сколько будет стоить элементная база, какие массогабаритные характеристики окажутся у конечных устройств, каково будет их энергопотребление?
Все эти проблемы еще недавно выглядели неразрешимыми. Но именно потому мы и говорим о "новом поколении", что оно означает смену технологической парадигмы, переход к новой идеологии, которая еще поколение назад казалась ненаучной фантастикой. Миллиметровый диапазон обладает рядом совершенно очевидных достоинств. Это не только широкие доступные полосы (от 1 ГГц), но и решение проблемы повторного использования частот. Действительно, миллиметровый диапазон – это только узконаправленные системы связи. Казалось бы, минус, но тем самым достигается пространственное разделение. И даже высокое затухание при отражениях, а в диапазоне 60 ГГц еще и рассеяние на атмосферном кислороде можно обратить в плюс, поскольку данные факторы ограничивают радиус действия систем связи, предотвращая их взаимную интерференцию.
Но чтобы реализовать все достоинства систем связи в миллиметровом диапазоне, нужна принципиально новая элементная база и новая аппаратура на ее основе. Примерно с середины 2000-х в этой области наметился прорыв, который сегодня можно считать воплощенным в серийной продукции. Появились не только дискретные СВЧ-компоненты, но и монолитные интегральные схемы (МИС), работающие в миллиметровом диапазоне. А затем в миллиметры устремились и кремниевые технологии СБИС, такие как БиКМОП (Si-Ge) и даже КМОП. Новая элементная база уже активно используются в системах радиорелейной связи Е-диапазона (71–76, 81–86, 92–95 ГГц), в оборудовании локальных беспроводных сетей в диапазоне 60 ГГц (WiGig, IEEE 802.11ad, WirelessHD, IEEE 802.15.3c). Причем – и это принципиально – в силу малой длины волны антенные массивы можно формировать непосредственно на подложках интегральных схем. И подобные образцы уже есть. Появляется новая категория элементной базы, где на одном кристалле или в одном корпусе интегрирована вся СВЧ-обработка, аналоговая и цифровая, а также антенная система, позволяющая формировать узкую перестраиваемую диаграмму направленности. Сложнейшие про-
блемы проектирования СВЧ-устройств решены на уровне СБИС/МИС и скрыты от разработчика аппаратуры. В его распоряжении оказываются компоненты с высокоскоростным цифровым интерфейсом и интегрированной антенной решеткой.
Все это предопределило интерес ведущих мировых производителей к миллиметровому диапазону на уровне систем абонентского беспроводного мобильного доступа – т.е. на уровне решений 5G. Это и Samsung, и Nokia Siemens Networks, и Huawei. Опубликованы результаты экспериментов по распространению радиосигналов в городских условиях в диапазонах 28, 38, 60, 72 ГГц, проводимых группой
проф. Т.Раппопорта в Нью-Йоркском политехническом университете, а также результаты других исследований. И эти результаты весьма обнадеживающие.
Таким образом, 5G – это миллиметровый диапазон. Это средства связи с динамически перестраиваемыми диаграммами направленности. Это новые горизонты скоростей и новые, недоступные ранее плотности абонентских устройств. Это – новый стимул для производителей элементной базы, для новых пользовательских сервисов, для нового контента, для всего нового, что сейчас даже не приходит в голову. И это уже практически реальность. Можно не сомневаться, что через год-два мы увидим черновые варианты будущих стандартов и сможем потрогать первые образцы аппаратуры.
А тем временем в умах исследователей рождаются идеи – призрачные, фантастические, нереализуемые, – которые через какое-то время лягут в основу концепций систем связи 6G. А затем воплотятся в массовом оборудовании, в гаджетах, без которых не будет мыслить себя ни один тинейджер образца 2025–2030 годов.
К.Коловский,
старший менеджер департамента маркетинга компании
Huawei в России
Проблемы развития мобильной связи и требования к ее эволюции.
Взрывной рост объемов мобильного трафика данных и числа абонентов, в первую очередь за счет увеличения доли подключений M2M, предъявляют три фундаментальных требования к эволюции систем мобильной передачи данных пятого поколения 5G:
поддержка огромной емкости и огромного числа соединений;
поддержка растущего разнообразия услуг, приложений и пользователей при значительно различающихся требованиях к сети с их стороны;
гибкое и эффективное использование всего доступного спектра (как правило, не сплошного) для самых разных сценариев развертывания сети.
Уже сейчас мобильные сети начинают становиться основным средством доступа к сети для связи типа человек–человек и человек–машина. Поэтому мобильным сетям придется предоставлять качество услуг связи, сравнимое с качеством услуг фиксированных сетей. Для этого технологии 5G должны будут иметь возможность предоставить абонентам скорость доступа до 10 Гбит/с и сверхнизкие задержки, чтобы сделать возможной визуальную связь со сверхвысоким разрешением и интерактивные мультимедийные услуги с эффектом погружения.
Требования разнообразных услуг к качеству сети мобильного широкополосного доступа (МШПД) значительно отличаются:
задержки от одной миллисекунды до нескольких секунд;
количество постоянно подключенных пользователей на соту от нескольких сотен до нескольких миллионов;
продолжительность сеансов связи от нескольких миллисекунд до нескольких дней;
сигнальная нагрузка от менее 1% почти до 100%.
Сетям 5G придется одновременно соответствовать всем вышеуказанным требованиям к качеству услуг, выполнять целый ряд задач отдельных пользователей и предприятий:
эффект погружения: скорость передачи данных как минимум 1 Гбит/с для поддержки видео со сверхвысоким разрешением и приложений виртуальной реальности;
качество как у оптоволокна: скорость передачи данных 10 Гбит/с для поддержки мобильных облачных услуг;
малые задержки и время отклика: менее 1 мс для поддержки мобильного управления в реальном времени, работы приложений и коммуникаций типа "автомобиль–автомобиль";
малое время переключения: максимум 10 мс между различными технологиями радиодоступа для обеспечения стабильного бесшовного предоставления услуг;
огромная емкость при постоянном подключении: современные мобильные сети уже поддерживают пять миллиардов абонентов, в будущем их придется расширять, чтобы поддерживать также несколько миллиардов приложений и сотни миллиардов машин;
потребление энергии: чтобы продлить срок службы батарей терминалов, потребление энергии на бит должно быть снижено примерно в 1000 раз.
Потребность в спектре. Помимо необходимости в гибком и эффективном использовании всего доступного несплошного спектра, для решения задач тысячекратного роста емкости сетей МШПД к 2020 году и еще большего роста в дальнейшем, сетям потребуется выделение значительного участка нового частотного спектра. В мире уже сформировалась общепринятая точка зрения, что для сетей МШПД необходимо выделить дополнительно от 500 МГц до 1 ГГц спектра.
Для максимально эффективного использования спектра технологии радиоинтерфейса должны учитывать требования разнообразных услуг связи к наилучшей комбинации диапазона частот и ресурсов радиоканала. Продолжающаяся глубокая интеграция SDN и облачных технологий поможет это реализовать и облегчит адаптацию технологий мобильных сетей к требованиям различных услуг для гарантии качества обслуживания, повышения ценности сети, снижения общей стоимости владения сетью и сокращения потребления энергии.
Ключевые технологии и инновации. В то время как предыдущие поколения беспроводных сетей характеризовались фиксированными радиопараметрами и частотными блоками, 5G позволит использовать любой спектр и любую технологию доступа для наилучшего предоставления услуг. Радиоинтерфейс и системы радиодоступа должны быть полностью пересмотрены, чтобы соответствовать новой парадигме мобильного доступа с огромной емкостью, огромным числом соединений и сверхвысокой скоростью передачи данных. Технологии 5G должны разрабатываться с возможностью поддержки всех сценариев развертывания сети, включая сверхплотную радиосеть с возможностью ретрансляции трафика (транспортные каналы между базовыми станциями), прямую связь между терминалами, динамический рефарминг спектра и совместное использование инфраструктуры радиодоступа.
Развитие 5G потребует нескольких технологических прорывов.
Для достижения значительных улучшений спектральной эффективности необходимы новые технологии множественного доступа и формирования радиосигнала в сочетании с новыми алгоритмами модуляции и кодирования. Для реализации новых адаптивных радиоинтерфейсов, требующих интенсивного использования вычислительных ресурсов, необходимы новые технологические прорывы в архитектуре радиочастотных модулей и модулей обработки основной полосы частот. Для этого потребуются значительно более мощные ресурсы основной полосы, соответствующие сложным требованиям новых решений, таких, например, как MIMO сверхвысокого порядка. Для поддержки этих новых радиоинтерфейсов нужен единый интегрированный дизайн, объединяющий беспрецедентное количество радиомодулей и антенных элементов в единый модуль.
Новые технологические прорывы в обработке радиосигналов позволят гибко и эффективно использовать радиочастотный спектр; одночастотные полнодуплексные радиотехнологии внесут основной вклад в рост спектральной эффективности. Инновации в этой области позволят снизить общую стоимость сети при улучшении энергоэффективности.
Объединение устройства радиодоступа и транспортного узла необходимо для очень плотного размещения базовых станций радиодоступа. Технологии Plug and Play станут жизненно необходимыми, чтобы такие устройства смогли связаться друг с другом и самостоятельно организовать использование доступных частотных блоков для радиодоступа и транспорта. Эта возможность будет ключевой для обеспечения радиодоступа в высокочастотных диапазонах.
Потребуется и прорыв в радиотехнологиях для мобильных терминалов, который позволит поддерживать огромный набор возможностей: от датчиков со сверхнизким потреблением энергии до сверхскоростных устройств с длительным временем работы от батареи. Миниатюрные мультиантенные технологии будут необходимы для обеспечения гигабитных скоростей доступа и снижения энергопотребления. Для дальнейшего расширения возможностей мобильных устройств также очень важна поддержка определенных функций базовых станций. Это позволит обеспечить мобильную связь, основанную на терминалах, например прямую связь между терминалами.
Инфраструктура радиодоступа, основанная на технологиях облачной архитектуры, сможет предоставить необходимые вычислительные ресурсы, память и транспортную емкость. Эволюция ядра сети к облачной архитектуре позволит обеспечить большую гибкость в создании новых услуг и приложений. Облачные вычисления станут фундаментом ядра сети и сделают сеть открытой, позволяя использовать любые инновации по мере их разработки. Ядро сети 5G также позволит бесшовную интеграцию с существующими сетями 3G и 4G.
Планы развития технологий 5G. Технологии 5G находятся на стадии ранних исследований. Назначение нового спектра для IMT ожидается на Всемирной конференции по радиосвязи (WRC) в 2015 году. МСЭ (Международный союз электросвязи) работает над требованиями к спектру IMT (к 2020 году и далее). После WRC-15 у МСЭ появится четкое понимание требований к системам и технологиям пятого поколения.
По оценкам нашей компании, примерный план развития технологий 5G следующий. Стадия ранних исследований технологий, создания первых прототипов, первых тестов продлится до
2015–2016 годов. Разработка и утверждение стандартов 5G придется на 2016–2018 годы. Первые коммерческие образцы сетевого оборудования и терминалов появятся в 2019–2020 годах, а массовое развертывание коммерческих сетей 5G начнется уже после 2020 года.
Глобальное партнерство. Компания Huawei участвует в развитии технологий 5G начиная с 2009 года и является одним из ключевых игроков в области разработки стандартов, технологий и инноваций 5G. В продвижении и развитии технологий 5G компания сотрудничает с разработчиками чипсетов и оборудования, университетами, международными торговыми ассоциациями, частными компаниями и государственными организациями. Наша компания уже стала партнером более 20 университетов во всем мире и активно сотрудничает с основными занимающимися вопросами стандартизации технологий 5G организациями, такими как METIS, ITU, China IMT-2020 и 3GPP.
Успех 5G может быть основан только на успехе всей инфокоммуникационной системы. Успех всех ее партнеров позволит создать действительно большую рыночную нишу для систем 5G.
М.Шуралев, ведущий эксперт, Ericsson
Стремительное развитие информационных технологий порой превосходит все наши ожидания и самые смелые фантазии, поэтому едва ли можно наверняка предсказать, какие открытия ожидают нас в ближайшие семь лет. Именно поэтому тема сетей 5G действительно остается одной из самых живых и горячих для телеком-индустрии. И пускай пока вопросов об этой технологии больше, чем ответов, мы в Ericsson уверены: именно стандарт сетей связи пятого поколения сможет приблизить мир к концепции Networked Society – концепции, в рамках которой люди, информация, устройства и знания будут связаны между собой в режиме реального времени.
Рост подключенных к сети устройств увеличивается в геометрической прогрессии с каждым годом. Общая тенденция такова, что в конечном итоге будет подключено все, что может выиграть от подключения к сети, начиная от светофоров, бытовой техники и автомобилей и заканчивая медицинским оборудованием, системами электроснабжения и целыми отраслями промышленности.
Безусловно, для таких подключений требуются сети нового поколения, максимально эффективные, стабильные и высокопроизводительные, которые в результате и составят базу стандарта 5G. Новые системы должны будут удовлетворять требованиям различных типов абонентских устройств и сегментов сети. Для одних это гигабитные скорости передачи данных для трансляции интерактивного видео супервысо-
кой четкости или передачи и облачной обработки массивных баз данных, для других (с большим числом маломощных автономных сенсорных устройств) – меньшие скорости, но при этом более короткое наносекундное время задержки и большая емкость. Рост числа различных подключенных устройств в 10–100 раз и объема передаваемых данных в тысячи раз (до 500 Гб на устройство в месяц) накладывает комплексные требования на развитие стандарта 5G, который объединяет различные частотные диапазоны, разную логику взаимодействия с сетью. Дополнительным требованием становится высокая надежность соединения, которая позволяет применять стандартные сети в сферах медицинского обслуживания и системах жизнеобеспечения городов.
Стоит отметить, что технологии 5G к 2020 году и после потребуют значительно большего диапазона частот и более широких несущих в целях поддержки ожидаемого прироста трафика и еще более высоких скоростей передачи данных; и это не считая уже выполняемых работ по поиску новых частотных диапозонов для современных сетей LTE и HSPA. По мнению Ericsson, для удовлетворения международных требований будет необходимо сверхплотное развертывание сетей, базовые станции которых будут использовать очень широкую полосу пропускания (несколько сотен мегагерц с возможностью расширения до нескольких гигагерц) в верхних диапазонах частот (10–100 ГГц).
Предположительно сети будут состоять из маломощных базовых станций, устанавливаемых вне помещений на расстоянии фонарных столбов, внутри помещений – в каждой комнате. Незанятые высокочастотные диапазоны облегчают задачу обеспечения широкой полосы пропускания, а также хорошо подходят для передачи данных на короткие расстояния.
Внедрение сетей пятого поколения станет эволюционным развитием существующих сетей для решения революционных изменений сферы цифрового пространства, и лидерство, безусловно, достанется тем компаниям и организациям, которые сумеют раньше других рассмотреть и использовать открывающиеся возможности на начальном этапе развития этих технологий.
А.Кирсанова, менеджер по связям с общественностью "МФИ Софт"
Мы находимся в удивительной ситуации, когда технологии стали догонять и опережать предсказания научных фантастов. Несколько лет назад мы перешли на 3G-Интернет, сейчас операторы связи активно строят LTE-сети, а на подходе уже новая разработка – 5G.
Основная цель этой технологии – решение проблемы перегрузки телекоммуникационных сетей при увеличении скорости соединения и объемов трафика. Каким образом будет реализована идея 5G-Интернета – пока неизвестно, ведется несколько параллельных исследований. Разработчики считают, что придется переосмыслить основной принцип сотовой связи, мобильное устройство будет само "решать", куда и с какой скоростью передавать данные. Так или иначе, запуск 5G к 2020 году – достаточно амбициозный проект.
Ожидается, что скорость передачи данных в 5G составит от 1 до 10 Гбит/с. В современных реалиях мобильный Интернет используется большей частью для потребления развлекательного контента, поэтому увеличение скоростей сегодня означает для большинства людей всего лишь возможность моментально скачать фильм. Соответственно, должно пройти время, необходимое для изменения общественного мышления, прежде чем новые технологии станут массовыми. Судя по скорости распространения тех же сетей LTE, технология GSM будет долго оставаться доминирующей. Поэтому разработка и внедрение 5G не заменит, а дополнит уже имеющиеся возможности мобильного Интернета.
Но интенсивное развитие технологий передачи данных должно вывести возможности мобильных устройств на новый уровень. Скорее всего, в массовую моду войдут инструменты дополненной реальности, такие как очки и браслеты с интернет-соединением. Локальные хранилища данных станут использоваться в минимальных объемах, переход информации в облака завершится окончательно. Высокоскоростной Интернет будет способствовать развитию совершенно различных направлений. Технологии искусственного интеллекта можно будет использовать в обыденной жизни – в транспорте, сфере обслуживания и т.д. Беспилотные самолеты и автомобили, автоматизированные супермаркеты, роботизированная техника – все это становится осязаемым будущим, а не далекими фантазиями.
Однако специалисты по информационной безопасности ждут и больших неприятностей от 5G. Судя по текущим тенденциям, 5G-технологии будут достаточно дешевыми, что позволит быстро и массово внедрить их на всех уровнях повседневной жизни. Резкий переход на новые мобильные технологии, скорее всего, на первых этапах не будет обеспечен надежной защитой, а культура персональной информационной безопасности находится пока что в зачаточном состоянии. В связи с этим откроются небывалые возможности для мошенников всех видов, появятся новые угрозы информационной безопасности. Если, к примеру, контроль над автоматизированной транспортной системой или инструментами дополненной реальности попадет не в те руки, последствия могут быть катастрофическими.
Разработчики систем безопасности уже сейчас должны начинать подготовку инфраструктуры для использования новых технологий. К примеру, центр перспективных разработок "МФИ Софт" приступил к активной разработке решений для данной задачи.
М.Каминский, технический директор CTI
Основной причиной перехода от стандарта 3G к 4G был рост трафика мобильных устройств, обусловленный появле-
нием и популяризацией
смартфонов и, как следствие, различных сервисов потребления кон-
тента с мобильных устройств. Все это существенно изменило мир телекоммуникаций и потребовало полосы пропускания, достаточной для потребления контента.
Однако на данный момент, как мне кажется, вопрос полосы для мобильного клиента уже не стоит так остро, скорости позволяют использовать доступ практически для любого вида услуг. Но только не всегда можно получить эту скорость. И тут мы приходим к пониманию того, что стандарты связи – это не просто технологии передачи на все большей скорости в идеальных условиях. Это целый пакет технологий и методов, обеспечивающих работу радиосети в реальном мире, в сложных условиях мегаполиса, с блокирующими сигнал зданиями, с помехами от множества электронных устройств, с большой концентрацией абонентов. При этом обеспечение высокой скорости в таких условиях не должно требовать слишком больших затрат, потому что эти затраты в том или ином виде ложатся на плечи абонентов.
Так чего же стоит ждать от сетей 5G? Я жду,
чтобы заявленные в сетях 4G скорости были доступны в каждой подворотне. Для этого необходима стандартизация методов самоорганизации радиосети, стандартизация методов взаимодействия базовых станций макро- и микроуровней, которая позволит обеспечить качественное покрытие и необходимую скорость для каждого абонента. Грубо говоря, хочется развития технологий для обеспечения устойчивой связи, а не увеличения скорости.
Солодовников, руководитель направления по взаимодействию со СМИ, ОАО "Мобильные ТелеСистемы"
Спецификация сетей 5G не определена ни одним органом стандартизации электросвязи. Наиболее актуальным на данном этапе является развитие сетей 3G и 4G, потенциал которых еще не исчерпан. Пользователи испытывают потребность в принципиально новых скоростях мобильного Интернета, которая связана с растущей долей видеоконтента в структуре потребления. Чтобы обеспечить высокое качество услуг, МТС строит сеть LTE и развивает сети 3G. Больше половины базовых станций 3G МТС поддерживает работу на скорости до 42 Мбит/с, абонентам сети LTE МТС доступны скорости до 100 Мбит/с почти в 20 регионах России. Мы ожидаем, что ближайшие перспективы развития телекоммуникационной отрасли будут связаны с ростом числа доступных 3G-устройств, увеличением количества оборудования с поддержкой 4G и постепенной миграцией абонентов из сетей 3G в сети LTE. ▪
шеф-редактор,
РИЦ "Техносфера"
Вопрос о том, что такое технологии беспроводной связи пятого поколения, с одной стороны, обсуждать рано – еще нет полноценных сетей 4G, к которым с полным правом можно относить LTE Advanced (и WiMAX 2.0, но эта технология как массовая практически сошла с дистанции). С другой стороны, фантазировать на эту тему уже поздно, поскольку тренды перспективного развития беспроводных телекоммуникаций уже наметились и из совсем призрачных, какими они представлялись в 2009 году, перешли в категорию опытных образцов и реальных эксперимен-
тов. Но прежде чем рассуждать о 5G, давайте рассмотрим, что же такое поколение систем беспроводной связи, чем одно из них отличается от другого, почему происходит их смена. И сделать это лучше всего в ретроспективе – все же на наших глазах практически сменилось четыре поколения.
Что такое поколение систем беспроводной связи. Поколение от поколения должно отличаться качественно, причем на всех уровнях – как на техническом, так и на уровне потребления услуг. В свое время переход от первого поколения технологий сотовой связи ко второму (GSM, CDMA, DAMPS) означал переход к цифровым технологиям на техническом уровне и к сервисам передачи данных (пусть и очень простым) – на пользовательском.
Переход к 3G означал возможность передачи данных на скоростях, позволяющих смотреть видео, – это был качественно новый шаг. Технологически он основывается на прорыве в создании малопотребляющих микроэлектронных средств обработки сигналов, как цифровых, так и аналоговых (например, высокочастотных малошумящих усилителей, приборов на основе GaAs и других широкозонных полупроводниковых материалов). Вспомним: именно тогда началось бурное развитие цифровых микроэлектронных технологий глубоко субмикронного уровня (65–45 нм и ниже), обеспечивших радикальное снижение энергопотребления и увеличение функциональности в заданном объеме. Именно на создание портативных устройств, в том числе телекоммуникационных, и была направлена пресловутая "гонка за нанометрами".
Четвертое поколение устройств – это полноценный "офис в кармане". Именно на это и направлены изначально сформулированные в рекомендации ITU-R M.1645 требования комитета IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications-Advanced) по обеспечению скорости в нисходящем канале до 100 Мбит/с для мобильных и 1 Гбит/с для номадических и фиксированных абонентов. Такая скорость обеспечивает возможность установления голосовых соединений и использования различных информационных сервисов: выхода в Интернет, обмена большими массивами данных, просмотра ТВ-трансляций (IPTV) и видео по запросу (VoD) и т.п. То есть все те сервисы, которые пользователь имел у себя дома или в офисе, становятся доступными в любом месте за очень небольшие деньги. Как сотовая телефония позволила быть на связи почти всегда и почти везде, так и системы 4G призваны обеспечить всех и каждого надежным высокоскоростным доступом к различным сетям передачи данных.
Тут есть один примечательный момент. Вроде бы для этого же создавались системы 3G. Но при всем стремлении производителей оборудования на основе 3G-технологии типа HSPA (High Speed Packet Access), они не смогли конкурировать с технологией WiMAX и сменившей ее LTE – предтечами 4G (а если не придираться к таким "мелочам", как совместимость, их уже можно относить к 4G). И это понятно: технологии 4G не просто обеспечивают принципиальную возможность передавать данные, как в 3G – либо медленно, либо дорого. Они позволяют забыть о привязке к конкретному информационному каналу. Пользователю становится безразлично, где он выходит в сеть – дома, в офисе, на прогулке или в автомобиле. И скорости, и стоимость услуг во всех этих случаях должны быть если и не одинаковы, то очень сопоставимы.
Все это было ненужно, пока электронные технологии не развились настолько, что появились массовые дешевые абонентские устройства, обладающие вычислительной мощностью и средствами отображения на уровне стационарных компьютеров, но при этом относительно недорогие, компактные и легкие. Смартфоны и планшеты – вот конечное звено системы 4G, без которого все заявленные скорости передачи не особо и нужны, ибо на экранчике сотового телефона образца начала (и даже середины) 2000-х годов видео в высоком разрешении не посмотришь.
Чтобы перейти к 4G, потребовалось коренное, принципиальное изменение в идеологии построения и архитектуре как сетей радиодоступа, так и опорных сетей. В беспроводных сетях было покончено с "телефонным наследием" сотовой связи, ведь даже системы 3G по сути являлись радиоудлинителями, связывающим абонентов с АТС. Система 4G – это принципиально иная структура. Это плоская IP-сеть с пакетной передачей данных, с возможностью распределенной архитектуры, с каналами прямого обмена между базовыми станциями и т.п. Сотовый оператор, переходящий от 3G к LTE, сохраняет только парк антенно-мачтовых конструкций, все остальное нужно делать с нуля, включая опорные сети.
Казалось бы, и мобильный WiMAX, и вытеснившая его практически полностью аналогичная технология LTE с такой задачей справятся. Более того, даже вопросы совместимости представлялись (и представляются) вполне разрешимыми. И ни о каком пятом поколении не было бы в ближайшие годы и речи, если бы не один фактор – спектральный ресурс.
О взрывном, экспоненциальном росте трафика, в том числе беспроводного, сказано и написано немало. Он растет, и это факт. А поскольку никто не отменял законы физики, то в соответствии с теоремой Шеннона возможности систем передачи ограничены. И как бы ни развивалась электроника, какие бы малошумящие усилители и прецизионные высокоскоростные АЦП ни создавались, какие бы методы цифровой обработки ни использовались, все это дает выигрыш в разы, в лучшем случае – на порядок. А нужно – на порядки. Растет потребность в трафике для отдельных абонентов, продолжает расти число самих абонентов, еще быстрее – объем активных абонентских устройств. А что случится, когда пресловутый "Интернет вещей" станет обыденностью, – даже страшно представить. Частотный ресурс уже стал золотым, и это полбеды, но в сантиметровом диапазоне, где действуют современные сети абонентского беспроводного доступа, он близок к исчерпанию.
Что такое 5G. Итак, что такое 5G. С потребительской точки зрения – это новый уровень скоростей передачи и, что принципиально, новая, более высокая плотность абонентов. Это полосы, измеряемые в гигагерцах. В сантиметровых диапазонах такого частотного ресурса не остается. Поэтому выход только один – переход в миллиметровый диапазон, формально от 30 до 300 ГГц.
Это звучит как фантастика, и еще несколько лет назад практически все специалисты лишь пожали бы плечами. Действительно, какая мобильная связь в миллиметровом диапазоне? Это ведь "практически оптика", "только прямая видимость", "огромное затухание свободного пространства" и т.д. Миллиметры – это удел радиорелейных систем, фиксированной связи с узконаправленными параболическими антеннами, радиолокационных систем с жидкостным охлаждением. А главное, сколько будет стоить элементная база, какие массогабаритные характеристики окажутся у конечных устройств, каково будет их энергопотребление?
Все эти проблемы еще недавно выглядели неразрешимыми. Но именно потому мы и говорим о "новом поколении", что оно означает смену технологической парадигмы, переход к новой идеологии, которая еще поколение назад казалась ненаучной фантастикой. Миллиметровый диапазон обладает рядом совершенно очевидных достоинств. Это не только широкие доступные полосы (от 1 ГГц), но и решение проблемы повторного использования частот. Действительно, миллиметровый диапазон – это только узконаправленные системы связи. Казалось бы, минус, но тем самым достигается пространственное разделение. И даже высокое затухание при отражениях, а в диапазоне 60 ГГц еще и рассеяние на атмосферном кислороде можно обратить в плюс, поскольку данные факторы ограничивают радиус действия систем связи, предотвращая их взаимную интерференцию.
Но чтобы реализовать все достоинства систем связи в миллиметровом диапазоне, нужна принципиально новая элементная база и новая аппаратура на ее основе. Примерно с середины 2000-х в этой области наметился прорыв, который сегодня можно считать воплощенным в серийной продукции. Появились не только дискретные СВЧ-компоненты, но и монолитные интегральные схемы (МИС), работающие в миллиметровом диапазоне. А затем в миллиметры устремились и кремниевые технологии СБИС, такие как БиКМОП (Si-Ge) и даже КМОП. Новая элементная база уже активно используются в системах радиорелейной связи Е-диапазона (71–76, 81–86, 92–95 ГГц), в оборудовании локальных беспроводных сетей в диапазоне 60 ГГц (WiGig, IEEE 802.11ad, WirelessHD, IEEE 802.15.3c). Причем – и это принципиально – в силу малой длины волны антенные массивы можно формировать непосредственно на подложках интегральных схем. И подобные образцы уже есть. Появляется новая категория элементной базы, где на одном кристалле или в одном корпусе интегрирована вся СВЧ-обработка, аналоговая и цифровая, а также антенная система, позволяющая формировать узкую перестраиваемую диаграмму направленности. Сложнейшие про-
блемы проектирования СВЧ-устройств решены на уровне СБИС/МИС и скрыты от разработчика аппаратуры. В его распоряжении оказываются компоненты с высокоскоростным цифровым интерфейсом и интегрированной антенной решеткой.
Все это предопределило интерес ведущих мировых производителей к миллиметровому диапазону на уровне систем абонентского беспроводного мобильного доступа – т.е. на уровне решений 5G. Это и Samsung, и Nokia Siemens Networks, и Huawei. Опубликованы результаты экспериментов по распространению радиосигналов в городских условиях в диапазонах 28, 38, 60, 72 ГГц, проводимых группой
проф. Т.Раппопорта в Нью-Йоркском политехническом университете, а также результаты других исследований. И эти результаты весьма обнадеживающие.
Таким образом, 5G – это миллиметровый диапазон. Это средства связи с динамически перестраиваемыми диаграммами направленности. Это новые горизонты скоростей и новые, недоступные ранее плотности абонентских устройств. Это – новый стимул для производителей элементной базы, для новых пользовательских сервисов, для нового контента, для всего нового, что сейчас даже не приходит в голову. И это уже практически реальность. Можно не сомневаться, что через год-два мы увидим черновые варианты будущих стандартов и сможем потрогать первые образцы аппаратуры.
А тем временем в умах исследователей рождаются идеи – призрачные, фантастические, нереализуемые, – которые через какое-то время лягут в основу концепций систем связи 6G. А затем воплотятся в массовом оборудовании, в гаджетах, без которых не будет мыслить себя ни один тинейджер образца 2025–2030 годов.
К.Коловский,
старший менеджер департамента маркетинга компании
Huawei в России
Проблемы развития мобильной связи и требования к ее эволюции.
Взрывной рост объемов мобильного трафика данных и числа абонентов, в первую очередь за счет увеличения доли подключений M2M, предъявляют три фундаментальных требования к эволюции систем мобильной передачи данных пятого поколения 5G:
поддержка огромной емкости и огромного числа соединений;
поддержка растущего разнообразия услуг, приложений и пользователей при значительно различающихся требованиях к сети с их стороны;
гибкое и эффективное использование всего доступного спектра (как правило, не сплошного) для самых разных сценариев развертывания сети.
Уже сейчас мобильные сети начинают становиться основным средством доступа к сети для связи типа человек–человек и человек–машина. Поэтому мобильным сетям придется предоставлять качество услуг связи, сравнимое с качеством услуг фиксированных сетей. Для этого технологии 5G должны будут иметь возможность предоставить абонентам скорость доступа до 10 Гбит/с и сверхнизкие задержки, чтобы сделать возможной визуальную связь со сверхвысоким разрешением и интерактивные мультимедийные услуги с эффектом погружения.
Требования разнообразных услуг к качеству сети мобильного широкополосного доступа (МШПД) значительно отличаются:
задержки от одной миллисекунды до нескольких секунд;
количество постоянно подключенных пользователей на соту от нескольких сотен до нескольких миллионов;
продолжительность сеансов связи от нескольких миллисекунд до нескольких дней;
сигнальная нагрузка от менее 1% почти до 100%.
Сетям 5G придется одновременно соответствовать всем вышеуказанным требованиям к качеству услуг, выполнять целый ряд задач отдельных пользователей и предприятий:
эффект погружения: скорость передачи данных как минимум 1 Гбит/с для поддержки видео со сверхвысоким разрешением и приложений виртуальной реальности;
качество как у оптоволокна: скорость передачи данных 10 Гбит/с для поддержки мобильных облачных услуг;
малые задержки и время отклика: менее 1 мс для поддержки мобильного управления в реальном времени, работы приложений и коммуникаций типа "автомобиль–автомобиль";
малое время переключения: максимум 10 мс между различными технологиями радиодоступа для обеспечения стабильного бесшовного предоставления услуг;
огромная емкость при постоянном подключении: современные мобильные сети уже поддерживают пять миллиардов абонентов, в будущем их придется расширять, чтобы поддерживать также несколько миллиардов приложений и сотни миллиардов машин;
потребление энергии: чтобы продлить срок службы батарей терминалов, потребление энергии на бит должно быть снижено примерно в 1000 раз.
Потребность в спектре. Помимо необходимости в гибком и эффективном использовании всего доступного несплошного спектра, для решения задач тысячекратного роста емкости сетей МШПД к 2020 году и еще большего роста в дальнейшем, сетям потребуется выделение значительного участка нового частотного спектра. В мире уже сформировалась общепринятая точка зрения, что для сетей МШПД необходимо выделить дополнительно от 500 МГц до 1 ГГц спектра.
Для максимально эффективного использования спектра технологии радиоинтерфейса должны учитывать требования разнообразных услуг связи к наилучшей комбинации диапазона частот и ресурсов радиоканала. Продолжающаяся глубокая интеграция SDN и облачных технологий поможет это реализовать и облегчит адаптацию технологий мобильных сетей к требованиям различных услуг для гарантии качества обслуживания, повышения ценности сети, снижения общей стоимости владения сетью и сокращения потребления энергии.
Ключевые технологии и инновации. В то время как предыдущие поколения беспроводных сетей характеризовались фиксированными радиопараметрами и частотными блоками, 5G позволит использовать любой спектр и любую технологию доступа для наилучшего предоставления услуг. Радиоинтерфейс и системы радиодоступа должны быть полностью пересмотрены, чтобы соответствовать новой парадигме мобильного доступа с огромной емкостью, огромным числом соединений и сверхвысокой скоростью передачи данных. Технологии 5G должны разрабатываться с возможностью поддержки всех сценариев развертывания сети, включая сверхплотную радиосеть с возможностью ретрансляции трафика (транспортные каналы между базовыми станциями), прямую связь между терминалами, динамический рефарминг спектра и совместное использование инфраструктуры радиодоступа.
Развитие 5G потребует нескольких технологических прорывов.
Для достижения значительных улучшений спектральной эффективности необходимы новые технологии множественного доступа и формирования радиосигнала в сочетании с новыми алгоритмами модуляции и кодирования. Для реализации новых адаптивных радиоинтерфейсов, требующих интенсивного использования вычислительных ресурсов, необходимы новые технологические прорывы в архитектуре радиочастотных модулей и модулей обработки основной полосы частот. Для этого потребуются значительно более мощные ресурсы основной полосы, соответствующие сложным требованиям новых решений, таких, например, как MIMO сверхвысокого порядка. Для поддержки этих новых радиоинтерфейсов нужен единый интегрированный дизайн, объединяющий беспрецедентное количество радиомодулей и антенных элементов в единый модуль.
Новые технологические прорывы в обработке радиосигналов позволят гибко и эффективно использовать радиочастотный спектр; одночастотные полнодуплексные радиотехнологии внесут основной вклад в рост спектральной эффективности. Инновации в этой области позволят снизить общую стоимость сети при улучшении энергоэффективности.
Объединение устройства радиодоступа и транспортного узла необходимо для очень плотного размещения базовых станций радиодоступа. Технологии Plug and Play станут жизненно необходимыми, чтобы такие устройства смогли связаться друг с другом и самостоятельно организовать использование доступных частотных блоков для радиодоступа и транспорта. Эта возможность будет ключевой для обеспечения радиодоступа в высокочастотных диапазонах.
Потребуется и прорыв в радиотехнологиях для мобильных терминалов, который позволит поддерживать огромный набор возможностей: от датчиков со сверхнизким потреблением энергии до сверхскоростных устройств с длительным временем работы от батареи. Миниатюрные мультиантенные технологии будут необходимы для обеспечения гигабитных скоростей доступа и снижения энергопотребления. Для дальнейшего расширения возможностей мобильных устройств также очень важна поддержка определенных функций базовых станций. Это позволит обеспечить мобильную связь, основанную на терминалах, например прямую связь между терминалами.
Инфраструктура радиодоступа, основанная на технологиях облачной архитектуры, сможет предоставить необходимые вычислительные ресурсы, память и транспортную емкость. Эволюция ядра сети к облачной архитектуре позволит обеспечить большую гибкость в создании новых услуг и приложений. Облачные вычисления станут фундаментом ядра сети и сделают сеть открытой, позволяя использовать любые инновации по мере их разработки. Ядро сети 5G также позволит бесшовную интеграцию с существующими сетями 3G и 4G.
Планы развития технологий 5G. Технологии 5G находятся на стадии ранних исследований. Назначение нового спектра для IMT ожидается на Всемирной конференции по радиосвязи (WRC) в 2015 году. МСЭ (Международный союз электросвязи) работает над требованиями к спектру IMT (к 2020 году и далее). После WRC-15 у МСЭ появится четкое понимание требований к системам и технологиям пятого поколения.
По оценкам нашей компании, примерный план развития технологий 5G следующий. Стадия ранних исследований технологий, создания первых прототипов, первых тестов продлится до
2015–2016 годов. Разработка и утверждение стандартов 5G придется на 2016–2018 годы. Первые коммерческие образцы сетевого оборудования и терминалов появятся в 2019–2020 годах, а массовое развертывание коммерческих сетей 5G начнется уже после 2020 года.
Глобальное партнерство. Компания Huawei участвует в развитии технологий 5G начиная с 2009 года и является одним из ключевых игроков в области разработки стандартов, технологий и инноваций 5G. В продвижении и развитии технологий 5G компания сотрудничает с разработчиками чипсетов и оборудования, университетами, международными торговыми ассоциациями, частными компаниями и государственными организациями. Наша компания уже стала партнером более 20 университетов во всем мире и активно сотрудничает с основными занимающимися вопросами стандартизации технологий 5G организациями, такими как METIS, ITU, China IMT-2020 и 3GPP.
Успех 5G может быть основан только на успехе всей инфокоммуникационной системы. Успех всех ее партнеров позволит создать действительно большую рыночную нишу для систем 5G.
М.Шуралев, ведущий эксперт, Ericsson
Стремительное развитие информационных технологий порой превосходит все наши ожидания и самые смелые фантазии, поэтому едва ли можно наверняка предсказать, какие открытия ожидают нас в ближайшие семь лет. Именно поэтому тема сетей 5G действительно остается одной из самых живых и горячих для телеком-индустрии. И пускай пока вопросов об этой технологии больше, чем ответов, мы в Ericsson уверены: именно стандарт сетей связи пятого поколения сможет приблизить мир к концепции Networked Society – концепции, в рамках которой люди, информация, устройства и знания будут связаны между собой в режиме реального времени.
Рост подключенных к сети устройств увеличивается в геометрической прогрессии с каждым годом. Общая тенденция такова, что в конечном итоге будет подключено все, что может выиграть от подключения к сети, начиная от светофоров, бытовой техники и автомобилей и заканчивая медицинским оборудованием, системами электроснабжения и целыми отраслями промышленности.
Безусловно, для таких подключений требуются сети нового поколения, максимально эффективные, стабильные и высокопроизводительные, которые в результате и составят базу стандарта 5G. Новые системы должны будут удовлетворять требованиям различных типов абонентских устройств и сегментов сети. Для одних это гигабитные скорости передачи данных для трансляции интерактивного видео супервысо-
кой четкости или передачи и облачной обработки массивных баз данных, для других (с большим числом маломощных автономных сенсорных устройств) – меньшие скорости, но при этом более короткое наносекундное время задержки и большая емкость. Рост числа различных подключенных устройств в 10–100 раз и объема передаваемых данных в тысячи раз (до 500 Гб на устройство в месяц) накладывает комплексные требования на развитие стандарта 5G, который объединяет различные частотные диапазоны, разную логику взаимодействия с сетью. Дополнительным требованием становится высокая надежность соединения, которая позволяет применять стандартные сети в сферах медицинского обслуживания и системах жизнеобеспечения городов.
Стоит отметить, что технологии 5G к 2020 году и после потребуют значительно большего диапазона частот и более широких несущих в целях поддержки ожидаемого прироста трафика и еще более высоких скоростей передачи данных; и это не считая уже выполняемых работ по поиску новых частотных диапозонов для современных сетей LTE и HSPA. По мнению Ericsson, для удовлетворения международных требований будет необходимо сверхплотное развертывание сетей, базовые станции которых будут использовать очень широкую полосу пропускания (несколько сотен мегагерц с возможностью расширения до нескольких гигагерц) в верхних диапазонах частот (10–100 ГГц).
Предположительно сети будут состоять из маломощных базовых станций, устанавливаемых вне помещений на расстоянии фонарных столбов, внутри помещений – в каждой комнате. Незанятые высокочастотные диапазоны облегчают задачу обеспечения широкой полосы пропускания, а также хорошо подходят для передачи данных на короткие расстояния.
Внедрение сетей пятого поколения станет эволюционным развитием существующих сетей для решения революционных изменений сферы цифрового пространства, и лидерство, безусловно, достанется тем компаниям и организациям, которые сумеют раньше других рассмотреть и использовать открывающиеся возможности на начальном этапе развития этих технологий.
А.Кирсанова, менеджер по связям с общественностью "МФИ Софт"
Мы находимся в удивительной ситуации, когда технологии стали догонять и опережать предсказания научных фантастов. Несколько лет назад мы перешли на 3G-Интернет, сейчас операторы связи активно строят LTE-сети, а на подходе уже новая разработка – 5G.
Основная цель этой технологии – решение проблемы перегрузки телекоммуникационных сетей при увеличении скорости соединения и объемов трафика. Каким образом будет реализована идея 5G-Интернета – пока неизвестно, ведется несколько параллельных исследований. Разработчики считают, что придется переосмыслить основной принцип сотовой связи, мобильное устройство будет само "решать", куда и с какой скоростью передавать данные. Так или иначе, запуск 5G к 2020 году – достаточно амбициозный проект.
Ожидается, что скорость передачи данных в 5G составит от 1 до 10 Гбит/с. В современных реалиях мобильный Интернет используется большей частью для потребления развлекательного контента, поэтому увеличение скоростей сегодня означает для большинства людей всего лишь возможность моментально скачать фильм. Соответственно, должно пройти время, необходимое для изменения общественного мышления, прежде чем новые технологии станут массовыми. Судя по скорости распространения тех же сетей LTE, технология GSM будет долго оставаться доминирующей. Поэтому разработка и внедрение 5G не заменит, а дополнит уже имеющиеся возможности мобильного Интернета.
Но интенсивное развитие технологий передачи данных должно вывести возможности мобильных устройств на новый уровень. Скорее всего, в массовую моду войдут инструменты дополненной реальности, такие как очки и браслеты с интернет-соединением. Локальные хранилища данных станут использоваться в минимальных объемах, переход информации в облака завершится окончательно. Высокоскоростной Интернет будет способствовать развитию совершенно различных направлений. Технологии искусственного интеллекта можно будет использовать в обыденной жизни – в транспорте, сфере обслуживания и т.д. Беспилотные самолеты и автомобили, автоматизированные супермаркеты, роботизированная техника – все это становится осязаемым будущим, а не далекими фантазиями.
Однако специалисты по информационной безопасности ждут и больших неприятностей от 5G. Судя по текущим тенденциям, 5G-технологии будут достаточно дешевыми, что позволит быстро и массово внедрить их на всех уровнях повседневной жизни. Резкий переход на новые мобильные технологии, скорее всего, на первых этапах не будет обеспечен надежной защитой, а культура персональной информационной безопасности находится пока что в зачаточном состоянии. В связи с этим откроются небывалые возможности для мошенников всех видов, появятся новые угрозы информационной безопасности. Если, к примеру, контроль над автоматизированной транспортной системой или инструментами дополненной реальности попадет не в те руки, последствия могут быть катастрофическими.
Разработчики систем безопасности уже сейчас должны начинать подготовку инфраструктуры для использования новых технологий. К примеру, центр перспективных разработок "МФИ Софт" приступил к активной разработке решений для данной задачи.
М.Каминский, технический директор CTI
Основной причиной перехода от стандарта 3G к 4G был рост трафика мобильных устройств, обусловленный появле-
нием и популяризацией
смартфонов и, как следствие, различных сервисов потребления кон-
тента с мобильных устройств. Все это существенно изменило мир телекоммуникаций и потребовало полосы пропускания, достаточной для потребления контента.
Однако на данный момент, как мне кажется, вопрос полосы для мобильного клиента уже не стоит так остро, скорости позволяют использовать доступ практически для любого вида услуг. Но только не всегда можно получить эту скорость. И тут мы приходим к пониманию того, что стандарты связи – это не просто технологии передачи на все большей скорости в идеальных условиях. Это целый пакет технологий и методов, обеспечивающих работу радиосети в реальном мире, в сложных условиях мегаполиса, с блокирующими сигнал зданиями, с помехами от множества электронных устройств, с большой концентрацией абонентов. При этом обеспечение высокой скорости в таких условиях не должно требовать слишком больших затрат, потому что эти затраты в том или ином виде ложатся на плечи абонентов.
Так чего же стоит ждать от сетей 5G? Я жду,
чтобы заявленные в сетях 4G скорости были доступны в каждой подворотне. Для этого необходима стандартизация методов самоорганизации радиосети, стандартизация методов взаимодействия базовых станций макро- и микроуровней, которая позволит обеспечить качественное покрытие и необходимую скорость для каждого абонента. Грубо говоря, хочется развития технологий для обеспечения устойчивой связи, а не увеличения скорости.
Солодовников, руководитель направления по взаимодействию со СМИ, ОАО "Мобильные ТелеСистемы"
Спецификация сетей 5G не определена ни одним органом стандартизации электросвязи. Наиболее актуальным на данном этапе является развитие сетей 3G и 4G, потенциал которых еще не исчерпан. Пользователи испытывают потребность в принципиально новых скоростях мобильного Интернета, которая связана с растущей долей видеоконтента в структуре потребления. Чтобы обеспечить высокое качество услуг, МТС строит сеть LTE и развивает сети 3G. Больше половины базовых станций 3G МТС поддерживает работу на скорости до 42 Мбит/с, абонентам сети LTE МТС доступны скорости до 100 Мбит/с почти в 20 регионах России. Мы ожидаем, что ближайшие перспективы развития телекоммуникационной отрасли будут связаны с ростом числа доступных 3G-устройств, увеличением количества оборудования с поддержкой 4G и постепенной миграцией абонентов из сетей 3G в сети LTE. ▪
Отзывы читателей
