Реклама
В системах 5G, скорее всего, будут активно использоваться новые, более высокочастотные диапазоны
В системах 5G, скорее всего, будут активно использоваться новые, более высокочастотные диапазоны

Основная тенденция сотовой связи очевидна: запросы пользователей в отношении скорости и объемов передачи данных постоянно растут. Согласно предложенной компанией Nokia «Технологической концепции — 2020», через пять лет каждый абонент мобильной связи будет потреблять до 1 Гбайт персонализированных данных ежедневно. К 2020 году объем трафика в мобильных сетях увеличится в 1000 раз по сравнению с 2010 годом. Для удовлетворения новых запросов операторам предстоит обеспечить сверхвысокий уровень плотности сетей, для чего потребуется десятикратно увеличить число сот, спектральных ресурсов и эффективности.

В настоящее время основными механизмами повышения скорости передачи данных в сетях LTE являются объединение нескольких частотных каналов (агрегация несущих) и увеличение числа пространственных потоков (технология MIMO). Пока на практике применяется объединение только двух каналов (по 20 МГц каждый), а в режиме MIMO используются лишь по две антенны на передатчике и приемнике (MIMO 2x2). На прошедшем недавно в Барселоне Всемирном конгрессе мобильной связи Nokia Networks продемонстрировала решение MIMO 4x4, которое позволяет увеличить пиковую скорость до 600 Мбит/c. Проблема пока — в отсутствии необходимых терминалов (для демонстрации применялся прототип), но, по прогнозу экспертов компании, к концу текущего года уже появятся коммерческие чипсеты с реализацией MIMO 4x4.

Однако, чтобы удовлетворить растущие требования, обойтись лишь совершенствованием технологий в традиционных (для сотовой связи) частотных диапазонах не удастся — со временем придется задействовать новые диапазоны и существенно более широкие каналы. В частности, в системах 5G, скорее всего, станет активно осваиваться полоса свыше 6 ГГц. Совместно с NTT DOCOMO компания Nokia Networks показала в Барселоне прототип базовой станции, которая работает на частотах 70 ГГц. В этом диапазоне доступны более широкие каналы. Например, в демонстрации использовался канал шириной 2 ГГц (сравните с сегодняшними 20 МГц), а скорость передачи составила 2,3 Гбит/c.

Работа организации 3GPP над спецификациями 5G начнется только в 2016 году в рамках Release 14 и продолжится в Release 15, а окончательный стандарт и, соответственно, первые коммерческие продукты следует ожидать к 2020 году. Поэтому пока сложно сказать, что будут представлять собой «технологии 5G». Но, как считает Лидия Варукина, эксперт по радиотехнологиям Nokia Networks, на физическом уровне они окажутся близки к имеющимся решениям LTE.

Она также отмечает, что в рамках 5G потребуется гармонизировать использование большого числа беспроводных технологий, поскольку области их применения существенно расширятся, особенно в рамках развития Интернета вещей. Скажем, для организации связи между автомобилями и автоматизации управления необходимы технологии связи с очень малой задержкой (на уровне 1 мс) — существующие сети LTE, где задержка на порядок выше, не подойдут. А для работы различных сетей датчиков потребуются относительно низкоскоростные, но зато очень дешевые решения с малым энергопотреблением и длительной работой от аккумуляторов.

В рамках 5G потребуется гармонизировать использование большого числа беспроводных технологий
В рамках 5G потребуется гармонизировать использование большого числа беспроводных технологий

 

Безусловно, важным фактором являются облачные технологии. В первую очередь телекоммуникационные операторы планируют виртуализировать, а затем и перенести в облака функциональность сетевых элементов, используемых в ядре сети. Тем временем Nokia Networks уже предлагает в облачном варианте функции IMS и EPC, в новом «формате» планируется реализовать и другие элементы. Операторы смогут развертывать их в виде виртуализированных сетевых функций (NFV) на ресурсах как собственных, так и сторонних (коммерческих) ЦОД, получая все преимущества централизации и использования стандартных ИТ-серверов.

Несколько иначе обстоит дело с виртуализацией сети радиодоступа (RAN). Решения Cloud RAN тоже существуют, однако при выносе в облако функций системных модулей (BBU) предъявляются очень жесткие требования к каналам связи с радиомодулями: задержка должна составлять не более 0,5 мс, а скорость передачи — от 5 Гбит/c и более. Получается, что все преимущества облачного подхода нивелируются высокой стоимостью канальной инфраструктуры. Кроме того, по словам Лидии Варукиной, производительность типовых ИТ-платформ не всегда достаточна для должной работы BBU.

По мнению экспертов Nokia Networks, для действительно эффективной реализации облачных RAN необходимо вынести часть функций BBU (по обработке сигналов на физическом уровне, L1) в радиомодули. Это позволит снизить требования к сетевой инфраструктуре — можно будет ограничиться каналами 1 Гбит/c при задержке на уровне 5 мс, то есть использовать обычные сети Ethernet. Соответствующее решение компания Nokia Networks также продемонстрировала на Всемирном конгрессе мобильной связи.

 

Купить номер с этой статьей в PDF