Стандарт мобильной связи следующего поколения должен будет обслуживать Интернет вещей, умные автомобили и другую технику.

Работы над стандартом мобильной связи 5G, на который возлагаются очень большие надежды, будут завершены не ранее 2020 года, но на протяжении всего 2015 года разработчики соответствующих спецификаций пытались наметить основные его очертания. Уже сейчас ясно, что стандарт 5G не будет похож на 4G. Мобильные технологии следующего поколения должны не только ускорить обмен информацией с телефонами и планшетами, но и найти множество других применений, к каждому из которых будут предъявляться собственные требования.

В 2015 году разработчики попытались упорядочить эти требования.

Что мы узнали о 5G в 2015 году

«И здесь нам удалось добиться значительного прогресса, – указал аналитик компании Tolaga Research Фил Маршалл. – Мы пытаемся найти оптимальный набор технологий, которые можно было бы эффективно применять на практике».

Быть может, требования выглядят избыточными, но и возможные пути их удовлетворения тоже оказались весьма широкими. Сверхвысокие частоты, использовать которые при организации мобильной связи до недавнего времени считалось невозможным, обеспечивают гораздо более высокие скорости. Развивающиеся системы, пересылающие данные по сети мелкими порциями, позволят устройствам Интернета вещей годами работать от крошечных батарей. Сегодня исследователи работают над уменьшением задержек, с тем чтобы при выполнении задач, требующих оперативной реакции (например, в процессе вождения), сообщения доставлялись вовремя.

Осталось гарантировать, что 5G будет работать быстрее, чем 4G. Цифры разными производителями называются разные. Компания Ericsson сообщила, что на тестовом оборудовании 5G ей удалось добиться производительности в 5 Гбит/с, то есть пропускная способность самых быстрых сетей LTE была превышена примерно в 50 раз. Samsung продемонстрировала потенциальные технологии 5G с пропускной способностью 7,5 Гбит/с и получила стабильный сигнал на уровне 1,2 Гбит/с в минивэне, движущемся на высокой скорости. Частно-государственное партнерство 5G, созданное Еврокомиссией, поставило перед собой цель добиться увеличения скорости в сетях 5G в 100 раз по сравнению с сетями 4G, а японский телекоммуникационный оператор NTT DoCoMo планирует довести пропускную способность до уровня в 10 Гбит/с в сотрудничестве с компаниями Ericsson, Alcatel-Lucent, Nokia и Samsung.

Увеличение скорости работы мобильных сетей потребует совершенствования антенн и радиооборудования. Операторам понадобится более широкий спектр частот, регулируемых государством. В 2015 году Федеральная комиссия США по связи уже начала открывать новые частотные диапазоны, однако этот процесс займет много времени.

Но одного лишь увеличения скорости при построении сетей 5G недостаточно. Есть потребность и в замедлении. Дело в том, что к сетям 5G будет подключено множество устройств Интернета вещей, которые передают небольшие объемы данных и при этом должны размещаться в весьма ограниченном пространстве и долго работать от батарей. В 2015 году уже начали появляться выделенные сети для Интернета вещей, функционирующие в узком частотном диапазоне, и разработчики технологий 5G хотят, чтобы будущему стандарту отводилась важная роль в таком процессе.

Это значит, что радиосети должны будут обеспечивать не только новые возможности, но и новые пути совместного использования. Ведь подписчикам широкополосных мобильных сетей нужно одно, а многим устройствам Интернета вещей (например, датчикам, которые время от времени пересылают отдельные порции данных, далеко не всегда требующие срочной доставки) – совсем другое. Чтобы совместно использовать такие сети, потребуются дополнительные расходы, и технологии 5G должны предусматривать специальные способы управления прерывистым трафиком.

Все очевиднее становится и необходимость подключения к сетям 5G самодвижущихся автомобилей и устройств дополненной реальности. Здесь данные должны поступать вовремя. В сетях 4G задержка составляет не менее 10 миллисекунд, и это нужно менять. Стандарт следующего поколения может подразумевать переход к полностью новой сетевой архитектуре, предполагающей уменьшение объемов информации в централизованных ЦОД и распределение ее между оконечными узлами, в том числе и между устройствами.

Например, автомобилям, движущимся по шоссе, нужны сведения о положении соседних транспортных средств. При наличии на трассе более двух автомобилей обычная сеть не в состоянии справиться с этими данными. Задержки при их пересылке в централизованное облако слишком велики, поэтому данные должны оставаться локальными. «Облако необходимо встроить в автомобиль», – пояснил Маршалл.

Ситуация с потребностями и возможными решениями в 2015 году начала проясняться, но разработка технологий 5G еще далека от завершения. На следующем этапе необходимо определить, что должно появиться в первой реализации 5G, а что можно отложить на потом. И в 2016 году процесс этот вряд ли завершится.

Тем не менее все производители стремятся быть на переднем крае разработки и развертывания технологий 5G, и в 2015 году каждый из них пытался занять более выгодную для себя позицию.

Спецификации 5G, так же как и технологии 3G и 4G, будут разрабатываться при участии консорциума 3GPP (Third-Generation Partnership Project) и утверждаться Международным союзом электросвязи. Однако поставщики и разработчики политик тоже хотят оказывать влияние на стандарт. В октябре несколько крупных региональных групп договорились собираться раз в полгода и приходить к консенсусу в отношении того, что должен включать в себя стандарт 5G. Аналогичное соглашение в сентябре было достигнуто между Китаем и Евросоюзом.

Несмотря на то что до выхода стандарта остается еще около пяти лет, в 2015 году уже появились наброски первых сетей 5G. В NTT DoCoMo намерены развернуть свою первую коммерческую систему в преддверии летних Олимпийских игр 2020 года в Токио. Южнокорейская KT Telecom собирается построить аналогичную сеть в 2018 году к зимней Олимпиаде, которая состоится в этой стране. Компания Verizon Wireless утверждает, что пробная эксплуатация сетей 5G начнется уже в 2016 году, оставляя обозревателей додумывать, что в этом случае будет скрываться за названием 5G.

В 2015 году мы наблюдали по крайней мере один явный признак прогресса на пути к созданию стандарта 5G. В июне МСЭ присвоил этому проекту официальное название: IMT-2020. К сожалению, все остальное говорит о том, что до его завершения еще очень далеко.

 

990