Всем здравствуйте. Начну с того, чем принципиально 5G отличается от LTE. Итак, отличия в следующем:
? в бОльших пиковых скоростях: 12-кратное преимущество в сравнении с LTE-Advanced Pro, и почти 500-кратное – в сравнении с 3G;
? в лучшей спектральной эффективности: в 1,5 раза и в 7 раз эффективнее LTE-Advanced Pro и 3G соответственно, для DL (линии вниз);
? в уменьшении задержек в подсистеме радиодоступа на пару порядков: 0,5 мс для сервисов ультранадежной связи URLLC и 4 мс для сервисов высокоскоростной связи eMBB против десятков/сотен мс в LTE/3G;
? максимальная плотность подключенных к сети устройств 1 000 000 устройств/км2 в городских условиях, и возможность работы автономных датчиков не менее 10 лет без подзарядки;
? в поддержке мобильности (выполнение хэндоверов) при скоростях движения устройств до 500 км/ч
? в использовании новых частотных диапазонов от 6 до 100 ГГц;
? в использовании облачной архитектуры/виртуализации оборудования 5G.
Данных преимуществ удастся достичь за счет ряда новых технологий. Некоторые технологии уже апробированы операторами, а некоторые находятся в стадии разработки.
Рис. 1-6. Технологии 5G
Рис. 1 — Massive MIMO и Massive beam-forming. Суть в том, что мы увеличиваем количество приемопередатчиков на базовой станции. Если классическое решение — два передатчика и два приемника, то в 5G скорее всего будет от 16 до 512 передатчиков или больше и от 16 до 512 приемников. У нас будет одна общая полоса, но для каждого абонента будут формироваться отдельные лучи. Мы в разы увеличим эффективность спектра. Данная архитектура также будет использоваться на сети LTE, из-за ограниченного частотного ресурса.
Рис.2 Multi-site Coordination. Это инструмент координации, в 5G будут отсутствовать переходы от одной базовой станции к другой, то есть абонент одновременно будет получать сервис сразу от нескольких базовых станций в своем окружении. Часть функционала уже реализована в LTE.
На рис. 3 речь идет о том, что абонент может находиться далеко от базовой станции, но поставив маленькую соту поблизости к абоненту, мы увеличиваем уровень сигнала и емкость с переиспользованием емкости существующего макрослоя.
На рис. 4 показано разделение сигнальной и пользовательской информации для абонента. Сигнальная информация должна приходить к терминалу без потерь, значит, она будет передаваться от макростанции, у которой хорошее покрытие. А пользовательская информация, которая не настолько критична к уровню сигнала, к задержкам, она будет передаваться от близлежащей станции, если она будет в виде малой соты с меньшим покрытием, с меньшей мощностью.
Рис. 5 — Device to device connectivity. Это отдельное направление, когда устройства работают напрямую между собой без участия сети оператора. Если устройство выходит из зоны покрытия макросети, через связь с близлежащим терминалом может получить покрытие от макросети.
На рис. 6 картинке показаны те изменения, которые произойдут в радиоинтерфейсе при использовании 5G. Здесь можно будет для определенных сервисов гибко изменять разнос между поднесущими, и, соответственно, минимальное время передачи пакетов в зависимости от используемого диапазона и требуемого сервиса (например, высокоскоростной передачи данных или ультранадежной связи для Real Time сервисов). Также в 5G будет использоваться одна полоса, то есть не будет фиксированного деления на полосы uplink/downlink (отсутствие дуплексного разнесения), и будет гибко изменяться передача uplink-a и downlink-a в зависимости от требуемой нагрузки. То есть можно гораздо более эффективно использовать полосу.
Нужно ли менять оборудование для 5G
Учитывая тот факт, что в настоящий момент концепция 5G официально не стандартизована и не специфицирована, оценить степень готовности сети к внедрению 5G станет возможно только к началу 2018 года. Тем не менее, уже сегодня МТС готовится к внедрению промежуточного стандарта 5G под названием NSA 5G NR (Non-Standalone 5G New Radio), который будет использовать существующую радиоподсистему LTE и существующее ядро сети в качестве якорных систем для управления мобильностью и покрытием с добавлением новых несущих 5G. При этом сеть 5G потребуют строительства бОльшего количества базовых станций и умощнения транспортной сети операторов связи в местах активного потребления трафика.
На первом этапе существующую радиоподсистему, ядро сети, транспорт, мы, скорее всего, будем использовать и для 5G. Но не все так просто. Добавление поддержки новых диапазонов к существующей технологии LTE, то есть увеличение скорости, будет происходить за счет дополнения более широкой полосы в 5G к существующему стандарту LTE. Вся важная сигнальная информация будет идти через LTE, а пользовательская, которой нужная более широкая полоса, будет идти через 5G. За счет этого возможно переиспользовать существующую инфраструктуру LTE.
Но уже сейчас в принципе понятно, что полноценное внедрение 5G потребует модернизации, установки дополнительного оборудования, увеличения транспортных каналов, увеличения емкости пакетной коры, помимо радиоподсистем, где нужно будет ставить новые приемопередатчики под новый частотный диапазон. Вычислительная емкость на базовых станциях будет тоже увеличена.
Частоты для 5G
Для России 5G-частоты еще неизвестны и не факт, что у нас одобрят те частоты, на которых будут работать первые абонентские терминалы. На имеющихся сейчас у операторов частотах развивать 5G пока смысла нет. Сейчас нет в этом потребности, отсутствуют терминалы и эффекта от этого никакого не будет ввиду маленьких полос частот. На саммите ВКР-19 в 2019 году планируется утвердить диапазоны 5G, тем самым запуск коммерческих сетей 5G можно ожидать не раньше 2020. В таблице видно, в каких странах какие частоты планируется использовать.
В России сложность в том, что перспективные «европейские» и «американские» частоты 5G используются другими службами. Например, на потенциально рассматриваемом диапазоне 3,5 ГГЦ сейчас «сидят» спутниковые службы и сети фиксированного широкополосного доступа. Понятно, что очистить диапазон — это небыстрое и недешевое дело. На начальном этапе для сетей нового поколения сотовой связи будут использоваться новые диапазоны частот, позже – существующие диапазоны устаревших уже к тому времени технологий 3G/LTE.
Первые устройства 5G
На данный момент есть несколько анонсов об аппаратной поддержке в чипсетах 5G. Тем не менее, первые коммерческие устройства 5G будут в 2019 году — это роутеры/планшеты и в 2020 году — смартфоны. Основные поставщики оборудования уже сейчас проводят тестирование предстандартной версии 5G (Pre-5G) в диапазоне 28 ГГц на рынках в США, Южной Кореи, в первую очередь для фиксированного доступа на домовых территориях. Как раз для этого операторы США стараются ускорить утверждение первых спецификаций 5G. В марте 2018 года планируется утвердить предрелиз.
Первые тесты 5G
МТС планирует демонстрацию 5G на Чемпионате мира по футболу в 2018 году. К моменту его проведения первые спецификации 5G будут уже приняты и апробированы на сети операторов США и на Зимних Олимпийских играх в Южной Кореи на частотах 28 ГГц. Тем самым будут созданы первые образцы базовых станций и терминалов 5G для данного диапазона. Вероятно, по такому же принципу мы опробуем 5G в России во время ЧМ-2018. С учетом того, что дополнительный спектр для 5G будет определен на ВКР-19 осенью 2019 года, полноценное внедрение 5G будет не ранее 2020 года.
До завершения стандартизации 5G мы будем проводить тестирование инновационных технологических решений, чтобы быть готовыми к внедрению новой технологии после принятия решения регулятором по использованию низких и высоких диапазонов частот для 5G (технологическая нейтральность существующих диапазонов для 5G, проведение аукционов).
К примеру, на днях мы успешно завершили тестирование технологии LAA/LBT по объединению частот LTE и нелицензируемого спектра сетей Wi-Fi. Новая технология найдет применение в сетях 5G и позволит увеличить скорости передачи данных при одновременной работе в одном и том же частотном диапазоне как базовой станции оператора связи, так и устройств в различных локальных сетях. В первом тесте с использованием пико-базовой станции Ericsson Pico RBS 6402 были задействованы две полосы частот: 10 МГц в диапазоне LTE 1800 МГц и 20 Мгц в диапазоне 5 ГГц нелицензируемого спектра, используемого в сетях Wi-Fi. Тесты продемонстрировали скорости передачи данных в LTE-сети оператора до 206 Мбит/сек при свободной сети Wi-Fi и до 145 Мбит/сек при загруженной сети Wi-Fi. Во втором тесте пико-базовая станция Huawei Lampsite pRRU3911 использовала три полосы частот: 15 МГц в диапазоне LTE 1800 МГц и 2x20 Мгц в диапазоне 5 ГГц нелицензируемого спектра сетей Wi-Fi. Скорость передачи данных в LTE-сети оператора достигала 411 Мбит/с без использования технологии LBT, а при включенном режиме LBT — 373 Мбит/сек при свободной сети Wi-Fi и 297 Мбит/сек при загруженной сети Wi-Fi.
Чем операторы живут сейчас
На данный момент операторам связи нужно решать проблему «цифрового неравенства» — к концу 2019 года «большая четверка» должна выполнить лицензионные обязательства по развертыванию сетей LTE во всех регионах России. Это значит, что нужно и дальше расширять покрытие, умощнять пропускную способность сетей и внедрять новые технологии LTE-Advanced Pro (Gigabit LTE, NB-IoT, LAA) для обеспечения текущих потребностей рынка.
Для запуска 5G, в первую очередь, должна появится потребность в сервисах высокоскоростной связи (до 20 Гбит/с), в сверхнизких задержках (до 4 мс), в высокой емкости сети (1 000 000 устройств/км2).
Что будет с сетями прошлого поколения
Как я уже говорил, первые сети 5G в рамках 3GPP рассматривают архитектуру, в которой 5G-базовые станции будут работать в связке с LTE-базовыми станциями на общем оборудовании (Non-Standalone, NSA). При этом несущая 5G в новом диапазоне будет использоваться только для пользовательского трафика, а трафик управления будет передаваться через несущую базовой станции LTE. То есть первые терминалы 5G будут с поддержкой LTE. Влияние на существующих пользователей без поддержки 5G не будет, так как проникновение терминалов будет низким. Позже терминалы 5G будут плавно вымывать терминалы с поддержкой только старых технологий, как это идет сейчас с терминалами LTE.
Тем не менее, полностью сеть 2G выключить не получится до 2025 года — пока на сети не исчезнут терминалы с поддержкой только 2G. В первую очередь, это относится к терминалам M2M 2G. Перспектива отключения сети 3G более вероятна, чем 2G, но также возможна при очень низком проникновении терминалов с поддержкой только 3G.
Комментарии (38)
frees2
24.07.2017 12:09+1Специально слежу за темой 5G. Попробую сказать максимально просто.
1 Очень много газетных спекуляций, и это при том, что разработчики и основные направления открыты, темы обсуждаются специалистами.
2 Спецификации ( только частоты) как таковой нет, идёт развитие быстрей «документов». Это развитие направления.
3 С крайней осторожностью надо получать информацию от «операторов сотовых сетей», они хотят прогнуть под себя развитие. Насколько долго они будут «обсОсывать корову» — быстрей вопрос политики и распространения сетей интернета.
4 Как долго будут существовать классические телефонные номера тоже вопрос.
berezuev
24.07.2017 12:24+3МТС, ребята, куда вам 5G? Сделайте хотя бы 100%-й 3G в пределах Садового Кольца…
Идешь по улице, а смартфон показывает EDGE. Позорище же
p.s. И да, карта покрытия вообще не совпадает с реальностью.
Caravus
24.07.2017 12:41Поддерживаю. Всё метро обклеено рекламой «теперь ловит и в метро!!!11» но при этом даже на открытой местности у меня телефон через 3g не может обновить страницу в браузере…
Dageron
24.07.2017 12:38+17> запуск 5G
> 25 Гбит/с
… и все это будет с лимитом в 6 гб/мес
и конечно БЕЗЛИМИТНЫМИ (обязательно КРУПНО) соцсетями и мессенджерами* (обязательно мелко)
* — скорость может быть снижена до 64 кб/сек при увеличении потребления трафикаdmitry_ch
25.07.2017 12:01+1** И остальные гигабиты, после первого, будут предоставлены бесплатно в периодны времени с 3 до 5 ночи в ночи со среды на четверг в недели с четными номерами.
GennPen
24.07.2017 12:38+3Скорость передачи данных в LTE-сети оператора достигала 411 Мбит/с без использования технологии LBT, а при включенном режиме LBT — 373 Мбит/сек при свободной сети Wi-Fi и 297 Мбит/сек при загруженной сети Wi-Fi.
Это такие скорости чтобы за 5 минут выкачать месячный лимит?
Samogonshik
24.07.2017 12:49+11А есть ли смысл в 5G при отсутсвии безлимита?
Просто сейчас мне видится это так: у вас есть сверхзвуковой самолет, но топлива только на пару километров.
GDXRepo
24.07.2017 14:06+2Отличное сравнение))) Очень точно отражает суть работы мобильного интернета в настоящее время. И правда, я ж совсем забыл, что у нас анлим-тарифов теперь нет (или есть, но по баснословным ценам). И то верно, какой смысл иметь огромную скорость (даже гипотетическую, не говоря про наверняка слабую техническую реализацию у провайдеров), если пользоваться этим либо безумно дорого, либо невозможно. Вообще мне текущая ситуация на рынке мобильного интернета сейчас напоминает откат к состоянию 10-15-летней давности, когда интернет еще был в диковинку и стоил диких денег. Регресс налицо.
belyvoron
24.07.2017 21:39сотовая связь — это не только
ценный мех, но и 3 кг мясапользователи смартфонов, планшетов и мобильных роутеров. Проникновение связи у этих граждан уже давно over 100%, рынок перенасыщен и новых денег в нём нет. Зато есть классный рынок IoT — по симкарте в каждый счётчик, в каждую кофеварку и в каждую кнопку. Таких девайсов предполагается на несколько порядков больше, чем существующих пользователей, и вот им нужны будут все преимущества 5G.frees2
24.07.2017 21:57рынок IoT — по симкарте
В спецификациях разговор идёт за 100. Никаких сим карт не будет. Надеюсь появятся статьи от разработчиков оборудования, там читаешь как фантастику завтрашнего дня...
Тут же в статье пару важных рисуночков хитро замылили, со спутниками и распределёнными сетями «самодельными», как для интернета вещей так и для интернета для видео- голоса.
cuwHuk
24.07.2017 22:44+2А зачем кофеварке ВСЕ преимущества 5G? Ключевое преимущество 5G — высокая пропускная способность, ради этого MIMO 8x8, фазированные антенные решётки, широкие полосы (а они есть только в диапазоне от 6 ГГц), самоорганизующиеся сети. С кофеварками проблема в том что их много и в том, что энергию экономить надо (ну, это когда кофеварка на батарейках :), для решения проблемы кофеварок стандартизовали LTE NB.
5G развернут где-нибудь на Красной или Дворцовой площади, Зенит-арене и т.п., затраты на покрытие ограниченной территории не будут запредельными, подвести несколько десятков 10-гигабитных ВОЛС тоже не проблема, и от них будет практическая польза — как абонентам (во время проведения массовых мероприятий), так и операторам (по большей части для пиара, надо полагать :)
GennPen
25.07.2017 00:23Зато есть классный рынок IoT — по симкарте в каждый счётчик, в каждую кофеварку и в каждую кнопку.
Для этого нужно сначала внедрить поддержку IPv6, а не прятать всех за серыми IPv4 с одним адресом на выходе. А много ли сотовых операторов поддерживают IPv6? Да и для IoT мегаскоростей не нужно.khim
25.07.2017 06:08А есть ли смысл в 5G при отсутсвии безлимита?
Мобильный безлимит умер. Скорее всего — навсегда. Он физически невозможен, сущетствовал только тогда, когда абонентов, способных его использовать было мало — как рекламная акция.
Просто сейчас мне видится это так: у вас есть сверхзвуковой самолет, но топлива только на пару километров.
А тут, как бы, 3G, 4G, 5G — разницы никакой. Сверхзвуковой самолёт у вас есть — но один на всех. Покатался — передай соседу. Безумных скоростей 4G/5G достигают только тогда, когда вы, грубо говоря, в одиночку базовой станцией пользуетесь (я утрирую, конечно, но, в общем, если все начнут усиленно качать — то скорости станут далеко не такими «вкусными»).
Так что да, в 5G есть смысл, как и в 4G — просто надо понимать что количество траффика вырастет пропорционально скоростям, но вы как сейчас сможете за несколько часов выжрать месячный лимит, так и на 5G сможете сделать — примерно за то же время…Dageron
25.07.2017 11:17+1Безлимитные тарифы еще как есть, но не для «простых смертных». Те самые устаревшие «безлимитные» тарифы для физлиц (у многих, кстати, сохранившиеся) по сути таковыми никогда не являлись, там стояли блоки на уровне 30 гб в месяц (после — ограничение скорости до 128, а то и 64 кб/сек). Теперь эти блоки у архивных тарифов еще больше снижены.
Настоящий безлимит подключается только юрлицам и тем, кто на «короткую руку» с оператором. Да, это корпоративные тарифы (на них, кстати, еще и внутрироссийский роуминг отсутствует), выдаваемые тем организациями, с кем оператор «ценит партнерство». Там хоть терабайты выкачивай.
Еще есть категория безлимитных тарифов сим-карт, которые ставятся, к примеру, в терминалы, разного рода датчики и вполне серьезную аппаратуру охранных систем (здесь еще и статический IP в бонус). Трафик там будь здоров при активном удаленном доступе. То есть тоже выдаются специфичным юрлицам, отношения с которыми, опять же, у операторов считаются партнерскими.
И самое банальное: сотрудники тех самых операторов думаете, как и все остальные платят за связь? Не те, кто в точках продаж «толкают дичь» наивным физлицами, а руководство разных уровней, высококвалифицированный персонал, всесторонне обеспечивающий функционирования инфраструктуры связи, и многие другие специальности. Большинство из них сидит на созданных специально тарифах для сотрудников, оплата в которых в разы отличается от стандартной, а в некоторых лишь формальна.
К счастью, и одно, и другое, и третье — гуляет по сети будь здоров, активно перекупается и оказывается у столь ненавистных операторам физическим лицам (обычно люди такое берут для загородных домов и дач). Путь костыльный и неофициальный способ, но такова реальность.
Двуличная, трехличная игра для российскийх операторов — норма ведения их монополизированного «бизнеса». Обман и манипулирование потребителями там настолько укоренилось, что жесткая сегрегация клиентов на разные сорта уже не смотрится чем-то необычным.
Да, и все же: если хочется урвать полезный тариф официально, можно попробовать заявить «я устал, я ухожу» и заикнуться о переносе своего номера. Некоторые в таком случае кое-что из непубличных тарифов сразу же выкладывают на стол, но это все далеко не то, что предлагают корпоративным клиентам и собственным сотрудникам.
Dmitry_5
24.07.2017 13:00+1Связь телефон-телефон убила бы прибыли опсосов в несколько раз. Потому этого не будет никогда.
Serge78rus
24.07.2017 13:38+6Связь телефон-телефон противоречит основным постулатам закона Яровой. Скорее всего это встретит активное сопротивление спецслужб, причем, не только Российских.
cuwHuk
24.07.2017 21:38А что вы понимаете под «телефон-телефон»? Mesh сети? У них есть 2 большие проблемы — быстрый разряд батареи и организация шлюзов в интернет и/или ТСОП, кто-то должен эти шлюзы установить и обслуживать, это, конечно, не бесплатно, потребует лицензии и всего, что с этим связано. Если вы просто хотите организовать связь телефон-телефон в пределах электромагнитной доступности, то такой режим в LTE уже стандартизован, вот только смысла для повседневного бытового применения лично я как-то не вижу (для профессионального применения смысл есть).
define_rak
25.07.2017 01:04А можно подробнее о режиме телефон-телефон в LTE?
cuwHuk
25.07.2017 09:42В стандарте называется sidelink, в интернете часто встречается под названием device-to-device или D2D.
Для старта:
https://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_application/application_notes/1ma264/1MA264_0e_D2DComm.pdf
http://www.sharetechnote.com/html/LTE_Advanced_D2D_Radio.html
А это терминалы, поддерживающие такие режимы
http://e.huawei.com/ru/products/wireless/elte-trunking/trunking-terminal/ep820
И сам режим, и поддерживающие его терминалы ориентированы на профессиональное применение (по сути попытка замены транкинговых сетей типа TETRA): службы общественной безопасности, специальные службы и т.д.
Rayslava
24.07.2017 13:01+3Даже если не вспоминать про трафик, в чём глубокий смысл увеличения скорости передачи от абонента до базовой станции, если уже сейчас на самих станциях тупо не хватает аплинк-канала на текущее количество пользователей в Москве?
alexeykuzmin0
24.07.2017 14:25Как это в чем? А маркетинг? На каждом биллборде будет написано «МТС — теперь до 25 гбит»
dmitry_ch
25.07.2017 12:00Еще бы писали правду: не «до 25 Мбит», а «от 25 Мбит/сек и до нуля!»
«Посмотри вокруг, и не думай об интернете!»
sstasenco
25.07.2017 00:03Скоро не ждите, как минимум до отмены закаона яровой. В то гдеж весь это 5G трафик будет хранится?
tronix286
25.07.2017 09:36Да хер его знает. За 200 км от мск отъезжаешь — не то что 4г, а и хсе+ очень с трудом
dmitry_ch
25.07.2017 11:58+1Уже сегодня понятно, что внедрение 5G изменит наш мир.
Первая же фраза — и ужечушьспорная.
Напишите правду: мы вбухаем в него бабло, потому что все остальные вбухивают, но при этом не улучшим покрытие даже до 4G там, где оно (кто бы мог подумать!) давно необходимо, потому что бабло будет потрачено на 5G.
GDXRepo
Покрытие 4G/LTE сейчас фактически даже меньше, чем указывают на своих сайтах провайдеры. То есть смотришь — сеть вроде должна быть, но она либо нестабильная, либо отсутствует вовсе, либо вроде и LTE, но скорость как у 3G. Имхо, прежде, чем пытаться распространить 5G, надо хотя бы тогда 4G везде ввести? Ну или хотя бы сделать ее стабильной в черте города. Про Мск/Питер не говорю, но ведь не только эти города покрыты 4G, судя по картам покрытия от провайдеров. Пока что стабильно и хорошо работает только 3G, лично у меня, по крайней мере, — даже за городом, на трассе и т.п., что крайне радует. Хотя, если 5G сумеют построить так, что она прям сразу решит все текущие проблемы, — то было бы круто. Хотя верится с трудом.
domix32
Оно разве не волнообразно развивается? То бишь места с большей плотностью населения покрываются 5G в первую очередь и далее по местам где уже была 4G, а там куда еще 4G не добирался он начинает добираться.
GDXRepo
Да если бы. Судя по текущей ситуации, 3G далеко не везде работает так, как хотелось бы, про 4G и речи нет, кроме столицы (и то не везде).
vikarti
Явно очень зависит от конкретных локаций.
Омск — Yota/Мегафон почти идеально и везде где мне нужно (кроме одного места) — LTE. МТС почти везде LTE а где нет — работающий 3G, Билайн… плохо, куча места где EDGE посреди города, тормозный 3G, LTE… ну формально он есть, формально.
За пределами города тоже более менее приемлимый 3G и очень местами — LTE.
nmk2002
Вот-вот. В паре километров от Новой Москвы года 2-3 назад яйцевидный ОПСОС задумал ставить вышку сотовой связи. Жители бухтели, так как близость конструкции пугала как внешним видом (40 метров), так и возможным излучением. Но инженеры рассказали, как все будет хорошо и все проблемы со связью и интернетом пропадут. В итоге большинством проголосовали за установку. Поставили. Удивлению не было предела, когда оказалось, что на этой вышке вообще нет интернета. Только голос.
Dageron
> Но инженеры рассказали, как все будет хорошо и все проблемы со связью и интернетом пропадут.
«Да все окей будет, какое там излучение, вы что, интернетом же пользоваться будете!» — прямо живо представил себе эту картину. Прекрасные инженеры.
В городах эти вышки часто фигачат на крыши малоэтажной застройки (например, ТЦ), в прямой близости с высотками. В итоге кое у кого у кого (немалого так-то числа людей) получается так, что окна выходят аккурат на расположенную вышку. Никаких подписей, никаких голосований, а экспертизы по излучениям скорее всего под копирку распечатанные, т.е. процедура согласования исключительно формальна. К счастью, такое не везде происходит, но ситуация имеет место быть.