Нас неизменно интересуют новости и тенденции в сфере сотовой связи — и тема 5G, само собой, является одной из самых приоритетных с точки зрения стратегии развития телеком-индустрии. Мы неоднократно писали в блоге о том, какие черты должны быть присущи 5G, какими могут быть особенности технической реализации. На недавно прошедшей выставке MWC-2015 ряд компаний представили свои разработки, претендующие на роль будущей 5G. Особый интерес вызывает то, что это уже не теоретические рассуждения, а вполне конкретные экспериментальные решения. Какое-то из них вполне может через несколько лет превратиться в новый отраслевой стандарт. Делимся с вами переводом небольшого обзора технологий, претендующих на звание 5G.

В этом году на выставке довольно часто встречались демонстрационные стенды с надписью 5G. Многие пытались именно своё решение выдать за «наследника» 4G или LTE, словно это уже вопрос решённый. Такая ситуация говорит о неподдельном интересе индустрии, и спрос порождает предложения со стороны производителей. У неискушённого посетителя могло даже возникнуть ощущение, что ещё чуть-чуть — и 5G будет запущена в коммерческую эксплуатацию. Увы, но это не так.

Формально требования к технологии 5G будут выработаны ITU (International Telecommunication Union) не ранее 2017 года. И маловероятно, что финальная спецификация, как и первая сеть, ей удовлетворяющая, появятся раньше 2020 года. Все представленные на выставке технологии скорее могут претендовать на то, чтобы стать лишь частью 5G или неким переходным вариантом. Это и использование нелицензированных участков спектра (например, миллиметрового диапазона), и агрегация лицензированных и нелицензированных диапазонов, и LTE-Advanced с Wi-Fi, и всевозможные способы увеличения интеллектуальности, надёжности и безопасности сети.

Тем временем альянс NGMN (Next Generation Mobile Networks) опубликовал документ “5G White Paper”, в котором освещены различные особенности будущей технологии, реализации которых желают многие производители. И судя по всему, многое из описанного в документе начинает обретать первые очертания.

Самые интересные технологии, продемонстрированные на выставке, были представлены крупными производителями сетевой инфраструктуры: Alcatel-Lucent, Ericsson и Nokia. Почти все вендоры единодушны в предположении, что 5G обеспечит тысячекратное увеличение пропускной способности сетей, так что можно будет подключить в 1000 раз больше устройств. Конечно, это не значит, что пользователи смогут скачивать информацию в 1000 раз быстрее, чем сегодня, но в целом мобильный интернет должен стать существенно быстрее. Сам процесс установления соединения тоже должен заметно ускориться. Идея заключается в том, что устройство быстро получает информацию, а затем отключается от сети.



Подобное решение наверняка потребует более плотного размещения сот и новых сетевых конфигураций. Ряд компаний, включая Intel, показали свои варианты увеличения плотности сети.

Группа других технологий подразумевает использование более широкого частотного диапазона. Производители предлагают задействовать как лицензированные частоты, где уже «обитают» LTE и предыдущие технологии, так и нелицензированные. Например, частоты из диапазонов 2,4 и 5 ГГц, зачастую используемые в Bluetooth и Wi-Fi. Часто предлагается захватить и диапазон 6 ГГц (сантиметровый). Такие решения предложены всеми основными производителями радиооборудования и даже исследовательскими группами вроде IMEC.

Подавляющее большинство игроков сходятся во мнении, что в 5G будет реализован незаметный для пользователя переход между лицензированным и нелицензированным спектрами. Например, Wireless Broadband Alliance представил технологию Next Generation Hotspot (использующую сертификацию Wi-Fi Aliance Passpoint). Посетители выставки, у которых были SIM-карты определённых сетей, могли даже подключиться к этим точкам доступа. При этом происходило «бесшовное» переключение между LTE и Wi-Fi.

SK Telecom продемонстрировал новую технологию радиодоступа, обеспечивающую пиковую производительность в 7,55 Гбит/с на частоте 28 ГГц.



Представитель компании рассказал, что они ориентируются на частоты свыше 6 ГГц, потому что эта часть спектра уже используется WiGig, а нижележащие частоты расписаны согласно требованиям 3GPP. По мнению SK Telecom, ключевой особенностью 5G будет использование широкого непрерывного диапазона частот. Однако высокие частоты обладают худшей, по сравнению с 4G, проницаемостью и покрытием, поэтому необходимо будет задействовать и относительно низкие частоты.

Компания планирует сосредоточиться на «бесшовном» переключении между LTE-Advanced и любой другой новой технологией. Скорее всего, ради лучшего управления сетью в своём решении они используют возможности NFV (Network Function Virtualization). Также SK Telecom планирует построить тестовую сеть на базе прототипа 5G в 2018 году, а окончательный запуск технологии намечают на 2020-й.



Nokia замахнулась аж на 10 000-кратное (!) увеличение производительности сети. Их технология подразумевает использование трёх уровней сот: макро-соты, затем более плотный уровень и наконец ультраплотный, вероятно, с использованием микросот. По большей части здесь используется диапазон 6 ГГц. По словам Nokia, во время эмуляции была достигнута скорость передачи на уровне «нескольких гигабит за сессию».

Также на стенде Nokia была продемонстрирована система на основе фазированной антенной решётки, использующая диапазон 70 ГГц. Антенна с высоким коэффициентом направленного действия одновременно удерживала 64 луча, каждый шириной 3 градуса. Очень интересно было наблюдать за движениями конструкции.



Ericsson показал целый ряд интересных экспонатов. Например, можно было увидеть, как мобильное устройство скачивает данные со скоростью 5 Гбит/с через перспективную базовую станцию, использующую формирование пучков волн. По мнению представителя компании, 5G не будет какой-то новой «взрывной» технологией. Скорее она будет представлять собой комбинацию различных решений, внедряемых поэтапно. Например, LTE будет частью 5G, также как и технологии, использующие нелицензированные части спектра.

Важным движущим фактором, по мнению Ericsson, является увеличение использования M2M-технологий (machine-to-machine) и эволюция интернета вещей. Их реализация потребует большого объёма аналитики и поведенческого прогнозирования, увеличения надёжности, адаптивности и уровня покрытия сетей, а также снижения задержек. Это очень важно для таких задач, как обеспечение работоспособности робоавтомобилей, дистанционной хирургии и иных удалённых работ.

Любопытно, что Qualcomm не стал клеить шильдик 5G на выставленные экспонаты. Они объяснили это тем, что многие их новые решения могут стать дальнейшим развитием LTE. В частности, компания оценивает варианты использования как традиционных лицензированных полос спектра, так и нелицензированных (LTE-U), а также объединяет диапазоны LTE и Wi-Fi, планируя использовать все эти возможности в своих будущих модемах LTE-Advanced. Qualcomm тоже считает, что 5G будет внедряться постепенно и поэтапно, что в результате мы придём к унифицированной платформе, включающей в себя новые разновидности LTE, Wi-Fi и собственно 5G. Также платформа будет подразумевать использование как традиционных базовых станций, так и большого количества малых сот.

Ещё в Qualcomm считают, что необходимо ориентироваться на широкий спектр возможных применений, а не только на увеличение пропускной способности или ёмкости сети. С развитием интернета вещей 5G должен будет обеспечивать одновременную работу огромного количества устройств, поддерживать новые сервисы и предприятия. Интереса заслуживает также концепция «бесконечной сети», когда пользовательские устройства с помощью когнитивных технологий или машинного обучения выбирают из многих возможных способов подключения.

Интересные технологии и инновации

На выставке было представлено множество интересных гаджетов и технологий. Некоторые так нам понравились, что мы решили упомянуть о них в этом посте.

Разблокировка смартфона взглядом. Компании Fujitsu удалось сделать очень компактный модуль сканирования радужки глаза, позволяющий разблокировать смартфон, просто посмотрев на него. Для этого не нужно приближать устройство близко к лицу, достаточно обычного расстояния. Сам процесс распознавания занимает одну секунду. Процедура первичного сканирования, когда устройство «запоминает» рисунок сетчатки, длится около 10 секунд, при этом задействуется светодиод и инфракрасная камера. Предназначена технология не столько для повышения безопасности (хотя почему бы и нет?), сколько для большего комфорта пользователя. Например, чтобы не снимать зимой перчатки или в других случаях, когда по каким-то причинам разблокировать вручную неудобно.



Часы, с которых может позвонить ребёнок в случае неприятностей. Эту идею по достоинству оценят все родители: наручные часы с модулем сотовой связи, с которых можно позвонить на пять телефонных номеров просто по нажатию кнопки. Устройство называется FiLIP, оно способно использовать сигналы GPS, Wi-Fi и базовых станций для определения своего местоположения, так что родители могут отслеживать своё чадо по карте на смартфоне.



Распознавание рукописного текста мобильными гаджетами. Проект Zeroth от Qualcomm заключается в том, чтобы с помощью «глубокообучаемых нейронных сетей» научить мобильные устройства «мыслить» нелинейно, расплывчато, как это делают люди. Кратко говоря, на основе нескольких ключевых характеристик система старается описать что-то целиком. А потом они интерпретируются, чтобы восстановить образ описанного.



Как видите, в отрасли пока нет какого-то единого мнения относительно будущей технологии/пакета технологий, которые в будущем обретут шильдик «5G». Нет даже сложившихся лидеров, про которых можно было бы сказать, что один из них «поселится» в наших смартфонах лет через пять. Да и спешки в разработке, на первый взгляд, тоже не наблюдается. Мы будем следить за развитием ситуации и информировать вас об интересных новинках.