5G стандарт: Что представляет собой стандарт 5G?

Содержание

5G – пятое поколение технологии подвижной связи

​Развернутые сети 5G должны обеспечивать бóльшую скорость и пропускную способность для поддержки масштабной межмашинной связи и предоставления услуг со сверхмалой задержкой и высокой надежностью для нормируемых по времени приложений. Проведенные к настоящему времени испытания показали, что сети 5G начинают демонстрировать высокую производительность в различных сценариях, таких как густонаселенные городские районы и точки доступа внутри помещений.


Однако эти масштабные цели, стоящие перед сетями 5G, требуют решения серьезных проблем. Увеличение пропускной способности и скорости передачи данных, которое должны дать технологии 5G, требует большего объема спектра и гораздо большей спектральной эффективности технологий по сравнению с современными технологиями, используемыми в системах 3G и 4G.


Часть этого дополнительного объема спектра будет обеспечена за счет полос частот выше 24 ГГц, что сопряжено со значительными трудностями. Первая проблема касается характеристик распространения, присущих диапазону миллиметровых волн. Эти радиоволны распространяются на гораздо меньшие расстояния, чем волны в диапазоне средних (1−6 ГГц) и низких (ниже 1 ГГц) частот.


Следовательно, покрытие определенной зоны потребует значительного увеличения числа базовых станций, что усложнит инфраструктуру, в том числе потребует размещения радиооборудования на улице, например на светофорах, фонарных столбах, опорах ЛЭП и блоках питания.


Другая проблема касается соединительных линий связи 5G между базовыми станциями и базовой сетью (транзитное соединение), использующих как оптоволоконные, так и беспроводные технологии. Для внедрения услуг волоконно-оптических сетей и обеспечения доступности беспроводных линий транзитной связи с достаточной пропускной способностью, таких как микроволновые и спутниковые линии связи и, возможно, системы станций на высотной платформе (HAPS), требуются значительные усилия.


Кроме того, спектр является ограниченным и очень ценным ресурсом, и на национальном, региональном и международном уровнях наблюдается высокая – и растущая − конкуренция за спектр. Поскольку радиочастотный спектр делится на полосы, распределяемые различным радиослужбам, каждая полоса может использоваться только службами, способными сосуществовать, не создавая вредных помех соседним службам.


В исследованиях МСЭ-R​ рассматривается совместное использование частот и совместимость между подвижными службами и рядом других существующих служб радиосвязи, в частности для спутниковой связи, метеорологического прогнозирования, мониторинга ресурсов Земли и изменения климата, а также радиоастрономии.


Во всем мире на национальном и международном уровнях требуется принятие и применение нормативно-правовой базы, для того чтобы избежать помех между системами 5G и этими службами, создать жизнеспособную мобильную экосистему, рассчитанную на будущее, одновременно снизить цены за счет эффекта масштаба на глобальном рынке и обеспечить функциональную совместимость и роуминг. 

 

В связи с этим важно определить дополнительный спектр, который будет использоваться технологиями 5G, и согласовать его на глобальном или региональном уровнях. По тем же причинам радиотехнологии, используемые в устройствах 5G, должны поддерживаться стандартами, согласованными на глобальном уровне.​​

Что представляет собой 5G? — Ciena

5G — это следующее поколение мобильных сетей, которое предоставит гораздо более высокие скорости передачи данных, существенно снизит свойственные 4G задержки и реализует разрезание сети на слои для виртуализации единой сети с поддержкой широкого спектра новых услуг, реализовать которые сегодня невозможно даже в лучших мобильных сетях.

Пятое поколение мобильных сетей 5G находится в разработке уже много лет. В настоящее время 5G проходит предстандартные полевые испытания. К развертыванию 5G операторы по всему миру, как ожидается, приступят уже в 2020 году. Согласно Альянсу мобильных сетей следующего поколения, 5G обеспечит следующие преимущества по сравнению с нынешним стандартом 4G.

  • Значительно более высокая скорость передачи данных
  • Гораздо более низкие задержки
  • Поддержка миллиардов объектов Интернета вещей, таких как датчики
  • Поддержка беспилотных автомобилей

Высокий потенциал 5G активизировал рынок: сегодня операторы наращивают свои инвестиции в тестовую инфраструктуру, а производители микросхем стремятся внедрить новые технологии для потребителей.

Хотя сегодня 5G уже проходит испытания, препятствием для разработки технологических решений является отсутствие готовых стандартов. Наблюдатели считают, что комплект стандартов 5G появится в конце 2018 года или в начале 2019 года. Исходные стандарты будут переданы ключевым отраслевым субъектам, затем пройдут полевые испытания, после чего стандарт будет доработан для дальнейшего тестирования.

Значительные перемены требуют времени. С момента появления первоначальной концепции 4G до широкой доступности на рынке США прошло почти десять лет. Хотя некоторые операторы заявили, что 5G может появиться на рынке уже в 2018 году, скорее всего, в широком доступе этот стандарт появится в период с 2020 по 2025 год.

Такие перемены требуют сложного регулирования. Технологии в мобильной инфраструктуре (включая беспроводные сети, соединяющие вышки и мобильные устройства) придется полностью переконфигурировать или переработать в соответствии с требованиями 5G. Чтобы обычные пользователи смогли воспользоваться преимуществами новой технологии, потребуются новые микросхемы и устройства.

Чтобы гарантировать эффективную работу сетей 5G, потребуется обеспечить столь же высокую эффективность проводных сетей — это, возможно, одна из самых важных задач на этапе подготовки к преобразованиям.

Сделать это поможет Ciena, ведь мы обладаем огромным опытом в работе с проводными сетями от радиовышек до центров обработки данных. Мы знаем все, что с ними связано. Инфраструктура мобильных сетей уже сейчас переходит от традиционных сетей MBH на основе TDM к пакетным сетям MBH на основе Ethernet операторского класса — весьма своевременно, ведь Ethernet операторского класса представляет собой идеальный носитель для размещения трафика 5G во множестве частей всей сети в целом.

Кроме того, сопровождать переход на 5G будет внедрение виртуализации сетевых функций (NFV) и программно-определяемых сетей (SDN). Эти технологии и услуги сегодня задействуются в инфраструктуре по всему миру, что поможет адаптировать и усовершенствовать проводные сети в соответствии с развитием 5G.

Портфель продуктов Ciena предлагает гибкий набор платформ для доставки и агрегации услуг Ethernet операторского класса, предназначенный для прогнозирования спроса на операции 5G. Портфель включает большие и малые решения, способствующие сокращению затрат и предусматривающие быстрое развертывание с лучшими OAM-инструментами для проактивного управления услугами.

Эти совместимые платформы прошли сертификацию MEF. Они увеличивают эффективность развертывания, предоставления и администрирования экономичных услуг 5G, обеспечивающих масштабируемость, надежность, QoS и управление услугами. В совокупности эти сервисные функции значительно ускоряют и автоматизируют создание и активацию масштабируемых оптических и ethernet-услуг.

Решения Ciena предлагают следующие преимущества.

  • Масштабируемость. Ciena предлагает операторам проводных сетей возможность высокоточного масштабирования до чрезвычайно высокой емкости. Технология виртуальной коммутации и одновременная поддержка нескольких инкапсуляций на одном порту обеспечивают максимальную гибкость и функциональную совместимость с существующими и новыми технологиями.
  • Надежность. Портфель продуктов Ciena обеспечивает гибкость и надежность оптических и ethernet-сетей, а также множество механизмов защиты, упрощающих подготовку и ведение технического обслуживания, вместе с тем снижая операционные издержки.
  • Высокое качество обслуживания. Высокоэффективные средства управления QoS и трафиком, встроенные инструменты OAM обеспечивают предсказуемое и высоконадежное предоставление услуг.

Ethernet операторского класса позволит операторам транспортной сети связать несколько узлов на базе единой надежной и экономичной сети для обеспечения гарантированных масштабируемых услуг, совместимых с растущим комплексом приложений IP и Ethernet.

С помощью коммутаторов предоставления услуг на малых и макросотовых узлах операторы транспортных сетей смогут помечать или классифицировать трафик для дифференцированных услуг и разных приложений. Удовлетворенность и лояльность клиентов обеспечиваются за счет надежных гарантий SLA на базе комплекса методов контроля качества обслуживания и управления трафиком в сочетании со сложными инструментами диагностики OAM.

Сети 5G развернут на существующих частотах

Госкомиссия по радиочастотам планирует рассмотреть условия, на которых сотовые операторы смогут использовать ранее выделенные им частоты для запуска сетей 5G. Это следует из проекта решения комиссии, заседание которой намечено на конец декабря этого года (с документом ознакомились «Ведомости»).

Вопрос о технологической нейтральности уже выделенных операторам частот и возможности их использования для оказания услуг 5G планируется рассмотреть в следующем году, подтвердил «Ведомостям» замминистра цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Олег Иванов. Введение технейтральности станет важным для отрасли шагом, который ускорит развитие 5G в России в условиях дефицита радиочастотного ресурса, отметил он.

На этапе разогрева рынка и апробации 5G-сервисов, к которым относятся подключенные автомобили, телемедицина и многое другое, существующего частотного ресурса хватит для демонстрации возможностей 5G, считает руководитель проектов компании «Спектрум менеджмент» Вадим Поскакухин: «Однако технейтральность не отменяет необходимости в новых диапазонах радиочастот для сетей 5G». Привлекательность технологической нейтральности эксперт связывает с возможностью современных базовых станций обеспечивать в одном частотном канале услуги связи нескольких стандартов – например, 5G и LTE за счет применения технологии динамического доступа к спектру (DSS).

DSS является эволюционным развитием сетей LTE, благодаря этой технологии зачастую требуется лишь модернизация программного обеспечения на базовых станциях, чтобы использовать одну полосу частот для нескольких стандартов связи одновременно, распределяя между ними ресурсы в зависимости от загрузки сети и потребностей абонентов.

Технейтральность объявлялась в России и прежде – под более современные стандарты отдавались уже используемые сотовыми компаниями номиналы частот – например, в середине десятилетия диапазон 1800–2100 (GSM и 3G) разрешили использовать для LTE.

В МТС считают, что технейтральность может отчасти ускорить запуск 5G. Пока не решен вопрос с предоставлением основных частот под 5G, операторы связи заинтересованы в получении частотного ресурса под новый стандарт в рамках технейтральности, говорит представитель МТС Алексей Меркутов. По его мнению, это позволит ускорить запуски первых коммерческих сетей 5G с использованием существующих диапазонов 4G.

Диапазон 3,4–3,8 ГГц оптимален с точки зрения массового покрытия сетями 5G крупных городов, заявляют представители операторов. Но эти частоты заняты спутниковой связью, которой пользуются госведомства, в том числе силовые структуры.

Представительница «Вымпелкома» Анна Айбашева утверждает, что введение технейтральности до выделения под сети 5G новых диапазонов частот может создать только видимость прогресса с запуском 5G в России: «Существующий мировой опыт и наши тесты показали, что при запуске в существующих полосах частот, выделенных операторам, характеристики 5G и LTE не отличаются, а в некоторых случаях совместное использование полосы может негативно сказаться на общей емкости сети». Поэтому решение о технейтральности проблему нехватки частот для запуска сетей 5G не решает, заключает Айбашева.

Представитель Tele2 Дарья Колесникова отметила существующий сейчас неравномерный доступ участников рынка к частотам 2600 МГц, на которых можно будет разворачивать технологии пятого поколения: в такой ситуации технейтральность даст преференции владельцам большего ресурса. Введение принципа технейтральности для 5G не отменяет необходимости выделять для этих сетей новые частоты, говорит представитель Tele2.

Технология DSS не способна заменить целевые частотные диапазоны, в которых можно запускать сети пятого поколения, для полноценного запуска технологии нужны полосы сигнала от 100 МГц, отмечают в пресс-службе «Мегафона». Однако ее внедрение будет полезным для отрасли, отмечают в компании: технология даст возможность плавного перевода нагрузки в сети нового стандарта по мере роста доли абонентских терминалов с поддержкой 5G и обеспечит более качественными сервисами население с развитием потребностей в новых услугах и сервисах.

Опыт запуска полноценных сетей 5G на частотах для более ранних поколений сотовой связи в мире есть. 5G в диапазоне 2,6 ГГц, к примеру, работает в некоторых штатах США и в Китае (там эти частоты использует оператор China Mobile). Правда, там операторы могут задействовать намного более широкие полосы частот, чем в России, отмечает Поскакухин.

Технологии и стандарты 5G. Скорость интернета в 5G сетях

5G — технология мобильной связи пятого поколения на базе стандарта IMT-2020. Скорость доступа к интернету в сети 5G прогнозируется в районе 10 Гбит/с.


2019. МТС, Мегафон, Билайн и Ростелеком договорились о совместном развитии 5G в России

МТС, «Мегафон», «Вымпелком» и «Ростелеком» подписали соглашение о намерениях для развития и использования мобильной связи пятого поколения (5G) в России. Компании собираются создать СП, которое займётся освобождением частот, пригодных для создания собственных сетей 5G, в разных российских регионах. В итоге операторы смогут на равных условиях использовать выделенный радиочастотный спектр. В Минкомсвязи поддержали создание СП.

2019. 5G-сети окажут серьезное влияние на бизнес

Хотя 5G ассоциируется прежде всего со сверхскоростным интернетом, виртуальной реальностью и беспилотным транспортом, исследователи аналитического агентства Strategy Analytics утверждают, что главным заказчиком сетей нового поколения связи — является корпоративный сектор. Самый стремительный рост по объему передаваемых данных и количеству устройств показывает сегмент Интернета вещей, в том числе промышленного. В России коммерческое внедрение сетей пятого поколения ожидается в 2021-2022 годах, что придаст развитию цифровой экономики и инфраструктурных проектов дополнительный импульс. Согласно программе «Цифровая экономика РФ», уже к 2022 году необходимо обеспечить широкое коммерческое использование 5G в пяти городах с населением от 1 млн человек, а к 2024 году — в 15 городах-миллионниках.

2019. Южная Корея стала первой страной в мире, запустившей 5G

В Южная Корее запущена первая в мире коммерческая сеть 5G, работающая по всей стране. Ее построил телекоммуникационный гигант SK Telecom, использовав 35 тысяч базовых станций. В 5G-сетях возможна в 20-100 раз более высокая скорость передачи данных, чем в сетях 4G. Кроме того, 5G предлагает минимальное время отклика при загрузке данных и лучшую поддержку искусственного интеллекта и виртуальной реальности. Запуск 5G в России предварительно состоится после 2020 года. К 2024-му, согласно программе «Цифровая экономика», сети 5G в том или ином виде будут развернуты во всех городах с населением от 300 тысяч человек. Сейчас технологию активно тестируют МТС, «ВымпелКом» и «МегаФон».


2018. Motorola представила первый в мире серийный 5G-смартфон

Компания Motorola представила первый 5G-смартфон — Moto Z3. Смартфон имеет 6-дюймовый AMOLED-дисплей с тонкими рамками, стеклянный корпус, и дактилоскопический сканер на торце. В основу гаджета положен процессор Qualcomm Snapdragon 835, который поддерживает 4 гигобайтов оперативной памяти и 64 гигабайтов встроенной. Основная камера получила два модуля с разрешением 12 Мп, а фронтальная — один 8-мегапиксельный. Емкость аккумулятора составляет 3 000 миллиампер часов. При подключении 5G Moto Mod она увеличивается на 2 000 миллиампер часов.

2018. Мегафон купил в Москве частоты для 5G

Мегафон приобрел компанию Неоспринт, владеющую частотами в диапазоне 3,4 — 3,6 ГГц в Москве. В Мегафоне говорят, что целью приобретения Неоспринт было использование принадлежащих ему частот для будущий сетей пятого поколения сотовой связи (5G). Сейчас частоты для данного стандарта на постоянной основе еще не выделены, но в «Мегафоне» полагают, что диапазон 3,5 ГГц станет наиболее востребованным для строительства сетей 5G. Ранее Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) выделила «Мегафону» частоты для тестовых запусков сетей 5G на территории 11 российских городов, в которых этим летом пройдет Чемпионат мира по футболу, включая Москву и Санкт-Петербург.

2017. Тестирование 5G в России начнут с бизнеса

Россияне еще не скоро столкнуться с потребностью в сетях пятого поколения (5G), поэтому операторы предлагают начать тестирование технологии с компаний. По словам операционного директора МегаФона Анны Серебряниковой, коммерчески привлекательное число 5G-устройств появится на рынке только к 2023-2025 годам. Однако, корпорации могут адресно покупать их на конкретные программы, устройства для пилотных проектов могут быть доступны уже к 2020 году. В ВымпелКоме согласны с тем, что тестирование 5G сначала нужно проводить в b2b-секторе, в том числе на рынке «интернета вещей». В Tele2 среди наиболее вероятных отраслевых применений 5G называют удаленную медицину, логистику и индустрию развлечений на основе дополненной реальности.

2016. Мегафон запустил 5G на скорости 5 Гбит/с

Мегафон и Nokia, которые недавно договорились о совместном строительстве 5G сетей в России, на саммите в Нижнем Новгороде продемонстрировали тестовую 5G-установку, позволяющую передавать данные на скорости 5 Гбит/с. Тестирование производилось на базе оборудования Nokia AirFame и Nokia AirScale, в тестах использовалась временно выделенная полоса частот в диапазоне 4,5 ГГц. Напомним, в начале года МТС тоже договорился с Nokia и буквально на прошлой неделе МТС и Nokia показали в Москве журналистам возможности 5G. Правда, скорость в тестах, осуществленных МТС, оказалась несколько ниже, чем в тестах Мегафона — 4,5 Гбит/с.

2016. Huawei и Vodafone построили сеть 5G со скоростью 20 Гбит/с

Huawei и Vodafone провели первое полевое испытание стандарта 5G и открыли лабораторию по исследованию интернета вещей и добились пиковой скорости передачи данных 20 Гбит/сек в диапазоне частот Е (от 60 до 90 ГГц) в Ньюбери (Великобритания). Тестированию подверглись однопользовательский (SU-MIMO) и многопользовательский (MU-MIMO) многоканальный вход/выход, продемонстрировавшие скорость 20 Гбит/сек и 10 Гбит/сек соответственно. Ориентировочной датой внедрения 5G считают 2020 г. Срок был рассчитан исходя из периодичности смены поколений связи — примерно раз в десять лет — и утвержден Международным союзом электросвязи в 2015 г.

2016. МегаФон протестировал 5G-сеть на скорости 1 Гбит/с

Согласно заявлению МегаФона, компания первой в России провела испытание мобильной передачи данных на скорости в 1 Гбит/с. Тестирование проводилось на сетевом и терминальном оборудовании Huawei, а также на прототипе абонентского устройства под управлением модема Qualcomm Snapdragon X16 LTE. Максимальная скорость скачивания данных на оборудовании Huawei во время эксперимента достигала 1,24 Гбит/с. Таким образом, достигнув такой скорости мобильного интернета, «МегаФон» сделал главный шаг на пути формирования стандарта 5G в России, говорится в сообщении оператора. Для сравнения, спецификация LTE позволяет обеспечить скорость загрузки до 326,4 Мбит/с.

2016. МТС и Nokia протестируют 5G в России в 2018 году

МТС и Nokia подписали соглашение о сотрудничестве в развитии технологий 5G и «интернета вещей в России. В 2018 году компании планируют построить на одном из стадионов в России тестовую сеть 5G, которая, обеспечит скорости передачи данных более 10 Гб в секунду. В конце 2015 года аналогичное соглашение о тестировании 5G на чемпионате мира в 2018 году МТС заключил со шведской Ericsson. Также, в 2014 году «Мегафон» заключил соглашение с компанией Huawei соглашение о взаимодействии в создании и оперативном внедрении сетей 5G в России. В рамках сотрудничества партнёры планируют протестировать 5G накануне чемпионата мира по футболу 2018 года.

2015. МТС и Ericsson запустят 5G-сеть в России

МТС и Ericsson начали совместный проект по созданию и внедрению сетей пятого поколения в России. Цель проекта — протестировать решения и сценарии использования сетей нового поколения и создать на их основе тестовую зону на чемпионате мира по футболу 2018. Испытание решений Ericsson в пилотных проектах на сети МТС начнется в 2016 году. На это время намечена реализация проекта LTE-U (LTE-Unlicensed)/LAA (Licensed-Assisted Access) по использованию радиоинтерфейса LTE в нелицензируемом диапазоне частот 5 ГГц совместно c точками доступа Wi-Fi. Также МТС и Ericsson будут вести «совместный диалог» с российским регулятором по вопросам использования частотного спектра для 5G. Коммерческий запуск 5G в России МТС может состояться в 2019–2020 годах, но не раньше, чем будет разработан соответствующий стандарт. Теоретически сети 5G могут обеспечивать передачу данных на скорости до 10 Гбит в секунду, что в 30 раз превосходит возможности 4G. По планам Международного союза электросвязи, стандарт будет внедрен к 2020 году.

2015. ЕС и Китай подписали соглашение о сотрудничестве в создании 5G

Евросоюз и Китай 28 сентября подписали основополагающее соглашение о сотрудничестве в создании мобильной связи пятого поколения 5G. Сообщается также, что Китай решил вложить 315 млрд евро инвестиций в Европу. Аналогичные договоренности в создании мобильных сетей следующего поколения ЕС ранее подписал с Японией и Южной Кореей. Cпециалисты Международного союза электросвязи (International Telecommunication Union) считают, что сети 5G в будущем будут обеспечивать передачу данных на скорости не менее 20 Гбит/сек.

2015. Скорость 5G разогнали до 1 Террабита

Исследователи из центра 5G Innovation Centre (5GIC) университета Суррея (University of Surrey) создали экспериментальный набор оборудования беспроводной связи стандарта 5G, при помощи которого был достигнут рекордный на сегодняшний день показатель скорости передачи информации, составивший чуть более 1 терабита в секунду на расстоянии в 100 метров. Такая скорость передачи превышает скорости нынешних стандартов беспроводной передачи во много тысяч раз. И, согласно планам исследователей из 5GIC, первая общественная демонстрация их технологии должна состояться в 2018 году, а к 2020 году следует ожидать начала использования 5G-технологий (на территории Великобритании).

2015. Foxconn включился в гонку с Samsung и Huawei в сфере 5G

Тайваньский производитель электроники Foxconn собирается инвестировать $125 млн в развитие сетей пятого поколения (5G). Этой технологией будут заниматься около 200 технических специалистов компании. Foxconn намерена сформировать партнерские связи с европейским производителем телекоммуникационного оборудования Ericsson и совместно с ним продвигать стандарт 5G в период с 2016 по 2018 годы. Параллельно развитием технологии занимаются Samsung Electronics и Huawei. Компания надеется стать лидером в освоении 5G и опередить в этом тайваньских операторов и производителей. Для реализации плана Foxconn попросила помощи у тайваньского правительства и занялась поиском партнеров.

2014. Samsung продемонстрировал технологию 5G со скоростью 7.5 Гбит/с


Вслед за рекордом скорости для Wi-fi Samsung поставил рекорд скорости для новой технологии мобильного интернета 5G. При помощи стационарного оборудования, 5G-оборудования, работающего на частоте 28 ГГц и стоящего на одном месте, специалисты Samsung получили скорость обмена информацией, равную 7. 5 гигабитам в секунду. Это в 30 рфз быстрее максимальной скорости LTE, равной 225 мегабитам в секунду. Кроме этого, последние тесты оборудования 5G были впервые проведены на открытом пространстве, что также является достаточно значимым достижением. Все предыдущие тесты проводились только в лабораторных условиях. Специалисты компании Samsung также проверили качество функционирования беспроводной сети касательно абонентов, находящихся в двигающемся автомобиле.

2014. Ericsson тестирует сеть 5G

Хотя игроки телекоммуникационного рынка еще даже не определили, что такое 5G, а по мнению экспертов внедрение сетей в стандарте 5G начнется только в 2020 году, компания Ericsson уже объявила о проведении успешной серии тестов 5G сети. И им удалось добиться передачи данных на скорости 5 Гбит/с в частотном диапазоне 15 ГГц.  Это в 250 раз быстрее LTE. Для этого применялись базовые станции и радиомодули с интерфейсом нового типа, а также усовершенствованная технология MIMO, предполагающая передачу и приём данных по каналу при помощи нескольких антенн. Инженеры Ericsson разработали антенны, работающие в более широком диапазоне и обеспечивающие минимальные задержки при передаче информации.

2014. Google займется 5G

Google купил компанию Alpental Technologies, которая занимается разработками в области беспроводной связи пятого поколения (5G). Проект был разработан бывшими сотрудниками закрывшегося в прошлом году WiMAX-оператора Clearwire — Питом Гелбманом и Майком Хартом. «Я могу подтвердить, что мы воодушевлены тем, что команда Alpental присоединилась к Google. Никакой другой информации мы не раскрываем», — отметил представитель Google. Напомним, что чуть ранее Google также купил спутниковую компанию Skybox и анонсировал свой план покрыть всю планету доступным спутниковым интернетом. Как известно, особенностью стандарта 5G будет совмещение различных типов связи, и спутниковая связь будет, вероятно, одним из главных компонентов.

2014. Европа и Южная Корея будут вместе развивать 5G

5G — это пока скорее маркетинговый термин, используемый телеком-операторами для привлечения пользователей. Типа «вот скоро мы запустим еще и 5G». Однако, в реальности стандарты нового поколения связи 5G только начинают разрабатываться, и сейчас начинается технологическая гонка за лидерство между странами и крупными компаниями. Основными участниками этой гонки являются китайская Huawei, японская NTT Docomo, и американская Intel. Теперь к этой компании присоединяется межгосударственный конгломерат — сегодня Еврокомиссия подписала с Южной Кореей договоренность о совместном развитии технологий 5G. Учитывая что южнокорейская сторона включает в себя крупнейших производителей смартфонов Samsung и LG, а европейская — крупнейших мобильных операторов, это серьезная заявка на лидерство. О том, чем 5G будет отличаться от предыдущих поколений связи, можно судить по этой иконографике, опубликованной на сайте Еврокомиссии.

2013. Samsung собирается запускать коммерческие 5G сети до 2020 года

Еще далеко не все люди узнали и попробовали, что такое 4G (LTE или WiMax), а Samsung уже разработал технологию для 5G сетей и заявил, что до 2020 года вполне возможно запустить коммерческие 5G-сети. Технология, изобретенная в Samsung позволяет обеспечить скорость передачи данных до нескольких десятков гигабит в секунду на одной базовой станции (в радиусе 2 км). Конечно, Samsung — не единственная компания, которая разрабатывает 5G. Так недавно японский оператор DoCoMo объявил, что успешно провел тест передачи данных на скорости 10 Гб/с.

2008. Корея планирует в скором времени перейти на 5G-сети

Несмотря на то что в мире еще не везде развернуты сети третьего поколения (3G) и работы по созданию и стандартизации сетей 4G все еще ведутся (коммерчески они пока не доступны), правительство Южной Кореи объявило, что пора начинать работы по созданию сетей пятого поколения (5G). Правительство Кореи выделило $58,4 млн на доведение до ума технологий 4G и начало работ над сетями 5G. Пока неизвестно, какие технологии будут лежать в основе сетей пятого поколения. Зато известно, что 4G-сети базируются на WiMAX и Long Term Evolution (LTE). В первом случае скорость передачи данных может достигать 10 Мбит/с, а во втором – 100 Мбит/с. Обозреватели индустрии отмечают, что коммерциализация 5G-сетей может состояться уже в 2012 году. На конец нынешнего года назначен запуск первых 4G-сетей. В США ими занимаются компании AT&T, Verizon Wireless и Sprint. В России более 95% сотовых сетей относятся к стандарту GSM (2G).

в столице проверят безопасность 5G-сетей / Новости города / Сайт Москвы

В столице проведут исследование о влиянии сетей сотовой связи на благополучие горожан и городскую среду. Этим займется Научно-исследовательский институт медицины труда имени Н.Ф. Измерова, который стал победителем конкурсной процедуры.

«Для города важно в преддверии коммерческого запуска 5G получить научно обоснованный ответ о влиянии сетей пятого поколения. Мы хотим быть уверенными, что 5G безопасен для жителей столицы. Для проведения исследования на базе НИИ будет собран стенд с полным комплектом действующего оборудования 2G/3G/4G/5G, который подтвердит его безопасность», — пояснили в пресс-службе Департамента информационных технологий.  

Последние исследования по изучению влияния электромагнитного поля на организм человека проводились НИИ медицины труда РАМН в начале 2000-х годов. По их результатам утверждены действующие санитарно-эпидемиологические нормы.

Новое исследование будут проводить в течение года. Его результаты представят экспертам в первом квартале 2021 года, а также направят в Министерство здравоохранения Российской Федерации и Роспотребнадзор. Эти данные могут быть использованы для оценки актуальности и возможного пересмотра принятых норм по электромагнитному излучению. Проведение исследования одобрено Министерством цифрового развития Российской Федерации, Минздравом и рабочей группой программы «Цифровая экономика».

Москва может стать экспериментальной площадкой для разработки технологий в области искусственного интеллектаСергей Собянин: Цифровая трансформация — это ключевое условие успешного развития города

В Москве пилотные зоны 5G начали открывать в середине 2019 года. Сейчас операторы тестируют сеть 5G на Тверской улице, ВДНХ, Воробьевых горах, территории спорткомплекса «Лужники» и в инновационном центре «Сколково». Коммерческий запуск 5G в Москве планируется

в 2022–2023 годах

Технология связи пятого поколения отличается более высокой скоростью передачи данных, скоростью реакции сети и емкостью сети. Так, скорость мобильного интернета в 5G-сетях будет превышать один гигабит в секунду. Для сравнения: в используемых сейчас сетях 4G максимальная скорость передачи данных составляет 150 мегабит в секунду.

5G наступает. Какие опасности на самом деле несёт новая технология — Секрет фирмы

Устройство IoT — обычно небольшое и недорогое (с известными исключениями, вроде промышленной автоматизации или медицинских приборов). Из-за ограниченных объёмов оперативной памяти и ресурсов процессора на них невозможно организовать проверки безопасности, стандартные для больших вычислительных машин или хотя бы мощных телефонов. Кроме того, из-за низкой маржинальности у разработчиков таких устройств просто нет средств для того, чтобы развивать культуру информационной безопасности, отслеживать уязвимости и производить обновления.

Всё это потенциально может привести к тому, что с помощью IoT-сетей злоумышленники будут организовывать огромные ботнеты (сеть компьютеров с установленным вредоносным ПО, которые управляются хакерами удалённо, часто без ведома владельцев устройств), от которых можно ожидать мощных атак.

Первый ботнет на основе Интернета вещей появился в 2016 году. Это был Mirai, состоявший из сотен тысяч маршрутизаторов, камер, серверов DVR и других подключённых устройств — вплоть до кофеварок. С помощью Mirai злоумышленники атаковали Dyn, один из крупнейших провайдеров DNS-серверов в мире, и Twitter, eBay, New York Times, CNN и другие популярные ресурсы часами не открывались у пользователей.

По нашим данным, в 2019 году средний размер бонетов вырос на 20% по сравнению с 2018 годом и составил 5045 машин, что можно связать с ростом количества уязвимых смартфонов и устройств «интернета вещей». Максимальный размер ботнета в 2019 году составил 237 249 заражённых устройств.

Общее количество DDoS-атак продолжает расти: за 2019 год число нападений на бизнес увеличилось примерно в 1,5 раза. В основном это было достигнуто за счёт роста атак на отдельные индустрии: банки, платежные системы, криптобиржи, онлайн-ретейл, сайты знакомств и даже сайты игровых компаний.

Один из недавних примеров — организация ряда массированных хакерских атак на мирового лидера в сфере производства компьютерных игр Blizzard 18 марта 2020 года, в самый разгар пандемии и самоизоляции.

Основные мотивы DDoS-атак на коммерческие компании — это вымогательство и недобросовестная конкуренция. Во время DDoS-атаки бизнес теряет клиентов, лишается, в частности, возможности обрабатывать онлайн-заказы. А в случае продолжительной атаки от двух дней и более, при том что длительность атаки может составлять несколько месяцев, надолго теряет место в поисковой выдаче. Это было критично и раньше, но на данный момент для малого и среднего ретейла возможность работать онлайн на доставку — вопрос выживания. Вдобавок у небольших компаний часто нет свободных денег для использования надёжных решений по защите, поэтому они чаще других становятся жертвами DDoS-атак.

В условиях, когда развитие широкополосного доступа, «интернета вещей» и цифровизации на три корпуса опережают проникновение культуры информационной безопасности, организовать серьёзную даже по меркам инфраструктуры крупных финансовых организаций хакерскую атаку в состоянии даже подготовленный школьник.

Цена на простейшие атаки колеблется в районе десятков долларов в час. Появление в интернете массы небезопасных устройств приведёт уже не к снижению стоимости атаки, а к колоссальному росту основных показателей атак.

Что такое 5G, как он вообще работает, и почему люди поджигают вышки? Отвечаем на вопросы | Громадское телевидение

«Запретить внедрение 5G из-за крайне негативного его влияния на здоровье!» Петиция с таким заголовком на сайте президента Украины набрала 25 тысяч голосов. В Великобритании тем временем люди жгли вышки 5G, а в США исследователи якобы установили, что 5G приводит к возникновению рака. Неужели все так плохо? hromadske разобралось, что такое 5G, и объясняет, стоит ли его бояться.

В чем суть 5G?

G-стандарты мобильных сетей работают в определенном диапазоне частот — радиоволн. Их частота достигает от 3 килогерц (кГц) до 300 гигагерц (ГГц). С каждым новым поколением диапазон используемых радиоволн рос. 5G расшифровывается как пятое поколение («5th Generation») мобильных сетей. Это следующая после предыдущих поколений (1G, 2G, 3G, 4G) технология беспроводной связи, которая является более эффективной и более совершенной.

Логика здесь проста: чем больше частот — тем больше возможностей доставить сигнал, а следовательно, тем больше покрытие сети. Чем выше частота волны — тем больше можно им передать за тот же промежуток времени. А информации и устройств становится так много, что нынешняя эволюция к 5G выглядит логичной. Если скорость 4G достигает в среднем 10 Мб/с, а максимум — до 1 Гб/с, то 5G имеет среднюю скорость от 50 Мб/с, а максимальное — в пределах 1-10 Гб/с, и это не предел. Полнометражный фильм с разрешением HD загружается за считанные секунды, а не минуты, как сейчас.

Как работает 5G?

5G работает на крайне высоких частотах (30-300 ГГц). Другое название — миллиметровые волны, потому что их длина составляет 1-10 миллиметров. Такие волны быстрее затухают в атмосфере, а потому передают сигнал на расстоянии где-то до километра. А потому для использования высоких частот 5G нужно много передатчиков и буквально везде, иначе связь будет обрываться.

Поэтому, условно говоря, существует несколько «версий» 5G, которые пользуются волнами различной частоты: низкой (до 2ГГц), средней (2-10 ГГц) и высокой (более 10 ГГц). Волны низкой частоты (которые применяются и сейчас) могут доносить сигнал сквозь стены, но проигрывают в скорости передачи данных. А волны высокой частоты могут передавать много информации, но «гаснут» уже через несколько сотен метров. В зависимости от условий, включается соответствующая «версия» 5G.

Если в отдельных условиях 5G будет использовать те же волны, что и 4G, то чем он будет отличаться? Ответ таков: тем, что технология 5G позволяет одновременно использовать несколько каналов радиочастот. Их можно сравнить с параллельными трассами на автомагистрали: чем больше трасс, тем больше автомобилей могут одновременно ехать. 5G «объединяет» разные каналы-трассы в один поток гораздо действеннее, чем 4G.

Для чего будут использовать 5G?

Радиоволны высоких частот имеют небольшой диапазон действия. Поэтому одна из ключевых сфер их применения — интернет вещей (Internet of Things, IoT), или глобальная сеть взаимосвязанных физических устройств. К примеру, фитнес-трекер и холодильник будут обмениваться данными, чтобы следить за вашим весом.

А еще на 5G возлагают надежды как на средство обеспечения сверхбыстрой связи с минимальной задержкой. Поэтому его планируют применять в таких критических сферах, как медицина, безопасность дорожного движения и тому подобное.

По оценкам американской компании Qualcomm, экономический эффект 5G, скорее всего, проявится до 2035 года. А именно — рост глобального ВВП на 2,1 триллиона долларов, выработка новых товаров и услуг совокупной стоимостью 13,2 триллиона долларов и создание более 22 миллионов новых рабочих мест. И это не окончательные данные, поскольку оценить внедрение 5G можно будет только после его распространения на большинство стран мира.

Где уже есть 5G? И почему его до сих пор нет у нас?

Активная разработка 5G началась в 2008 году, но запуск первой 5G-сети состоялся в конце 2018-го — начале 2019 года в Южной Корее, а впоследствии — и в США. Новая технология доступна в 37 странах мира, но общенациональной сети нет ни в одной из них. Лидерами по внедрению 5G, кроме упомянутых Южной Кореи и США, также является Китай.

Почему же расширить частоты быстро не удается? Хотя бы потому, что для приема сигнала определенной частоты нужно соответствующее оборудование. А быстро создать много устройств с поддержкой определенных радиочастот сложно (смартфоны с поддержкой 5G уже есть).

Но главная причина — конфликт частот. Дело в том, что крайне высокие частоты (30-300 ГГц), которые предлагается использовать для 5G, уже применяются для ряда других технологий — это и спутники, и военная техника, а также радары фиксации скорости авто и микроволновки. Одновременно использовать те же частоты для загрузки видео и, например, прогноза погоды невозможно.

Правительства стран согласовывают с мобильными операторами конкретные частоты, в пределах которых те будут строить свою сеть 5G. Поэтому ожидать появления более или менее широкой сети пятого поколения стоит по крайней мере через несколько лет — и это только в тех странах, где частоты уже распределены среди операторов, например США.

fullscreen

Протест против планов по внедрению стандарта связи 5G на Центральном вокзале в Брюсселе

Фото:

Aris Oikonomou/EPA

Опасен ли 5G? Говорят, он вызывает рак!

Начнем с того, почему 5G вообще считают опасным. Речь идет в основном о двух исследованиях.

Еще в 2011 году Международное агентство по исследованию рака (находится в составе Всемирной организации здравоохранения) сообщило, что радиация, которую излучают сотовые телефоны, может быть фактором возникновения рака. Правда, через три года та же ВОЗ отметила, что «никакого негативного влияния на здоровье от использования телефонов установлено не было».

В 2018 году профинансированное правительством США (кстати, на 25 миллионов долларов) исследование показало, что крысы, которые подвергались воздействию радиоволн, имели большую вероятность получить рак.

Потом его раскритиковали за нарушение методологии (хотя бы потому, что животные в исследовании подвергались втрое большему уровню радиации, чем теоретически могут излучать смартфоны). И, кстати, крысы, которые в эксперименте получали большую дозу радиации, жили дольше. Но с большой вероятностью ссылку именно на это исследование вы найдете, если будете искать аргументы противников 5G.

Онколог Дэвид Горски из Института рака имени Барбары Энн Карманос (США) объясняет: телефоны, которые используют сотовую связь, излучают электромагнитную радиацию настолько слабой мощности, что она просто не может вызывать нарушение ДНК, мутации и, соответственно, рак.

Конечно, нельзя исключать, что радиоволны, используемые в мобильной связи, все же имеют канцерогенное действие, но убедительных и обоснованных исследований этому пока нет. И, стоит напомнить, новые частоты, которые намерены использовать под 5G, уже и так применяются, просто в меньших масштабах.

fullscreen

Мужчина в маске проходит в Лондоне мимо граффити о заговоре и 5G

Может ли 5G передавать коронавирус?

Стремительное распространение коронавируса в мире в начале 2020 года привело к рождению еще одной теории заговора: якобы COVID-19 можно подхватить через 5G. Почему это утверждение ложно — объяснить просто: вирусы передаются контактным (то есть во время взаимодействия с зараженной поверхностью) или воздушно-капельным (если на вас покашлял или чихнул человек с коронавирусом) путем.

Есть и другая теория: что 5G ослабляет иммунитет и делает человека уязвимым к коронавирусу. Негативного влияния 5G на здоровье человека, как объяснялось выше, пока не установлено.

Кроме того, связи между наличием 5G в странах и вспышкой коронавируса в них просто не существует. Так, Южная Корея и Германия, где есть 5G, в целом смогли обуздать эпидемию (тогда как США и Великобритания — нет), а вот Иран (где 5G нет) является наиболее пострадавшей от COVID-19 страной на Ближнем Востоке.

Это, впрочем, не остановило противников 5G, часть из которых и стала утверждать о якобы причастности нового вида связи к коронавирусу. Считается, что началась эта теория в Великобритании примерно в начале марта. Тогда британское правительство не вводило карантин, а количество больных коронавирусной болезнью стремительно росло.

Только в Соединенном Королевстве было зафиксировано более 50 поджогов вышек, которые обеспечивают 5G-связь, в том числе — и для больниц, где лечат людей с COVID-19. Одна из местных компаний даже продавала под видом «устройства для защиты от 5G» обычную флешку.

В конце концов, британский регулятор телекоммуникаций Ofcom официально опроверг какую-либо связь между 5G и коронавирусом. О нем, конечно, говорили не только в Великобритании. Так, в Украине зарегистрировали петицию к президенту с требованием прекратить внедрение 5G из-за якобы его вреда для здоровья. Она набрала 25 тысяч голосов — и Владимир Зеленский ответил: научно подтвержденных свидетельств вреда 5G нет.

Безусловно, это не единственная теория заговора, связанная с коронавирусом. И в них — как и в противодействии 5G — не существует ничего нового: так называемая «радиофобия» существовала еще в начале ХХ века.

читайте также

ETSI — Мобильные технологии — 5g, 5g Характеристики

extra_toc

Зачем нам 5G?

  • Мобильные данные Трафик быстро растет , в основном из-за потокового видео .
  • При использовании нескольких устройств у каждого пользователя увеличивается на число подключений .
  • Интернет вещей потребует сетей, которые должны обрабатывать еще миллиардов устройств .
  • С ростом числа мобильных телефонов и увеличением трафика данных как мобильным телефонам, так и сетям необходимо повысить энергоэффективность .
  • Сетевые операторы вынуждены требовать сократить операционные расходы на , поскольку пользователи привыкают к фиксированным тарифам и не хотят платить больше.
  • Технология мобильной связи может обеспечить новых сценариев использования (например, для случаев со сверхнизкой задержкой или высокой надежностью) и новых приложений для отрасли, открывая новые потоки доходов также для операторов.

Таким образом, 5G должен обеспечить значительно более высокие эксплуатационные характеристики (например,грамм. повышенная спектральная эффективность, более высокие скорости передачи данных, низкая задержка), а также превосходное взаимодействие с пользователем (близкое к фиксированной сети, но предлагающее полную мобильность и покрытие). 5G необходимо обеспечить массовое развертывание Интернета вещей, но при этом обеспечить приемлемые уровни энергопотребления, стоимости оборудования, а также стоимости развертывания и эксплуатации сети. Он должен поддерживать широкий спектр приложений и услуг.

Сравнение основных возможностей IMT-Advanced (4-го поколения) с IMT-2020 (5-го поколения) согласно ITU-R M. 2083:

Кто заинтересован в использовании 5G?

5G предлагает сетевым операторам возможность предлагать новые услуги новым категориям пользователей.

Каковы основные сценарии использования 5G?

В своей Рекомендации МСЭ-R M.2083 МСЭ-R определил следующие основные сценарии использования IMT на период до 2020 года и далее:

  • Enhanced Mobile Broadband (eMBB) для работы со значительно возросшими скоростями передачи данных, высокая плотность пользователей и очень высокая пропускная способность для сценариев точек доступа, а также бесшовное покрытие и сценарии высокой мобильности с все еще улучшенными используемыми скоростями передачи данных
  • Massive Machine-type Communications (mMTC) для IoT, требующего низкого энергопотребления и низкого объема данных скорости для очень большого количества подключенных устройств
  • Сверхнадежная связь с малой задержкой (URLLC) для обслуживания критически важных для безопасности и критически важных приложений

, для которых требуются различные ключевые возможности в соответствии с ITU-R M. 2083:

Как разрабатывается стандарт 5G?

МСЭ-R организовал проект под названием IMT-2020 для определения следующего поколения сетей мобильной связи на 2020 год и последующий период со следующим временным планом:

См. Также график IMT-2020 и процесс IMT-2020.

На TSG # 67 в марте 2015 года 3GPP вместе с SP-150149 сформулировала временную шкалу 3GPP о том, как внести свой вклад в это 5-е поколение мобильных сетей.

В связи с RAN # 69 в сентябре 2015 года 3GPP провела семинар в Фениксе, США, чтобы проинформировать 3GPP о планах ITU-R IMT-2020 и поделиться видением и приоритетами вовлеченных компаний в отношении следующего поколения. радиотехника / ы.
Резюме председателя (RWS-150073) сформулировало 3 следующих шага:

  • подготовка работы по моделированию каналов для высоких частот
  • исследование для разработки сценариев и требований для радиотехнологий следующего поколения
  • исследование для рабочих групп RAN для оценки технологических решений для Радиотехнология нового поколения

На RAN # 69 15 сентября 3GPP приступила к исследованию Rel-14 (FS_6GHz_CH_model, RP-160210) « Исследование модели канала для частотного спектра выше 6 ГГц ». Это исследование было завершено в RAN # 72 в июне 2016 г. с 3GPP TR 38.900.

Примечание 1: LTE-Advanced до сих пор агрегировал спектр до 100 МГц и до сих пор работал в полосах ниже 6 ГГц. Это исследование рассматривает частотный диапазон 6–100 ГГц и полосу пропускания ниже 2 ГГц.

Примечание 2: Полное содержание этого TR было позже перенесено в 3GPP TR 38.901 « Исследование модели канала для частот от 0,5 до 100 ГГц », охватывающее весь частотный диапазон.

В РАН №70 в декабре.В 2015 году 3GPP уже начал исследование Rel-14 (FS_NG_SReq, RP-160811) « Исследование сценариев и требований для технологий доступа следующего поколения » с целью определения типичных сценариев развертывания (связанных с такими атрибутами, как частота несущей, расстояние между пунктами, плотность пользователей, максимальная скорость мобильности и т. д.) и разработать к ним особые требования для технологий доступа следующего поколения (с учетом того, что требуется для IMT-2020).
Работа завершена в РАН № 74 в декабре.2016 с 3GPP TR 38.913, в котором описаны сценарии, ключевые требования к производительности, а также требования к архитектуре, миграции, дополнительным услугам, эксплуатации и тестированию.

В марте 2016 года МСЭ-R в Циркулярном письме предложил кандидатуры технологий радиоинтерфейсов для IMT-2020. Общие цели IMT-2020 были установлены в ITU-R M.2083, а требования были представлены в ITU-R M.2410, например:

Минимальные требования:

  • для пиковой скорости передачи данных: Нисходящий канал: 20 Гбит / s, восходящий канал: 10 Гбит / с
  • для пиковой спектральной эффективности: нисходящий канал: 30 бит / с / Гц, восходящий канал: 15 бит / с / Гц
  • Задержка в плоскости пользователя (один пользователь, небольшие пакеты): 4 мс для eMBB, 1 мс для URLLC
  • , задержка в плоскости управления (бездействие => активный): 10-20 мс

Другие требования:

  • максимальная агрегированная полоса пропускания системы: не менее 100 МГц, до 1 ГГц в более высоких частотных диапазонах (выше 6 ГГц)
  • мобильность: до 500 км / ч в сельской местности eMBB

В RAN # 71 в марте 2016 года 3GPP приступила к исследованию Rel-14 (FS_NR_newRAT, RP-170379) « Исследование новой технологии радиодоступа » с целью выявления и разработки технологических компонентов для удовлетворения широкого диапазона сценариев использования (включая расширенный мобильный широкополосный доступ) диапазон, массивный MTC, критический MTC) и дополнительные требования, определенные в 3GPP TR 38. 913. Это исследование завершилось в RAN # 75 17 марта с помощью Rel-14 3GPP TR 38.912, который представляет собой набор функций для новых технологий радиодоступа вместе с исследованиями их осуществимости и возможностей.

Примечание. В этот пункт исследования были включены также некоторые внутренние TR 3GPP Рабочей группы (WG) RAN: 38.802 (RAN1), 38.804 (RAN4), 38.801 (RAN3), 38.803 (RAN4).

В RAN # 75 17 марта 3GPP запустила рабочий элемент Rel-15 (NR_newRAT, RP-181726) по «Новой технологии радиодоступа».Со временем этот WI был разделен на 3 фазы, отвечающие требованиям различных сетевых операторов:

  • « Early Rel-15 drop »: акцент на варианте архитектуры 3, также называемый non-standalone NR (NSA NR), который можно было бы рассмотреть. в качестве первого шага перехода для добавления базовых станций NR (называемых gNB) в систему LTE-Advanced базовых станций LTE (eNB) и развитую базовую сеть с коммутацией пакетов (EPC), т.е. в этом варианте базовая сеть 5G (5GC) не задействуется; функциональное замораживание: 17 декабря, ASN.1 замораживание 18 марта
  • « обычное замораживание Rel-15 »: акцент на вариант 2 автономной архитектуры NR , который будет представлять собой сеть базовых станций NR (gNB), подключенных к базовой сети 5G (5GC) без каких-либо Участие LTE; функциональная заморозка: 18 июня; Замораживание ASN.1 18 сентября;

Примечание. Первоначально предполагалось, что все другие варианты архитектуры будут завершены на этой регулярной фазе замораживания. Однако из-за чрезвычайно сложного временного плана, помимо варианта 2, на этом этапе также был завершен только вариант архитектуры 5 (базовая станция LTE может быть подключена к 5GC).

  • « late Rel-15 drop »: вариант архитектуры 4 (это будет похоже на добавление базовой станции LTE в сеть SA NR, где плоскость управления обрабатывается через базовую станцию ​​NR) и вариант архитектуры 7 (это будет быть похожим на добавление базовой станции LTE в сеть SA NR, где плоскость управления обрабатывается через базовую станцию ​​LTE) плюс двойное соединение NR-NR; функциональная остановка: 18 декабря; Замораживание ASN. 1 19 марта;

Примечание 1. Иллюстрации различных вариантов архитектуры можно найти в 3GPP TR 38.801 (с оговоркой, что на этом этапе исследования терминология еще не была стабильной).

Примечание 2: Rel-15 различает 2 частотных диапазона: FR1: 450 МГц — 6000 МГц и FR2: 24250 МГц — 52600 МГц; в то время как LTE работает только в FR1, NR может работать в FR1 и FR2; поэтому FR1 рассматривается для NSA NR, а FR2 — для SA NR.

Поскольку LTE-Advanced может выполнять части требований IMT-2020 для определенных случаев использования, вход 3GPP (называемый «5G») для IMT-2020 имеет 2 представления:

  • SRIT (набор технологий радиоинтерфейса): компонент RIT NR + компонент RIT E-UTRA / LTE (вкл.автономный LTE, NB-IoT, eMTC и LTE-NR Dual Connectivity)
  • RIT (технология радиоинтерфейса) NR

Примечание. Термины RIT и SRIT обсуждаются и объясняются в RP-171584.

Когда будет готов стандарт 5G?

Разделение Rel-15 на несколько капель оказалось очень сложной задачей, например

  • NSA NR все еще не имеет обратной совместимости Запросы на изменение в сентябре 18
  • Включение ASN. 1 в уже замороженную спецификацию требует очень качественных запросов на изменение, что затруднительно в условиях нехватки времени
  • Рабочие группы, требующие стабильной предварительной работы из других рабочих групп (например, RAN4 для RF / RRM и RAN5 для тестирования) работают на нестабильных основаниях и еще больше изо всех сил стараются придерживаться графика

Тем не менее, 3GPP вовремя внесла свой вклад в график IMT-2020, показанный ниже:

  • в янв.2018 через PCG40_11 с начальными характеристиками NR RIT и NR + LTE SRIT
  • в сентябре / октябре 2018 через PCG41_08 с характеристиками NR RIT и NR + LTE SRIT, предварительной самооценкой и результатами бюджета канала и шаблоны соответствия
  • в июне 2019 года через PCG43_07 с представленными кандидатами 3GPP 5G NR RIT и NR + LTE SRIT, включая характеристики, соответствие и шаблоны бюджета канала, а также самооценку 3GPP TR 37.910 (эта заявка включает дальнейшие улучшения Rel-16) до шага 3 процесса IMT-2020
    Примечание. Шаблоны характеристик дают хорошее представление о рассматриваемой технологии.
  • в июне 2020 года окончательные обзоры спецификаций 3GPP через PCG45_07 для NR + LTE SRIT и PCG45_08 для NR RIT и в июле 2020 года окончательные наборы спецификаций 2020-06 (версии 15 и 16) для транспонирования 3GPP OPs

Rel-16 считается например следующие улучшения NR:

  • Развитие архитектуры eNB для E-UTRAN и NG-RAN
  • Усовершенствования MIMO для NR
  • Поддержка позиционирования NR
  • 5G V2X с боковой линией NR
  • Обработка перекрестных помех и удаленная интерференция Управление для NR
  • Доступ на основе NR к нелицензированному спектру
  • Двухэтапный RACH для NR
  • Усовершенствования L1 для сверхнадежной связи NR с малой задержкой (URLLC)
  • Энергосбережение UE в NR
  • Улучшения мобильности NR
  • Multi-RAT, двойное подключение и усовершенствования агрегации несущих (LTE, NR)
  • Интегрированный доступ и транзитное соединение для NR
  • Непрерывность голосовых вызовов по одному радиоканалу от 5G до 3G
  • Оптимизация сигнализации о возможностях радиосвязи UE — аспекты NR / E-UTRA
  • Поддержка NR Industrial Internet of Things (IoT)
  • Поддержка частной сети для NG-RAN
  • Использование интерфейса NG для Wir eless Wireline Convergence
  • Требования к радиочастотам для диапазона частот NR 1 (FR1)
  • Добавить поддержку NR DL 256QAM для диапазона частот 2 (FR2)
  • Улучшения требований к радиочастотам NR для диапазона частот 2 (FR2)
  • Самоорганизующиеся сети и Минимизация тестов привода для NR
  • Поддержка
  • NR для сценария высокоскоростного поезда
  • Требование RRM для измерения L3 на основе CSI-RS в NR
  • NR Расширение RRM
  • Перенос спецификаций интерфейса Iuant из серии 25 в серию 37
  • Прямая пересылка данных между узлами NG-RAN и E-UTRAN для межсистемной мобильности
  • Введение набора (ов) возможностей в мультистандартные спецификации радиосвязи

Rel-16 stage 3 и ASN.1 замораживание было выполнено в июне 2020 года (примечание: для некоторых рабочих элементов было сделано исключение, чтобы завершить некоторые оставшиеся нерешенные проблемы к 20 сентября, а также можно ожидать некоторых исправлений, таких как замораживание этапа 3 и замораживание ASN.1 одновременно время — вызов).

Rel-17 работает напр. о следующих улучшениях NR:

    • Дальнейшие улучшения MIMO для NR
    • NR Улучшение бокового канала
    • NR Динамическое совместное использование спектра (DSS)
    • Расширенный промышленный Интернет вещей (IoT) и сверхнадежная связь с малой задержкой ( URLLC) для NR
    • Решения для NR для поддержки неназемных сетей (NTN)
    • Усовершенствования энергосбережения UE для NR
    • NR многоадресные и широковещательные услуги
    • Расширения интегрированного доступа и обратного рейса (IAB) для NR
    • NR небольшие передачи данных в НЕАКТИВНОМ состоянии
    • Требования к нескольким входам и выходам (MIMO) по воздуху (OTA) для UE NR
    • Расширение поддержки частной сети для NG-RAN
    • Введение DL 1024QAM для NR FR1
    • Enhanced Поддержка NR для сценария высокоскоростного поезда для диапазона частот 1 (FR1)
    • Поддержка NR для сценария высокоскоростного поезда на частоте r ange 2 (FR2)
    • Дальнейшие улучшения требований NR RF для диапазона частот 2 (FR2)
    • Улучшение требований RF для диапазона частот NR 1 (FR1)
    • Улучшения позиционирования NR
    • Расширения покрытия NR
    • Поддержка ограниченных возможностей NR устройства
    • Повторители NR
    • Введение набора комбинаций полосы пропускания 4 (BCS4) для NR
    • Реле бокового канала NR
    • Сжатие данных восходящего канала NR (UDC)
    • Расширение среза RAN для NR
    • Управление QoE NR и оптимизация для различных услуг
    • Введение требований TRP (общая излучаемая мощность) и TRS (общая излучаемая чувствительность) и методик испытаний для FR1 (NR SA и EN-DC)
    • Введение классов высокой мощности UE (1.5 и 2) для различных диапазонов и комбинаций агрегации несущих
    • Введение различных новых диапазонов и комбинаций диапазонов агрегации несущих / двойного подключения

    Первые элементы исследования и работы Rel-18 начнутся в декабре 2021 года.

    Как и в случае с GERAN, UMTS и LTE в прошлом, 5G получит дальнейшее развитие в будущем для удовлетворения потребностей отрасли и клиентов.

Где найти соответствующие спецификации 5G?

Список всех спецификаций, связанных с 5G (включаябазовая сеть и системные аспекты) предоставляется в 3GPP TR 21.205 или используйте этот URL-адрес на веб-сайте 3GPP.

Спецификации, относящиеся к радио, относятся только к спецификациям серии NR: 38.

Спецификации, относящиеся к радиосвязи, относятся только к спецификациям серии LTE: 36.

Спецификации, относящиеся к радиосвязи, касающиеся аспектов, влияющих на спецификации серий LTE и NR: 37.

Требования к услугам для новых услуг и рынков следующего поколения: 3GPP TS 22.261.

Системная архитектура для системы 5G (этап 2): 3GPP TS 23.501.

Процедуры для системы 5G (этап 2): 3GPP TS 23.502.

NR; Общее описание NR и NG-RAN (этап 2): 3GPP TS 38.300.

NR; Множественная связь; Общее описание (этап 2): 3GPP TS 37.340.

НГ-РАН; Описание архитектуры: 3GPP TS 38.401.

Строительные блоки 5G ETSI

ETSI имеет ряд компонентных технологий, которые будут интегрированы в будущие системы 5G: виртуализация сетевых функций (NFV), граничные вычисления с множественным доступом (MEC), передача миллиметровых волн (mWT) и не-IP. Сеть (NIN).

5G в пяти (не очень) легких штуках

По всему миру проливаются чернила, и электроны безумно сосредоточены на беспроводной технологии пятого поколения, или 5G. Обсуждение 5G со всеми его перестановками и комбинациями стало напоминать футбольный матч в начальной школе, где все гонятся за мячом сначала в одном направлении, затем в другом.

В классических терминах сетевой инженерии «шум», окружающий 5G, мешает «сигналу» о том, что такое 5G и что необходимо для его внедрения.Рассмотрение вопроса о 5G гораздо серьезнее, чем так называемая «гонка» 5G, созданная теми, кто стремится получить преимущества на деловом или политическом рынке, особенно на политическом рынке.

Есть пять фактов о 5G, которые часто неправильно понимают:

  • 5G является революционным , потому что он заменяет аппаратные компоненты сети программным обеспечением, которое «виртуализирует» сеть с использованием общего языка Интернет-протокола (IP).
  • 5G является эволюционным , поскольку и его новые радиостанции, и основные сетевые функции определены как развитие по сравнению с 4G.Как и до 4G, на большинстве рынков 5G будет разворачиваться поэтапно.
  • 5G по сути не является трансформационным. Что будут преобразовывать, так это приложения, которые будут использовать сеть. Соединенные Штаты не были первыми, кто развернул любую из «G» беспроводных сетей, но, тем не менее, доминирует в беспроводной экосистеме благодаря инновационным технологиям, разработанным американскими предпринимателями для этих сетей.
  • 5G представляет собой угрозу кибербезопасности , поскольку сеть основана на программном обеспечении.Прежние сети, полагавшиеся на централизованные аппаратные функции, представляли собой уязвимое место для повышения безопасности. Распределенные программные системы сами по себе более уязвимы.
  • 5G зависит от спектра. В конечном итоге это означает новое распределение спектра. Однако пока они продолжаются, эволюция началась с использованием старых присвоений спектра.

«Победа в 5G» — это не столько «гонка», сколько процесс. Характеризуя 5G как соревнование, мы принижаем значительный технологический прогресс и политические проблемы, которые он представляет.5G должна быть больше, чем политическая тема для разговоров; новая сеть представляет собой необходимость в содержательной стратегии политики.

Чего не хватает в сегодняшнем обсуждении политики 5G, так это целенаправленного определения результатов, которые идут глубже и значительнее, чем плохо определенная «победа» в так называемой «гонке 5G». Чтобы понять это, давайте разберем 5G на пять (не очень) простых частей:

  • Что он будет делать?
  • Что такое технология и что насчет спектра?
  • А как насчет кибербезопасности?
  • Какие скрытые проблемы?
  • Имеет ли значение сначала лента?

Что будет делать 5G?

Если прислушаться к своим сторонникам, 5G находится на одном уровне с гением Эдисона.Для производителей оборудования это новый поток доходов в то время, когда рынок 4G становился насыщенным. 1 Для операторов беспроводной связи он аналогичным образом предлагает видение высокоприбыльных сетевых приложений вместо сегодняшней коммерческой передачи данных других компаний. А для политических деятелей 5G — идеальное средство возбуждения: что-то новое и лучшее, перспективы которого теоретически могут быть потеряны без решительного руководства актора.

Возможно, однако, нам следует послушать Билла Стоуна, вице-президента Verizon по развитию технологий и планированию.Стоун мудро недавно предупредил: «Есть вероятность переоценить или недооценить обещание 5G». 2

Нет сомнений в важности 5G. Это самая значительная перестройка сети в истории, потому что алхимия цифровых технологий позволяет преобразовать то, что всегда делалось в аппаратном обеспечении, в функции, выполняемые в программном обеспечении. Затем, в такой виртуализированной сети, сила языкового стандарта Интернет-протокола (IP) берет верх, чтобы устранить необходимость в конкретных технологических протоколах для определенных функций.

Тем не менее, несмотря на то, что 5G возлагает большие надежды, мудрость предостережения Стоуна должна стать нашей Полярной звездой. Пора сделать глубокий вдох и осознать, что 5G — это нечто большее, чем маркетинговые лозунги или технология, которые можно использовать в политических целях.

«Пора сделать глубокий вдох и осознать, что 5G — это нечто большее, чем маркетинговые лозунги или технология, которую можно использовать в политических целях».

В рамках подготовки к выделению в 2016 году первого в мире спектра, выделенного для 5G, я сказал Национальному пресс-клубу: «Если кто-нибудь скажет вам, что знает подробности того, что будет предоставлять 5G, идите другим путем. 3 Поскольку все потенциальные новые услуги 5G могут обеспечить, это предупреждение остается в силе и три года спустя. 5G будет одновременно эволюционным и революционным. Сначала потребители заметят только постепенные улучшения, поскольку 5G используется в основном для увеличения пропускной способности. Однако со временем сеть, основанная на полностью Интернет-протоколе (IP), откроет новые возможности.

5G — это обширная структура для сетевого применения спектра. Когда функции сети виртуализируются в программном обеспечении, природа сети трансформируется от ее традиционной роли , транспортирующей информации между точками, к абстрагированию и оркестровке цифровой информации в полностью цифровой сети.Поскольку это сеть, управляемая программным обеспечением, 5G может стать последним капитальным ремонтом физической сети за несколько поколений, поскольку обновления теперь будут сводиться только к замене программного обеспечения и недорогих стандартных компонентов.

Детали новых приложений, которые будут использовать сеть, все еще находятся в стадии воображения. Однако как они будут функционировать, — нет. Вездесущий Интернет-протокол будет языком как сетевой архитектуры, так и приложений, которые на ней работают. Благодаря IP 5G сможет запускать несколько одновременных уровней приложений, каждый из которых связан IP, в отличие от устаревших телекоммуникационных сетей, которые могут выполнять задачи только последовательно.Эта возможность воспламеняет инновационный потенциал, открывая для 5G широкий спектр ресурсов, присущих облачным вычислениям.

Что означает сворачивание всего в IP (в отличие от традиции уникальных протоколов для уникальных приложений) с точки зрения приложений, пока неясно. Показательно, например, что Verizon проводит краудсорсинговый конкурс «Build on 5G Challenge», в котором они собирают идеи для продуктов, услуг или приложений 5G. 4 Ответ на этот вопрос будет иметь решающее значение для определения того, как и с какой скоростью развертывается 5G.Как сказано в одном отраслевом издании, «операторы ищут« убийственное »приложение 5G, потому что развертывание сетей 5G обходится дорого, а затраты не окупятся простым повышением цен на мобильную связь». 5

В то время как новаторы исследуют перспективы мира, основанного на IP, ранние массовые рыночные приложения 5G, вероятно, будут более приземленными. Один отраслевой аналитик предположил, что, как и другие возможности Интернета, высокоскоростной реализм с малой задержкой 5G может сделать порнографию одним из первых приложений для зарабатывания денег. 6 Другой аналитик предположил, что для азартных игр в реальном времени во время спортивных мероприятий будут использоваться преимущества высокоскоростных соединений 5G с малой задержкой. 7 Другими словами, если предыдущая интернет-история верна, когда потребители надевают гарнитуры AR и VR с поддержкой 5G, это может быть не просто экскурсия по гробнице Тутанхамона.

Первыми клиентами

AT&T 5G были предприятия, которые использовали его в качестве замены своей проводной локальной сети (LAN). 8 Первыми клиентами Verizon 5G стали то, что можно было бы назвать «беспроводным кабелем» — услуга, которая обеспечивает высокоскоростную широкополосную связь в домах, конкурируя с местной кабельной компанией.Возможность управления множеством устройств, подключенных к Интернету вещей (IoT), также рекламируется как продукт 5G. Хотя большинству приложений Интернета вещей не требуется высокая пропускная способность даже при низкой скорости передачи данных, для тысяч устройств Интернета вещей, обменивающихся данными одновременно, потребуются возможности 5G. 9

Хотя сеть, полностью состоящая из IP, обеспечивает потенциал, аналогичный потенциалу Бак Роджерса, на данный момент существует одна движущая сила 5G: применение новой технологии для увеличения пропускной способности сети.

Во многом благодаря постоянно растущему спросу на беспроводную доставку видео, американские операторы связи, по прогнозам, исчерпают доступный спектр 4G по мере приближения к 2022 году. 10 Сегодня, например, используется около трех четвертей данных мобильных сетей. для видеотрафика. 11 Disney, например, сообщает, что сегодня доступ к более 70% его контента осуществляется через мобильное устройство (по сравнению с 40% четыре года назад). 12

Индекс Cisco Visual Networking Index прогнозирует более чем трехкратный скачок глобального мобильного видеотрафика с 2019 по 2022 год. 13 Buck Rogers придет, но первые 5G будут такими же. Как отмечают отраслевые аналитики New Street Research, «основная роль 5G будет заключаться в том, чтобы позволить операторам продолжать наращивать пропускную способность при приемлемых затратах». 14

И это большая емкость: быстро и с малой задержкой (время ожидания ответа). Очевидное использование 5G — обеспечение пропускной способности для удовлетворения потребностей в спектре того, что мы знаем сейчас: видео. Здесь нечего стыдиться.Исследование, проведенное производителем 5G Ericsson, показало, что внедрение 5G будет проходить в три этапа. Первый этап — это загрузка на смартфон премиум-класса контента (обычно это видеоконтент) за секунды, а не за минуты. За этим последует домашняя беспроводная широкополосная связь 5G, которая бросит вызов традиционному кабельному телевидению (видео и широкополосное видео с доставкой). Последний этап, по прогнозам Эрикссон, — это сверхвысокоскоростные горячие зоны 5G в аэропортах, офисах и торговых центрах. 15

В то время как 5G будет стимулировать мобильные видеосервисы, при любом рассмотрении того, чем будет 5G, необходимо учитывать неизменный урок истории сети: преобразующей является не основная сеть, а ее вторичные эффекты.«Если мы чему-то и научились в марше поколений с помощью беспроводной связи, — напомнили нам в пресс-клубе 2016 года, — так это то, что мы всегда недооценивали инновации, которые могут возникнуть в результате создания беспроводных сетей нового поколения». Сети 3G, например, были построены на экономической модели, которая не предполагала, как iPhone изменит природу этих сетей. Технология сетей 5G намного превосходит технологический переход от 2G к 3G, однако, глядя на то, что неожиданно стало возможным благодаря этому предыдущему обновлению, мы не можем недооценивать то, что будет дальше.Неизменный закон истории сети снова повторится, поскольку сеть 5G порождает вторичные трансформационные эффекты.

Что такое технология 5G и спектр 5G?

Разработка технических стандартов для 5G еще не завершена. Международная группа по установлению стандартов 3GPP периодически выпускает «Релизы», которые примерно совпадают с поколениями сетей. Версия 15 включает в себя множество ключевых функций, которые некоторые сочли бы малоизвестными. Однако выпуск 15 был перенесен на три месяца до третьего квартала 2019 года; финальный релиз выйдет в середине 2020 года.Первые версии Release 16, которые будут содержать ключевые стандарты, необходимые для IoT, будут доступны не раньше 2020 года, а окончательный стандарт появится спустя значительное время. Даже после выпуска стандарта на его широкое внедрение уходят годы.

5G — это сочетание инновационных технологий радиосвязи и опорных сетей. Все теперь сведено к данным, а поскольку IP — это единственный язык 5G, все, просто становится IP-приложением. В основе стандарта 5G лежат три уникальных, но взаимосвязанных фактора: более высокая спектральная эффективность, более широкие возможности использования спектра и распределение функций базовой сети за пределы сети.

Большая спектральная эффективность

Чем выше спектральная эффективность, измеряемая в битах на герц, тем больше пропускная способность сотовой станции. Сеть 5G пропускает больше битов через заданный объем спектра за счет: (1) оптимизации накладных расходов на управление сигналом, (2) тем самым делая большую часть спектра доступной для трафика, (3) смягчая ухудшающиеся радиопомехи и (4) использование антенн с несколькими входами и выходами (MIMO), которые разбивают передачу на несколько потоков по общему каналу.По одной из оценок, использование этих технологий увеличивает спектральную эффективность 5G в средней полосе частот на 52% по сравнению с 4G. 16

Пути расширения спектра

Хотя спектральная эффективность увеличивает пропускную способность для каждого герца спектра, чем больше герц может быть использовано, тем выше общая пропускная способность. Это достигается путем объединения существующих присвоений спектра и / или выделения нового спектра с нуля. Первый — это функция управления спектром операторов, второй — государственное управление использованием спектра.

Существующие присвоения мобильного спектра обычно составляют блоки от 10 до 20 МГц. Чем больше доступный объем спектра, тем больше данных можно передать через него. Таким образом, концепция, которая была основой беспроводной технологии с первых дней развития сотовой связи, была объединена с базовыми концепциями распределенной пакетной сети, чтобы ввести «агрегацию несущих», которая виртуализирует более широкий путь. Один канал спектра используется для управления другим каналом (ами), доставляющим контент; затем информация разбивается на части, которые отправляются по нескольким различным каналам и собираются в месте назначения.В 4G-LTE — первом шаге эволюции к 5G (LTE, что означает «долгосрочное развитие») — агрегация несущих может объединить до пяти каналов шириной 20 МГц в фактически расширенный путь. Таким образом, отделяя управление сетью от передачи данных, 5G делает каждую из них независимо масштабируемой для дальнейшего увеличения пропускной способности.

Конечно, при агрегации несущих возникают накладные расходы на управление. Оптимальное решение — устранить эти накладные расходы, сделав доступными большие полосы спектра, которые могут нести большие объемы данных.Используя спектр с нуля для 5G, можно объединить до пяти каналов по 100 МГц для увеличения скорости до 20 раз. Это то, что делает привлекательным высокочастотный спектр миллиметровых волн выше 6 ГГц: доступность сотен МГц в одном месте.

Однако, к сожалению, не весь спектр одинаков. Никто не отменял законы физики. Чем выше частота, тем больше кислорода поглощает сигнал, чтобы сократить расстояние, которое он может преодолеть, и тем больше препятствий, как стены, деревья или люди, могут блокировать сигнал.В то время как сети 5G строятся в нижнем диапазоне (ниже 2 ГГц), среднем диапазоне (2-6 ГГц) и высоком диапазоне (выше 6 ГГц), расстояние, которое может пройти сигнал, изменяется от миль до метров по мере вашего продвижения. вверх по частотам. В результате, чем выше частота, тем меньше радиус соты, тем больше сот требуется для покрытия области, тем больше инфраструктуры требуется для поддержки сот и тем выше стоимость сети.

«Хотя это не совсем так просто, спектр высоких частот будет играть определенную роль в будущем 5G, но это только часть.”

Политические решения по использованию спектра для 5G представляют собой компромисс между физикой частот и возможностью иметь широкие каналы, способные передавать большие объемы данных. Такие широкие каналы более доступны в диапазонах высоких частот. До сих пор распределение спектра 5G было сосредоточено на так называемых диапазонах миллиметровых волн. Сложность с этим решением, как заявил The Washington Post один анонимный чиновник Белого дома после того, как президент Дональд Трамп провел мероприятие в Белом доме, чтобы рекламировать предстоящий аукцион по продаже высокочастотного спектра в FCC, заключается в том, что «мы выигрываем гонку, которую никто другой не делает. работает над созданием экосистемы 5G, которую никто не будет использовать. 17 Хотя это не совсем так просто, спектр высоких частот будет играть роль в будущем 5G, но это только часть. 18

Низкополосный спектр долгое время был опорой беспроводных услуг (и его стало еще больше в результате передачи Федеральной комиссией связи США Обамы такого диапазона от использования местными радиовещательными компаниями к использованию беспроводной связи). Такой диапазон низких частот был назначен сетям блоками меньшего размера, чем назначение диапазона высоких частот. Следовательно, даже при агрегировании общий спектр, доступный для передачи данных — и, следовательно, пропускная способность данных — меньше, чем полоса высоких частот.

Среднечастотный спектр — это «спектр Златовласки» — потенциал для больших блоков, которые не слишком малы для более высокой пропускной способности, но не слишком высоки, чтобы налагать серьезные ограничения на распространение. В результате средний диапазон частот все чаще становится центром внимания разработчиков политики.

Однако потенциальное использование средней полосы для 5G напрямую связано с другим контролирующим фактором использования спектра: наиболее привлекательный спектр уже давно выделен для других целей. Такое распределение спектра было сделано в аналоговую эпоху на основе поведения радиоволн.Однако характеристики цифровых сигналов позволяют более эффективно использовать спектр, включая совместное использование спектра. Например, ваш домашний Wi-Fi не мешает работе вашего соседа, потому что Wi-Fi — это технология «послушайте, прежде чем говорить», в которой пакеты данных могут быть вставлены в миллисекунды неиспользованной емкости.

Возможность цифровой технологии «послушать, прежде чем говорить» легла в основу выделенного Федеральной комиссией связи США Обамы «Гражданского широкополосного радиоспектра» (CBRS). Спектр этой зоны Златовласки между 3.55 и 3,7 МГц — это широкая полоса частот, но они используются Министерством обороны, в основном ВМФ. 19 Однако, используя возможности цифрового считывания сигналов, можно разделить спектр. Было согласовано многоуровневое использование приоритетов, при этом ВМФ получил приоритет, а коммерческие пользователи могли подключать свои пакеты, когда они не используются (аналогично WiFi, это неиспользование часто измеряется в миллисекундах).

Однако, как никто не отменял законы физики, так и законы человеческой природы в полной силе.Получив распределение спектра, большинство лицензиатов не желают отказываться от того, что они считают данными Богом правами на использование спектра, в пользу предположений о цифровых характеристиках, таких как совместное использование спектра. Как сказал тогдашний помощник министра торговли по технологиям и информации Дэвид Редл на конференции спутниковой индустрии: «В эту эпоху конкуренции за ресурсы спектра можно легко подумать, что мы находимся в битве, где победитель получает все, но это образ мышления требует, чтобы мы сделали ложный выбор, который изменит Америку.” 20

Замечания

Редла основывались на продолжающейся переоценке того, как сделать так называемый спектр C-диапазона в диапазоне от 3,7 до 4,2 ГГц, который теперь лицензирован для спутниковых служб, доступным для 5G. Из-за схемы распространения этого среднего диапазона спектра и возможности совместного использования с текущими пользователями, диапазон C является частью решения по обеспечению достаточного среднего диапазона спектра для сетей 5G США.

Ассоциация беспроводной промышленности CTIA сообщает, что в среднем другие страны предоставляют в четыре раза больше лицензированного среднего диапазона частот, чем Соединенные Штаты.Сообщается, что Китай планирует в семь раз больше среднего диапазона частот, чем в США. 21 В своем выступлении Редл рассмотрел возможности совместного использования спектра в диапазоне C, отметив, что политика в отношении использования спектра «не должна выбирать между наземными услугами 5G и спутниковыми … Эти виды использования не исключают друг друга; им просто нужно приложить немало усилий, чтобы продолжать сосуществовать в более спорной среде спектра ».

Стоимость сети также зависит от выбора спектра. По мере того, как остальной мир осваивается в среднечастотном диапазоне ниже 6 ГГц для своих операций 5G, можно ожидать экономии за счет масштабов и масштаба при производстве и ценообразовании среднеполосной инфраструктуры и мобильных телефонов.

Распределение функций базовой сети

До сих пор обсуждение было сосредоточено на компоненте радиодоступа на основе спектра в 5G. Третий фактор, делающий возможным 5G, — это переосмысление базовой сети, в которую сеть радиодоступа (RAN) доставляет сигнал. В то время как предыдущие поколения беспроводных сетей имели в своей основе выделенное оборудование для маршрутизации сигналов и выполнения других сетевых функций, 5G переместила эти функции в программное обеспечение и поместила их в облако.По мере того, как основные сетевые функции перемещаются к границе сети, а RAN реконфигурируется, результатом является меньшая задержка за счет более короткого пути к требуемой функциональности. Виртуализация основных сетевых функций — это также то место, где существуют возможности «все дело в IP» для увеличения функциональности сети и снижения затрат за счет виртуализации программного обеспечения.

Большой взрыв против эволюции?

Часто 5G изображается как бинарный выбор: полностью перестроить сеть с помощью одноразовой стратегии замены «Большого взрыва» или иначе «потерять» ее преимущества.Если не будет проводиться заменяющая рынок государственная политика по поддержке новой автономной сети, как это может происходить в Китае, новая сеть, скорее всего, будет разворачиваться так же, как 4G; то есть постепенно.

Такое эволюционное развертывание целесообразно для частного капитала, учитывая отсутствие проверенных новых источников дохода, оправдывающих высокую стоимость комплексной перестройки. Добавление функциональности 5G в инфраструктуру 4G улучшает работу сети за счет использования возможностей новой технологии, но делает это с финансовой точки зрения.

Такая индивидуальная реальность применима и к спектру. Для разных приложений также будут использоваться разные участки спектра. AT&T, например, использует диапазон низких частот в зонах с менее плотным «покрытием» и диапазон высоких частот в зонах с большей «пропускной способностью». Verizon использует преимущества агрегации несущих 5G, позволяющие одному каналу действовать как канал управления для данных, отправляемых по другим частям спектра. Например, в модели Verizon лицензированный спектр сочетается с нелицензированным CBRS и миллиметровым спектром для работы 5G.

Дорожная карта 5G полна вариантов перехода от автономной сети 5G, построенной на эволюции от 4G, до, в конечном итоге, автономной сети 5G. В условиях свободной рыночной экономики 5G будет скорее движущейся картиной эволюционного развития, чем Большим взрывом.

А как насчет кибербезопасности?

Сети всегда были векторами атак. Будь то звериные тропы, используемые местными военными партиями, или дороги, используемые легионами Цезаря, сети были путем для атаки противников. Так почему же мы удивлены, обнаружив, что 5G может быть путем атаки?

В ноябре 2018 года Консультативный комитет по телекоммуникациям национальной безопасности (NSTAC) Трампа сказал ему: «Угроза кибербезопасности теперь представляет собой реальную угрозу для будущего нации. 22 Для устранения этой угрозы в отношении 5G прилагаются три подвопроса:

  • Почему наше правительство не проявило инициативу в отношении кибербезопасности 5G?
  • Является ли Huawei кибер-проблемой в целом?
  • Как насчет более широкой цепочки поставок компонентов и оборудования 5G?

Администрация Трампа отменила попытки контролировать кибербезопасность как неотъемлемую часть стандарта 5G и отклонила предупреждение Совета национальной безопасности (NSC) о кибербезопасности 5G.Вскоре после вступления в должность FCC Трампа позволила ослабить инициативу FCC Обамы о том, что технический стандарт 5G должен с самого начала разрабатываться с учетом киберзащиты. Впервые в истории кибербезопасность будет рассматриваться как заранее продуманный дизайн сети, а не второстепенный. FCC Трампа также отменил официальный запрос лучших технических умов нашей страны о том, как обеспечить безопасность 5G. Помимо этих вредных шагов, Trump FCC отозвала официальный документ о снижении киберугроз и даже усомнилась в том, что агентство несет ответственность за надзор за сетевой кибербезопасностью.

Хотя кибербезопасность является темой текущего процесса установления стандартов, это процесс, в котором производители оборудования (включая китайцев) принимают решения. Федеральная комиссия по связи Трампа лишила правительство США возможности использовать процесс стандартизации для определения приемлемой кибербезопасности для систем 5G, работающих в Соединенных Штатах.

Затем, в начале 2018 года, в отчете Совета национальной безопасности Белого дома содержится предупреждение о киберугрозе 5G. В ответ администрация уволила автора отчета — генерала ВВС, который ранее занимал должность военного атташе в Пекине — и уволила отчет, потому что аналитик осмелился включить в число предлагаемых решений магистральную сеть, принадлежащую федеральному правительству, для повышения кибербезопасности.

Из-за безынициативности администрации Трампа вмешался Конгресс. Двухпартийное руководство Комитета Палаты представителей по энергетике и торговле написало председателю Федеральной комиссии по связи в мае, что кибербезопасность 5G «заслуживает более пристального внимания и внимания» со стороны агентства. 23 Также, по-видимому, ведутся переговоры о включении в Закон о полномочиях на национальную оборону предписания администрации Трампа разработать стратегию кибербезопасности 5G.

Внимание администрации Трампа к оборудованию Huawei не является стратегией кибербезопасности, и, объединяя торговую политику с кибербезопасностью, наносит ущерб каждой из них.23 мая Трамп заявил журналистам: «Huawei — это нечто очень опасное». Затем он добавил: «Вполне возможно, что Huawei может быть вовлечена в какую-то торговую сделку». 24 Это не только путает кибербезопасность и торговлю, но также интерпретирует стратегию кибербезопасности как сосредоточенную вокруг Huawei в ущерб необходимой всеобъемлющей стратегии 5G.

«Внимание администрации Трампа к оборудованию Huawei не является стратегией кибербезопасности, и объединение торговой политики с кибербезопасностью наносит ущерб каждой из них.”

Китайская компания — национальный чемпион, безусловно, является локомотивом мировой телекоммуникационной инфраструктуры. Похоже, что администрация Трампа придерживается двоякого подхода к Huawei: не пускать компанию в сети США и атаковать ее способность предоставлять оборудование где угодно, отказывая ей в доступе к важнейшим американским технологиям.

Защита Huawei от сетей США продолжает политику, установленную, когда администрация Обамы успешно призвала крупные телекоммуникационные компании не использовать оборудование Huawei.Инициатива Трампа продолжает эту политику, расширенную объявленным FCC прекращением поддержки субсидий для небольших сельских операторов связи, которые проигнорировали предупреждения о Huawei.

Использование оборудования Huawei в домашних сетях многогранно. Одна из проблем — возможность внести уязвимости в сети через постоянные обновления программного обеспечения. Во-вторых, некоторые высказывают озабоченность по поводу того, что закон Китая 2017 года, требующий от всех граждан и компаний сотрудничества с национальными спецслужбами, распространяется на деятельность за пределами Китая. 25

«Наш взаимосвязанный мир позволяет легко внедрять вредоносный код, так зачем беспокоиться о Huawei?» некоторые спрашивают. Все мы знаем истории, например, об использовании Интернета для установки вредоносных программ, которые влияют на работу, например, ИТ-системы больниц. Киберпреступник обнаруживает уязвимость в программном обеспечении больницы и внедряет собственный код для использования этой уязвимости. Однако рассмотрим разницу между такого рода атакой на деятельность, которая является периферийной по отношению к самой сети, и внедрением вредоносного кода в сеть и, таким образом, получением возможности видеть и влиять на весь трафик, который обрабатывает сеть.Затем подумайте, как киберпреступникам пришлось обнаружить уязвимостей больницы по сравнению с предварительными знаниями о программных бэкдорах в сети, потому что вы их туда поместили.

Правительство Великобритании попыталось найти золотую середину, проверив все программное обеспечение Huawei и не допуская компании к базовой сети. Однако, как обсуждалось ранее, базовая сеть 5G программно виртуализируется и перемещается на границу сети. Хотя можно было бы создать систему сетевого мониторинга для выявления отклонений, такое решение потребует определенной меры добросовестного сотрудничества, которой сегодня не существует.

Усилия британского правительства по мониторингу программного обеспечения Huawei недавно были сорваны из-за характера самого программного обеспечения. В отчете за март 2019 года британский совет по надзору за Центром оценки кибербезопасности Huawei выявил «серьезные технические проблемы», которые приводят к киберрискам при использовании оборудования Huawei. 26 Их открытие: кодирование программного обеспечения Huawei было настолько небрежным, что могло быть приглашением к взлому. «Какой сектор стимулирует рынок, на котором лидер на этом рынке — с точки зрения объема рынка — имеет ценную бумагу, которую мы опубликовали в мартовском отчете по надзору?» — предупредил технический директор Национального центра кибербезопасности Великобритании в мае. 27

Помимо предотвращения доступа Huawei к внутренним сетям, администрация Трампа применяет постоянную стратегию, направленную на то, чтобы удерживать компанию от доступа к сетям 5G других стран, отказывая Huawei в доступе к продуктам США, необходимым для ее работы. Последствия антагонистической внешней политики стали очевидными, когда наши стратегические союзники проигнорировали предостережения США относительно включения оборудования Huawei в их развертывание 5G. Решение администрации включить Huawei в список предприятий Министерства торговли, которые, как считается, действуют вопреки U.С. Интересы национальной безопасности, казалось, были разработаны для достижения того, чего нельзя было достичь дипломатическим путем за счет технологического ущерба Huawei. Американские компании не могут вести дела с компаниями, включенными в Список юридических лиц. В результате микрочипы от Qualcomm и операционной системы Android от Google, помимо других продуктов, нельзя экспортировать в Huawei или связанные с ней компании.

На встрече G-20 с президентом Китая Си Цзиньпином президент Трамп, по-видимому, отменил запреты, введенные в Списке организаций, в попытке возобновить торговые переговоры.Можно спорить, идет ли речь о кибербезопасности или торговой войне. Что бы это ни было (или оба), эти две проблемы объединились. Однако важно не позволять этим громким действиям отвлекать внимание от того факта, что запрет или нанесение вреда Huawei сам по себе не защитит сети 5G. Мы должны быть внимательны к твиту или заголовку, провозглашающему пустую «киберпобеду», основанную на Huawei.

Лидерство необходимо для создания западной альтернативы Huawei. В апреле Трамп заявил о 5G: «Это гонка, в которой сейчас участвуют наши великие компании. 28 Но нет американских компаний, которые производят инфраструктуру или телефоны 5G. Компания Motorola, которая когда-то доминировала на мировом рынке телекоммуникационного оборудования, ушла, а ее инфраструктурный бизнес теперь принадлежит Nokia. Lucent, преемник великой Western Electric времен Bell System, была поглощена французской компанией Alcatel, которая затем быстро исчезла и в Nokia. Основными компаниями, занимающимися инфраструктурой 5G, помимо Huawei, в настоящее время являются финская Nokia, шведская Ericsson и южнокорейская Samsung.

«Mr. Трамп принимал активное участие, спокойно встречаясь с американскими руководителями телекоммуникационных компаний в Белом доме… только для того, чтобы ему сказали, что никакие американские фирмы не производят базовые коммутаторы, которые будут направлять интернет-трафик 5G », — сообщает The New York Times. 29 Поскольку в США нет инфраструктуры или производителя устройств, отмеченных флагом США, и из-за очевидных опасений по поводу Huawei, возникает вопрос, почему администрация не возглавляет западную коалицию для поддержки таких поставщиков, как Nokia, Ericsson и Samsung?

Развитие технологии 2G было общеевропейским политическим решением, которое повлияло на 3G и 4G.Однако перед лицом субсидирования китайским правительством всемирного натиска Huawei Соединенные Штаты и их союзники, похоже, не в состоянии ответить. Сообщается, например, что преимущества, предоставленные китайским правительством, стали ключом к недавнему выбору Huawei для поставки сети 5G для KPN, ведущего оператора Нидерландов. Сообщается, что Huawei на 60% занизила ставку поставщика 4G KPN, Ericsson, в значительной степени из-за получаемых государством льгот. 30

Стремление капитализма сократить расходы с целью максимизации прибыли использовалось китайским государством и поддерживаемыми им компаниями.Сообщается, что Huawei «получает сотни миллионов долларов в виде ежегодных субсидий и вместе с другой китайской фирмой гарантирует большую часть внутреннего рынка, крупнейшего в мире». Эта поддержка включает «ссуды по процентным ставкам ниже рыночных с привлечением ошеломляющей кредитной линии в 100 миллиардов долларов в государственных банках». 31 Следствием этого является то, что компания использовала выгодные цены, чтобы проложить себе путь в магистральные сети демократического капитализма.

«5G — это не только Huawei.Безопасность 5G — это экосистема, которую необходимо защищать в целом ».

5G — это не только про Huawei. Безопасность 5G — это экосистема, которую необходимо защищать в целом. Цепочка поставок, составляющая 5G, охватывает весь спектр от радиосетей до интегрированных наборов микросхем в этой сети и устройств, которые будут использовать сеть (не только телефоны, но и миллиарды устройств IoT). У каждого из этих устройств будет своя собственная цепочка поставок комплектующих, что сопряжено с риском. И, конечно же, сервисы, управляющие новой сетью, сами по себе уязвимы.

Недавно Совет по оборонным инновациям опубликовал отчет «Экосистема 5G: риски и возможности для Министерства обороны». Среди наблюдений, сделанных в отчете, было то, как Министерство обороны переходит от заказных технологий к менее дорогостоящему коммерческому готовому (COTS) оборудованию, «Министерство обороны сталкивается с будущей средой 5G, в которой ее цепочка поставок будет все более уязвимой или скомпрометированной». Из-за непреднамеренных или злонамеренных уязвимостей в системе безопасности по всей цепочке поставок в экосистеме 5G имеется множество киберслабых мест.

Цепочку поставок 5G нельзя отводить на задний план. В последние дни заседания Федеральной комиссии по связи США с Обамой агентство опубликовало документ «Снижение риска кибербезопасности», посвященный целому ряду киберугроз на сетевом уровне, в том числе со стороны цепочки поставок. Наблюдаемый анализ,

«Как частные субъекты, интернет-провайдеры [поставщики интернет-услуг, такие как сети 5G] работают в экономической среде, которая оказывает давление на инвестиции, которые не способствуют получению прибыли. Защитные действия, предпринимаемые одним интернет-провайдером, могут быть подорваны отказом других интернет-провайдеров предпринять аналогичные действия.Это ослабляет стимул всех интернет-провайдеров вкладывать средства в такую ​​защиту. Таким образом, киберотчетность требует сочетания рыночных стимулов и надлежащего регулирующего надзора там, где рынок не выполняет или не может выполнять свою работу эффективно ».

Конкретно касаясь рисков цепочки поставок, в документе Обамы FCC сообщается о партнерстве FCC с Управлением директора национальной разведки (ODNI) и Национальным центром контрразведки и безопасности (NCSC), чтобы рекомендовать: «Комиссия должна рассмотреть возможность продолжения усилий по сокращению риск цепочки поставок и риск внутренних угроз. 32 При вступлении в должность Федеральная комиссия по связи Трампа отозвала бумагу. Судя по всему, с момента удаления этого отчета агентство не предпринимало «постоянных усилий» по устранению киберугроз в цепочке поставок.

Сногсшибательные представления о новых технологиях, возникающих на основе 5G, будут серьезно затронуты, если сеть — во всех ее компонентах — не сможет считаться безопасной. Сторонники 5G приводят доводы в пользу новых приложений, таких как «умные города», где все, от светофоров до водоснабжения, управляется 5G.Однако немногие мэры захотят подключить свой город, если сеть или интеллектуальные устройства, подключенные к сети для предоставления основных услуг, могут быть скомпрометированы из-за недостаточной безопасности экосистемы 5G. Bloomberg сообщил, что этот риск распространяется на способность финансировать государственные облигации из-за «растущего кредитного риска, который кибератаки представляют для штатов и городов». 33

«Риск непреднамеренных или злонамеренных уязвимостей в системе безопасности», говоря словами Defense Innovation Board, был подчеркнут начальником службы безопасности ведущего канадского провайдера беспроводной связи на отраслевой конференции.Текущие кибер-практики «на самом деле не справляются с работой для… нового уровня уверенности… которую мы должны будем обеспечить, чтобы завоевать доверие общественности», — предупредила Кэри Фрей из Telus. 34

Технический директор Национального центра кибербезопасности Соединенного Королевства д-р Дэн Леви сказал еще более прямо: «Безопасность в телекоммуникационном секторе фундаментально нарушена. На сломанном рынке нет стимула заниматься безопасностью », потому что« безопасность не имеет приоритета ». 35 Отсутствие приоритета кибербезопасности в экосистеме 5G замедлит U.S. инвестиции в умные города и другие технологии Интернета вещей. Если будет «гонка» с Китаем, то неспособность разработать безопасные решения уступит преимущество такому авторитарному правительству с его другими механизмами обеспечения безопасности. Значимая программа кибербезопасности 5G будет включать в себя комплексную программу под руководством правительства, чтобы гарантировать, что безопасность 5G будет приоритетной во всем широком диапазоне ее уязвимостей.

Какие скрытые проблемы?

Так же, как киберпространство 5G — это гораздо больше, чем текущее внимание Huawei, фактическое строительство сетей 5G — это гораздо больше, чем текущее внимание к спектру.Да, все дело в емкости, но использование этого спектра будет зависеть от других, менее очевидных вопросов.

Расположение антенны

Существует внутреннее противоречие между правом населенных пунктов принимать решения о зонировании и влиянием этих прав на национальную инфраструктуру, такую ​​как 5G. Всегда существовал стресс между инфраструктурой беспроводной сети и проблемами «не у меня на заднем дворе» (NIMBY).

Решение Trump FCC состояло в том, чтобы принять правила, которые в значительной степени лишают жителей права контролировать строительство антенн 5G в своих сообществах.Из-за плотности, необходимой для ячеек 5G, эти антенны будут гораздо более распространенными, чем те, которые использовались в более ранних поколениях беспроводных сетей. Хорошей новостью является то, что они также будут размером с коробку из-под обуви, в отличие от антенн типа нефтяной вышки ранней беспроводной связи.

«Мы не можем позволить сегодняшней бюрократии задушить будущее 5G», — сказал председатель Федеральной комиссии по связи, когда агентство ущемляло права населенных пунктов. 36 Однако, как отметил отраслевой аналитик и нерезидент Брукингса Блэр Левин, это была раздача, не оправдавшая ожиданий компаний, занимающихся беспроводной связью.«Это фактически переводит 2 миллиарда долларов [платы за проезд] от городов [и их налогоплательщиков] перевозчикам». Левин заметил: «Взамен FCC ни о чем не просит операторов связи» с точки зрения обязательств по развертыванию. 37

Проблема размещения антенны усложнилась еще больше, поскольку некоторые штаты подали в суд на отмену постановления Федеральной комиссии связи. В то время как такие штаты, как Техас и Флорида, приняли законы, охватывающие эти концепции, 25 других, включая Калифорнию и Нью-Йорк, отвергли эту идею.Тупиковая ситуация побудила двух сенаторов США, Джона Тьюна (Род-Айленд) и Брайана Шатца (Округ Колумбия), ввести федеральное законодательство, устанавливающее стандарты для публичной проверки размещения антенн. 38 Это проблема, которую необходимо решить, но чтобы ее решить, она должна быть выше результатов, когда победитель получает все.

Воздействие на здоровье

В течение нескольких десятилетий были возбуждены судебные иски о неблагоприятных последствиях для здоровья от воздействия мобильных телефонов. Они были отклонены судами по так называемому стандарту «мусорной науки».Теперь российская кампания дезинформации восприняла это как средство дальнейшего сеяния инакомыслия в нашей стране.

По данным The New York Times, , RT America — основное пропагандистское агентство Кремля в этой стране — описывает 5G как «Опасный эксперимент для человечества» и предупреждает о неблагоприятных последствиях для здоровья. 39 В США за радиационной безопасностью наблюдает Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, чей научный анализ заключает: «Большинство опубликованных исследований не продемонстрировали связи между воздействием радиочастоты с мобильного телефона и проблемами со здоровьем. 40 RT America, однако, тревожит своих зрителей предупреждениями, что «это может вас убить».

Транспортные и фронтальные перевозки

Хотя 5G может решить проблемы с пропускной способностью беспроводного канала связи с пользователем, остается проблема с возможностью подключения сотовой станции к более крупной сети. Густая сеть сотовых станций должна быть соединена между собой. Промышленный термин для этого термина — «обратный рейс», передача трафика между вышкой сотовой связи и Интернетом.Проще говоря, радиодоступ и базовая сеть 5G могут быть молниеносными, но если нет такого же быстрого подключения к Интернету, возможности 5G будут сведены к характеристикам самого слабого звена.

Доступ оператора 5G к достаточному количеству высокоскоростных транспортных средств имеет решающее значение для развертывания 5G. Оптимально, это транзитное соединение осуществляется по оптоволоконным кабелям. Однако не все провайдеры 5G имеют собственные оптоволоконные линии на каждом рынке или с необходимой плотностью.Следовательно, провайдеры 5G должны арендовать емкость либо у конкурента, либо у компании кабельного телевидения. Федеральная комиссия по связи США при Обамы пыталась потребовать от кабельных компаний открыть доступ к своим линиям для транзитных соединений и потребовать от всех владельцев волоконно-оптических линий взимать разумную плату. Это было очень конкретное мероприятие, направленное на поддержку 5G; к сожалению, промышленность проиграла. Та же проблема остается нерешенной сегодня: 5G требует доступа к пропускной способности сторонних транспортных сетей по справедливым и разумным ценам.

Открытые сети

Есть еще одна проблема, связанная с открытостью 5G.Будет ли сеть открыта сама по себе, или владельцы сети будут единолично определять, кто будет, с какими услугами и по каким ценам? Это суть правила Обамы FCC об открытом Интернете, которое впоследствии было отменено FCC Трампа (решение в настоящее время пересматривается в судебном порядке).

Это особенно важно, поскольку технология 5G позволяет так называемое «срезание сети» — виртуальную сегментацию сети для конкретных приложений.

Туман вокруг 5G заслонил рассмотрение эффекта общественных интересов, когда сеть виртуализируется в несколько псевдосетей.Способность сетевого оператора «сегментировать сеть в соответствии с конкретными требованиями, например, в отношении качества обслуживания или скорости, была определена как ключевое оружие в арсенале [5G] оператора», — говорится в заключении . 41 Способность сетевого оператора «разрезать» свой путь на части, каждая из которых может стать узким местом независимой монополии, только увеличивает конкурентные угрозы закрытого Интернета. В то время как Правило открытого Интернета делало исключения для операторов сетей в отношении предоставления «специализированных услуг» с использованием различных критериев, при отсутствии базового требования открытости, 5G может в конечном итоге стать первой американской телекоммуникационной сетью после Закона о Тихоокеанском телеграфе 1860 года без недискриминационного доступа.

5G дорого

В исследовании McKinsey & Company говорится о стоимости построения сети 5G: «Цифры выглядят более устрашающими, чем ожидалось ранее. … Сетевые инвестиции должны вырасти до 60% при значительном увеличении операционных расходов ».

McKinsey рекомендует совместное использование сети. 42 Идея не нова: на заре сотовой связи компании объединялись, чтобы совместно построить сеть и разделить ее расходы и пропускную способность.Потребители, купившие конкретную услугу, понятия не имели, что она работает в той же сети, что и бренд конкурента, но компании сэкономили деньги, не создавая избыточные сети, и, таким образом, смогли охватить больше клиентов.

Эта идея завоевала популярность в других частях света. Несколько европейских операторов совместно используют или предлагают совместное использование инфраструктуры 5G. McKinsey сообщает: «Операторы смогли снизить общую стоимость владения до 30%, одновременно улучшив качество сети.«Когда дело доходит до строительства, экономия может быть еще больше. «Стоимость развертывания малых сот можно снизить до 50%, если три игрока используют одну и ту же сеть», — сообщает McKinsey.

Давайте проясним, что это не государственная разделяемая сеть. Но правительство, которое верит в быстрое развертывание 5G, должно побуждать американских операторов использовать ограниченный капитал как можно дальше и, таким образом, развивать сети 5G как можно дальше. Правительство, которое постоянно говорит о 5G в сельских районах Америки, должно возглавить создание стимулов для операторов мобильной связи, чтобы они разделяли сетевые расходы, чтобы они могли расширяться и быстрее расширяться в менее плотные районы.

Соглашения о совместном использовании частных сетей работают за рубежом с сотнями таких партнерств. 43 Соглашения о совместном использовании частной сети работали, когда беспроводная связь была еще более конкурентоспособной и предпринимательской. Теперь это имеет смысл.

Имеет ли значение сначала лента?

«Гонка за 5G продолжается, и Америка должна победить», — заявил президент Трамп в апреле. 44 Расы — отличный политический инструмент; никому не нужна серебряная медаль, особенно когда на кону стоит вопрос национальной чести и, возможно, национальной безопасности.В 60-е годы у нас была «ракетная брешь», которая в конечном итоге оказалась надуманной политической выдумкой. Является ли «разрыв 5G» новым политически сфабрикованным ракетным разрывом?

Соединенные Штаты не были первыми, кто развернул 1G, 2G, 3G или 4G. Даже сегодня наше развертывание 4G-LTE далеко не повсеместно, и скорость наших сетей ниже, чем у других в мире, в то время как цена для потребителей выше. 45

«Скорость наших сетей ниже, чем у других в мире, а цена для потребителей выше.”

Итак, что означает «победа в« гонке 5G »? Является ли он первым, кто создает инфраструктуру 5G? Имеет ли он наибольшее проникновение среди населения и географии? Неужели низкие цены открывают доступ большему количеству людей? Это инновационные услуги с использованием 5G?

Запрет американским компаниям вести дела с Huawei пролил свет на то, что в наши дни считается «победой» в мобильной связи. Администрация Трампа заняла противоречивую позицию: утаивала «выигрыши» американского технологического и сервисного лидерства, одновременно предупреждая о «проигрыше» так называемой «гонки».”

США «проиграли» гонку за первенство в мире беспроводных технологий более ранних поколений, но это не помешало американским компаниям «выиграть» и стать мировыми лидерами. Мобильная операционная система Google Android работает на 75% мобильных устройств в мире. Операционная система Apple iOS работает на 23% всех мобильных устройств. Это означает, что 98% всех мобильных устройств в мире используют технологии США. 46 В области приложений только Facebook владеет четырьмя из пяти самых загружаемых мобильных приложений в мире. 47 Qualcomm — это микропроцессорный мозг сетей и устройств, программное обеспечение для проектирования Cadence и Synopsys, а список миллионов мобильных приложений можно продолжать и продолжать, чтобы сделать Америку мировым лидером в области мобильных технологий по причинам, которые выходят за рамки того, чтобы быть первыми на ленте. .

В этой связи должно вызывать беспокойство то, как объединение торговой политики администрации Китая с 5G может повлиять на эту способность лидера. Независимо от того, утихнут ли текущие проблемы, связанные со списком объектов, «джин не просто возвращается в бутылку», — отмечает New Street Research, — «приоритетом Китая будет стремление к технической независимости как можно скорее. 48 Риск нынешней политики состоит в том, что, решив нанести ущерб беспроводной технологии Китая, отказавшись от нее американские компоненты, мы поставили под угрозу настоящую американскую «победу» в телекоммуникационном будущем: интеграцию американских ноу-хау в продукты, собираемые где-то еще.

И пока мы рассматриваем влияние торговой политики на «гонку 5G», комиссар FCC Розенворсель предупредил: «Большая часть сетевого оборудования, связанного с 5G, которое разрабатывается и используется в Соединенных Штатах, но собирается или производится в Китае, будет облагаться специальными тарифами до 25 процентов.Она назвала это «налогом на развертывание инфраструктуры 5G». 49

В конечном счете, необходимо задать вопрос, все ли внимание, направленное на «гонку 5G», направлено на национальное лидерство, или это попытка скрыть внимание от жесткого политического руководства, необходимого для решения гораздо более мелких проблем, присущих в развертывании 5G?

Мы все должны согласиться с важностью будущего 5G. Потребители, бизнес и американская экономика во многом зависят от этого будущего.Поэтому важно, чтобы мы перестали рассматривать политику 5G как политическую опору. Пришло время вывести нашу национальную политику за рамки звуков, выдаваемых за политику.

Пришло время определить важные цели политики 5G и целенаправленно их добиваться. Пора ставить перед собой цели, выходящие за рамки аморфной «победы» в плохо определенной гонке 5G. Таким образом, пять (не очень) простых частей 5G будут включать нашу способность сосредоточиться на наборе измеримых результатов: (1) достаточный спектр, особенно в средней полосе; (2) кибербезопасность как предусмотрительная, а не запоздалая мысль, или торговая уловка, или пиар-безделушка; (3) справедливый доступ к сетям и объектам, необходимым для 5G, и открытый доступ на самих сетях 5G; (4) поощрение инновационных методов ведения бизнеса для увеличения стоимости инфраструктуры 5G с тем, чтобы услуга 5G могла обслуживать большее количество американцев; и (5) осознание того, что американские возможности в области 5G направлены на поощрение и защиту нашего лидерства в области глобальных информационных услуг.


Брукингский институт — некоммерческая организация, занимающаяся независимыми исследованиями и политическими решениями. Его миссия — проводить качественные независимые исследования и на основе этих исследований предоставлять инновационные практические рекомендации для политиков и общественности. Выводы и рекомендации любой публикации Brookings принадлежат исключительно ее авторам и не отражают точку зрения Учреждения, его руководства или других ученых.

Apple, AT&T, Facebook, Google и Verizon предоставляют общую неограниченную поддержку The Brookings Institution.На находки, интерпретации и выводы, опубликованные в этой статье, пожертвования не повлияли. Brookings осознает, что ценность, которую он предоставляет, заключается в его абсолютной приверженности качеству, независимости и влиянию. Мероприятия, поддерживаемые его донорами, отражают это обязательство.

мобильных сетей 5G: шпаргалка

Мобильные сети 5G быстро становятся нормой: большинство операторов используют общенациональную сеть 5G, а большинство крупных производителей переходят на устройства 5G в качестве стандарта.Вот как выглядит будущее 5G.

Изображение: koo_mikko, Getty Images / iStockphoto

С появлением повсеместного внедрения Интернета вещей (IoT) в корпоративных приложениях, включая производство, сельское хозяйство, здравоохранение и т. Д., Наряду с растущей зависимостью от смартфонов и постоянно подключенных компьютеров, ограничения технологии 4G LTE побуждают мобильных сетевым операторам следует приступить к ускоренному развертыванию связи 5G, чтобы идти в ногу с сетевыми потребностями сегодняшнего дня и ближайшего будущего.

Эта шпаргалка представляет собой введение в мобильные сети 5G, а также смартфоны, мобильные точки доступа и устройства Интернета вещей, которые на них работают. Статья будет периодически обновляться по мере стандартизации новых технологий 5G и развертывания сетей 5G операторами мобильной связи по всему миру. Он также доступен для загрузки «Мобильные сети 5G: шпаргалка» (бесплатный PDF-файл).

SEE: Набор для найма: инженер по беспроводным системам 5G (TechRepublic Premium)

Что такое 5G?

5G относится к пятому поколению сетей мобильной связи.С момента появления первой стандартизированной сети мобильной связи в 1982 году последующие стандарты принимались и внедрялись примерно каждые девять лет. GSM, беспроводная сеть 2-го поколения, была впервые развернута в 1992 году, в то время как различные конкурирующие стандарты 3G начали развертываться в 2001 году. Стандарт беспроводной технологии 4G LTE был развернут поставщиками услуг в 2010 году. развертывание сотовых сетей 5G по всему миру для новых мобильных устройств.Эти развертывания 5G сопровождаются переходными технологиями LTE, такими как LTE Advanced и LTE Advanced Pro, которые используются сетевыми операторами для обеспечения более высоких скоростей на мобильных устройствах.

SEE: Как 5G изменит бизнес (специальный отчет ZDNet) | Загрузить отчет в формате PDF (TechRepublic)

В основном, 5G означает «5G NR (Новое радио)», который является стандартом, принятым 3GPP, международным кооперативом, ответственным за разработку 3G UMTS и Стандарты 4G LTE.Существуют и другие технологии 5G. Сеть Verizon 5G TF работает на частотах 28 и 39 ГГц и используется только для фиксированных беспроводных широкополосных услуг, а не в смартфонах. Развертывание Verizon 5G TF было остановлено в декабре 2018 года и в будущем будет переведено на 5G NR. Кроме того, 5G SIG использовался корейским телекоммуникационным провайдером KT для демонстрационного развертывания во время зимних Олимпийских игр 2018 года в Пхенчхане.

5G NR позволяет сетям работать на широком диапазоне частот, включая частоты, освобожденные в результате вывода из эксплуатации предыдущих сетей беспроводной связи.Полосы частот DCS 2G, полосы частот 3G E-GSM и PCS, а также цифровой дивиденд спектра, освободившийся в результате перехода на цифровое телевещание, являются одними из диапазонов, доступных для использования в 5G NR.

SEE: Все шпаргалки и руководства для умных людей TechRepublic

Стандарты 5G делят частоты на две группы: FR1 (450 МГц — 6 ГГц) и FR2 (24 ГГц — 52 ГГц). Наиболее ранние развертывания будут в пространстве FR1. В настоящее время ведутся исследования по использованию частот FR2, которые также известны как частоты чрезвычайно высоких (КВЧ) или миллиметровых волн (миллиметровые волны).Обсуждения пригодности частот миллиметрового диапазона были опубликованы в журналах IEEE еще в 2013 году.

Частоты миллиметровых волн позволяют обеспечить более высокую скорость передачи данных, хотя и имеют недостатки. Из-за небольшого расстояния связи сети миллиметрового диапазона имеют гораздо меньшую дальность действия; для густонаселенных районов это требует развертывания большего количества базовых станций (и наоборот, это делает его хорошо подходящим для густонаселенных мест, таких как арены и стадионы).Хотя это было бы выгодно в определенных случаях использования, это было бы плохо для использования в сельской местности. Кроме того, связь миллиметрового диапазона может быть восприимчива к атмосферным помехам. Такие эффекты, как выцветание из-за дождя, делают его проблематичным для использования на открытом воздухе, и даже близлежащая листва может нарушить сигнал.

Тесты ранних сетей 5G mmWave, проведенные дочерним сайтом TechRepublic CNET, выявили ряд проблем с производительностью: Moto Z3, Samsung Galaxy S10 5G и LG V50 разряжают аккумулятор быстрее, чем в сетях 4G.В случае с Moto Z3, который использует надстройку Moto Mod с подключением по логическому контакту для доставки 5G, четыре часа тестирования полностью разрядили аккумулятор в приставке; ожидается, что использование сетей 5G с полосой частот ниже 6 ГГц уменьшит этот эффект.

Аппаратные улучшения в устройствах более поздних поколений, такие как включение модема Qualcomm Snapdragon X60, третьего поколения модемов 5G, также улучшат производительность устройства. Поскольку 5G становится стандартом в технологии мобильного широкополосного доступа, заменяя LTE, устройства, вероятно, будут испытывать более медленный разряд батареи, меньший перегрев и лучшую производительность в плохих погодных условиях.

SEE: Руководство ИТ-профессионала по развитию и влиянию технологии 5G (бесплатный PDF) (TechRepublic)

Важно помнить, что 5G не является инкрементальным или обратно совместимым обновлением существующей мобильной связи стандарты. Он не пересекается со стандартами 4G, такими как LTE или WiMAX, и не может быть доставлен на существующие телефоны, планшеты или беспроводные модемы посредством модернизации вышек или обновлений программного обеспечения, несмотря на попытки AT&T обозначить LTE Advanced как «5G E.«Хотя модернизация существующей инфраструктуры LTE является стоящим и долгожданным достижением, в конечном итоге это переходные технологии 4G и не обеспечивают полного спектра преимуществ 5G NR.

Для обзора того, когда будут выпущены смартфоны 5G, а также их преимуществ и недостатки смартфонов 5G, ознакомьтесь со шпаргалкой TechRepublic о смартфонах 5G.


Дополнительные ресурсы

Что представляет собой технология 5G? существующие беспроводные мобильные сети.Эти три гетерогенных типа услуг будут сосуществовать в одной и той же инфраструктуре с использованием сегментации сети, что позволит операторам сети создавать несколько виртуальных сетей с разными профилями производительности для различных потребностей в услугах.

eMBB (Enhanced Mobile Broadband)

Первоначальное развертывание 5G NR было сосредоточено на eMBB, который обеспечивает большую пропускную способность, улучшая скорость загрузки и выгрузки, а также умеренно меньшую задержку по сравнению с 4G LTE. eMBB будет способствовать созданию мультимедийных приложений, таких как мобильные AR и VR, потоковое видео 4K и 360 °, а также периферийные вычисления.

URLLC (сверхнадежная связь с малой задержкой)

URLLC предназначена для чрезвычайно чувствительных к задержкам или критически важных случаев использования, таких как автоматизация производства, удаленная хирургия с помощью роботов и автомобили без водителя. Согласно официальному документу (ссылка в формате PDF) Мехди Беннис, Меруан Дебба и Х. Винсент Пур из IEEE, URLLC должен нацеливаться на задержку в 1 мс и частоту блочных ошибок (BLER) от 10-9 до 10-5, хотя и достигая этого » представляет собой одну из основных проблем, стоящих перед сетями 5G, «поскольку» создает множество проблем с точки зрения проектирования системы.«

Технологии, обеспечивающие URLLC, все еще стандартизируются; они были подробно описаны в 3GPP Release 16.

mMTC (Massive Machine Type Communications)

mMTC — это тип узкополосного доступа для измерения, измерения и мониторинга вариантов использования. Некоторые mMTC стандарты, которые используют сети LTE, были разработаны как часть 3GPP Release 13, включая eMTC (Enhanced Machine-Type Communication) и NB-IoT (Narrowband IoT). Эти стандарты будут использоваться вместе с сетями 5G и расширены для поддержки требований Варианты использования URLLC в сетях и частотах 5G в будущем.

SEE: Мини-глоссарий: термины 5G, которые вы должны знать (бесплатный PDF) (TechRepublic)

Способы коммерциализации технологий 5G все еще обсуждаются и планируются операторами мобильных сетей и поставщиками оборудования для связи. Поскольку разные группы имеют разные приоритеты, интересы и предубеждения, включая покупку лицензий на использование спектра с целью развертывания сетей 5G, преимущества 5G будут различаться для разных географических рынков, а также для потребительского и корпоративного сегментов рынка.Хотя обсуждается множество различных атрибутов, технология 5G может состоять из следующего (атрибуты перечислены без определенного порядка).

Упреждающее кэширование контента

В частности, для сетей 5G миллиметрового диапазона, которые требуют развертывания большего количества базовых станций по сравнению с LTE и предыдущими стандартами связи, эти базовые станции, в свою очередь, требуют подключения к проводным транзитным соединениям для передачи данных по сети. Предоставляя кэш на базовой станции, можно минимизировать задержки доступа и уменьшить нагрузку на транзитное соединение.Это дает дополнительное преимущество сокращения сквозной задержки. По мере того как сервисы потоковой передачи видео 4K — и смартфоны с экранами 4K — становятся все более распространенными, возможность кэширования будет иметь важное значение для повышения качества обслуживания.

Сети с несколькими переходами и связь между устройствами

В сетях LTE сотовые ретрансляторы и фемтосоты устраняют пробелы в областях, где уровень сигнала от традиционных базовых станций недостаточен для удовлетворения потребностей клиентов. Это могут быть полусельские районы, где плотность населения затрудняет обслуживание клиентов с одной базовой станции, а также городские районы, где архитектурный дизайн снижает мощность сигнала.Использование сетей с несколькими переходами в 5G расширяет концепцию совместной ретрансляции за счет использования связи между устройствами для увеличения мощности и доступности сигнала.

Бесшовная вертикальная передача обслуживания

Хотя предложения по 5G позиционируют его как «единый глобальный стандарт» для мобильной связи, позволяющий устройствам плавно переключаться на соединение Wi-Fi или без задержки, сброшенных вызовов и т. Д. Возвращаться к сетям LTE. прерывания, является приоритетом для 5G.

Дополнительные стандарты 5G в 3GPP Release 17 будут обозначать дополнительные преимущества для предприятий и потребителей, использующих 5G, но эти выпуски могут быть отложены из-за пандемии коронавируса.3GPP перенесла все собрания в онлайн, и на его собрании в середине сентября 2020 года будет определено, будет ли отложен график выпуска 17.

Дополнительные ресурсы

Кому выгоден 5G?

Удаленные сотрудники / места работы вне офиса

Одним из основных направлений 5G является возможность использования беспроводных сетей для замены традиционных проводных соединений за счет увеличения пропускной способности данных, доступной для устройств, и минимизации задержек. Для надомников это значительно увеличивает гибкость рабочего места, обеспечивая экономичную связь с вашим офисом, без привязки к рабочему столу в домашнем офисе с проводным подключением.

Для ситуаций, которые связаны с частой сменой места работы за пределами предприятия, например, для съемок фильмов или на строительных площадках, более низкие технические требования для развертывания 5G позволяют легко настроить соединение 5G, к которому существующие устройства могут подключаться к маршрутизатору 5G через Wi-Fi. Fi. Для сцен с последними новостями в прямом эфире технологии 5G могут использоваться вместо традиционного спутникового грузовика, используемого для передачи аудио и видео обратно в редакцию. Спектр, ранее выделенный для высокоскоростных спутниковых микроволновых каналов, был перепрофилирован для связи 5G NR.

SEE: 10 худших вещей в работе из дома (бесплатный PDF) (TechRepublic)

Устройства и сети Интернета вещей (IoT)

Одним из приоритетов при проектировании сетей 5G является снижение барьеров к сетевому подключению для устройств IoT. Хотя некоторые устройства IoT (например, умные часы) имеют возможности LTE, практические ограничения размеров батарей, которые могут быть включены в носимые устройства, и сравнительно высокие требования к мощности LTE ограничивают полезность подключения к мобильной сети в этих ситуациях.Предложения для сетей 5G, направленные на снижение требований к питанию и использование частот с более низким энергопотреблением, таких как 600 МГц, сделают подключение устройств IoT более осуществимым.

3GPP Release 16 включал в себя стандарты 5G для Индустрии 4.0, в которых описывается, как 5G, стандартизованный 4GPP, может использоваться в промышленных настройках IoT в сотрудничестве со стандартами IEEE для чувствительных к времени сетей (TSN) для создания более совершенных сетей IIoT.

Умные города, офисные здания, арены и стадионы

Те же свойства, которые делают технологии 5G подходящими для устройств IoT, также могут быть использованы для повышения качества обслуживания в ситуациях, когда большое количество подключенных устройств широко используют мобильная сеть в густонаселенных районах.Эти преимущества могут быть легко реализованы в ситуациях с переменным трафиком — например, арены и стадионы обычно заполняются только во время спортивных мероприятий, музыкальных концертов и других мероприятий. В больших офисных башнях, таких как 54-этажная башня Мори в токийском районе Роппонги-Хиллз, в течение недели работают тысячи сотрудников. Кроме того, густонаселенные городские центры могут извлечь выгоду из способности сетей 5G предоставлять услуги большему количеству устройств в физически меньших помещениях.

Клиенты интернет-провайдера

Высокочастотный 5G, описанный выше как mmWave, имеет свои недостатки, но его скорость невероятна по сравнению даже со средним и низкополосным 5G.Поскольку он имеет радиус действия всего 1500 футов, его непрактично использовать с мобильными устройствами, но он может стать беспроводным решением для домашнего и офисного Интернета, которое устраняет необходимость прокладки телекоммуникационных кабелей в домах.

Дополнительные ресурсы

Когда и где происходит развертывание 5G?

Ранние технические демонстрации

Первое громкое внедрение 5G состоялось на Зимних Олимпийских играх 2018 года в Пхенчхане, Южная Корея. KT (крупный оператор мобильной сети) Samsung и Intel объединились для предоставления гигабитной беспроводной широкополосной связи и потокового видео с низкой задержкой.Во время игр 100 камер были размещены внутри Олимпийской ледовой арены, которые передавали видео на пограничные серверы, затем в центр обработки данных KT, чтобы преобразовать их в «разрезанные по времени виды спортсменов в движении», а затем передать обратно в 5G- подключил планшеты для просмотра. В этой демонстрации использовался прототип оборудования 5G SIG, который отличается от стандартизированного оборудования и сетей 5G NR, коммерциализируемых во всем мире.

Аналогичным образом Intel и NTT Docomo объявили о партнерстве для демонстрации технологии 5G на Олимпийских играх в Токио в 2020 году (отложенных до июля 2021 года).Компании будут использовать сети 5G для 360-градусной потоковой передачи 8K-видео, дронов с HD-камерами и приложений для умных городов, включая «повсеместное распознавание лиц, полезное для всего, от доступа к стадиону до снижения угроз».

SEE: Политика вычислений для мобильных устройств (TechRepublic Premium)

Другие тесты и развертывания 5G проводились по всему миру. Эрикссон и Intel развернули соединение 5G, чтобы связать круизные лайнеры Tallink с Таллиннским портом в Эстонии.Huawei и Intel продемонстрировали тесты совместимости 5G на Mobile World Congress 2018. В Китае ZTE провела тесты, в которых компания достигла скорости более 19 Гбит / с на базовой станции 3,5 ГГц. Кроме того, в тестах высокочастотной связи ZTE превысила 13 Гбит / с при использовании базовой станции 26 ГГц и задержку 0,416 мс в третьем тесте для URLLC.

Где 5G доступен в США?

Verizon Wireless развернула 5G на базе технологии mmWave, продаваемую как «Ultra Wideband (UWB)», в Чикаго, штат Иллинойс, и Миннеаполисе, штат Миннесота, 3 апреля 2019 г .; в Денвере, штат Колорадо, 27 июня 2019 г .; в Провиденсе, Род-Айленд, 1 июля 2019 г .; в г.Пол, Миннесота, 18 июля 2019 г .; и в Атланте, Джорджия, Детройте, Мичиган, Индианаполисе, Индиана, и Вашингтоне, округ Колумбия, 31 июля 2019 г., и с тех пор развернул его в 55 городах, с планами сделать его доступным в более чем 60 городах к концу 2020. См. Карту покрытия Verizon 5G для конкретных городов с mmWave 5G.

Для ясности, упомянутые выше места развертывания mmWave 5G не являются стандартными 5G, которые мобильные пользователи могут ожидать обычно использовать на своих смартфонах: это развертывания 5G с высокой полосой пропускания, которые, как обсуждалось выше, очень быстрые, но также ограничены в диапазон.

13 октября 2020 года генеральный директор Verizon Ханс Вестберг объявил, что компания внедряет общенациональную услугу 5G (стандартный низкополосный 5G, который предлагают другие компании и который является типичным для повседневного использования) вместе со своей услугой mmWave. Verizon утверждает, что его 5G в низком диапазоне будет охватывать более 200 миллионов человек, хотя его карта покрытия 5G по-прежнему показывает, что покрытие 5G в низком диапазоне в основном ограничено густонаселенными районами и городскими центрами.

Verizon Wireless начала развертывание своей фиксированной беспроводной интернет-службы 5G 1 октября 2018 года в Лос-Анджелесе и Сакраменто, Калифорния, Хьюстоне, Техас, и Индианаполисе, Индиана.Первоначальные развертывания сетей 5G Verizon используют собственное оборудование 5G TF, хотя в будущем компания планирует перевести эти сети на 5G NR. Сеть Verizon 5G TF используется только для домашнего доступа в Интернет, а не в смартфонах.

Verizon официально отменил свою программу 5G TF в декабре 2018 года. Его домашний интернет-сервис 5G в настоящее время доступен в ограниченных частях Чикаго, Детройта, Сакраменто, Лос-Анджелеса, Хьюстона и Индианаполиса.

AT&T имеет активные услуги 5G в значительной части самых густонаселенных районов США.Поскольку покрытие 5G широко распространено, лучше всего взглянуть на карту развертывания беспроводной сети AT&T, чтобы увидеть, где доступно покрытие.

AT&T также развернула LTE Advanced по всей стране; компания продает LTE Advanced как сеть «5G Evolution», хотя LTE-Advanced не является технологией 5G. AT&T уже давно неправильно маркирует сетевые технологии; Компания ранее рекламировала переходную сеть HSDPA как 4G, хотя обычно ее называют «улучшенным 3G» или «3».Стандарт 5G ». Клиенты AT&T с устройствами, не поддерживающими 5G, могут узнать, подключены ли они к сети 5G Evolution, посмотрев на« 5GE »рядом с индикатором сигнала своего устройства.

После слияния Sprint и T-Mobile объединили свои сети 5G в создать «самую большую сеть 5G в Америке». Покрытие 5G на Sprint / T-Mobile аналогично текущему охвату 5G AT&T; владельцам устройств 5G, которым интересно узнать о покрытии, следует взглянуть на карту покрытия 5G T-Mobile.

Дополнительные ресурсы

Где 5G доступен в Великобритании?

EE представила услуги 5G в Белфасте, Бирмингеме, Кардиффе, Эдинбурге, Лондоне и Манчестере 30 мая 2019 года.Доступность 5G к концу 2019 года запланирована в Бристоле, Ковентри, Глазго, Халле, Лидсе, Лестере, Ливерпуле, Ньюкасле, Ноттингеме и Шеффилде. Доступность 5G в 2020 году запланирована в Абердине, Кембридже, Дерби, Глостере, Питерборо, Плимуте, Портсмуте, Саутгемптоне, Вулверхэмптоне и Вустере. По состоянию на сентябрь 2020 года EE имеет покрытие 5G в более чем 100 городах Великобритании.

BT, владеющая EE, развернула 5G во многих местах и ​​планирует добавить покрытие в Абердин, Кембридж, Дерби, Глостер, Питерборо, Плимут, Портсмут, Саутгемптон и Вустер в 2020 году.

Vodafone предоставляет услуги 5G в 45 городах по всей Великобритании.

Три охватывает 72 города Великобритании. Расширение покрытия 5G ожидается в 2020 году.

Three и Vodafone не взимают надбавку за сетевые услуги 5G в Великобритании по сравнению с их тарифными планами для 4G.

O₂ объявила о доступности услуг 5G для Белфаста, Кардиффа, Эдинбурга, Лондона, Слау и Лидса «с октября 2019 года» с планами по предоставлению расширенных услуг 5G «частям 20 городов, а затем их развертывание до 50 к лету 2020 года.«По сообщению 5G UK, 13 городов, намеченных к расширению к лету 2020 года, были отложены.

Дополнительные ресурсы

Где 5G доступен в Австралии?

Optus имеет покрытие 5G в нескольких крупных городах Австралии: Перт, Сидней и близлежащие города, Мельбурн, Аделаида, Канберра, Брисбен и Gold Cost.

Telstra начала развертывание сетей 5G, начиная с Золотого побережья в августе 2018 года. Telstra обслуживает отдельные районы в Аделаиде, Брисбене, Канберре, Голд-Косте, Хобарт, Лонсестон, Мельбурн, Перт, Сидней и Тувумба.

Оператор национальной широкополосной сети Австралии (NBN) заявил о своем намерении предоставить фиксированный беспроводной доступ в Интернет 5G в заявлении для ZDNet.

Китайским поставщикам Huawei и ZTE правительство Австралии запретило предоставлять сетевое оборудование 5G операторам мобильной связи из соображений национальной безопасности.

Дополнительные ресурсы

Где еще в мире доступен 5G?

Южная Корея была первой страной, имеющей коммерчески доступную сеть 5G: SK Telecom, KT и LG Uplus активировали сети 5G 3 апреля 2019 года, за два часа до того, как Verizon Wireless активировала 5G в США, по словам Чо Му из ZDNet. -Хён.К 30 апреля 2019 года 260000 абонентов в Южной Корее использовали сети 5G. KT, второй по величине оператор мобильной связи в стране, работает над развертыванием ретрансляторов внутри зданий для использования в многолюдных зданиях, таких как аэропорты и вокзалы.

5G также считается жизненно важным для экономического развития в странах Персидского залива, при этом Саудовская Аравия включает 5G в рамках плана экономического развития Vision 2030, а катарский сетевой оператор Ooredoo заявляет 14 мая о «первой коммерчески доступной сети 5G в мире». , 2018 г., до появления смартфонов, которые могут использовать 5G.

Ookla поддерживает карту сетевых услуг 5G по всему миру, с сетями, разделенными на коммерческую доступность, ограниченную доступность и предварительную версию, чтобы продемонстрировать степень доступности для каждого наблюдаемого развертывания.

Дополнительные ресурсы

Как будущее 5G повлияет на предприятия и мобильных пользователей?

По мере развития технологий устаревшие устройства неизбежно будут выходить из строя; в сфере мобильной связи это очень серьезная проблема, поскольку беспроводной спектр является ограниченным ресурсом.Во многом так же, как переход на цифровое вещание произошел для эфирного телевещания, старые мобильные сети активно демонтируются, чтобы освободить спектр для сетей следующего поколения, включая переходные LTE Advanced, LTE Advanced Pro и «настоящие» сети 5G. .

В США 1 января 2017 года AT&T отключила свою сеть 2G, в результате чего бесчисленные функциональные телефоны, а также оригинальный iPhone стали непригодными для использования. Verizon планирует отключить свои устаревшие сети 2G и 3G к концу 2019 года, что сделает непригодными для использования большинство функциональных телефонов и старых смартфонов, а также устройства IoT, такие как счетчики воды.Verizon прекратил активацию телефонов только для 3G в июле 2018 года. Планы по окончанию срока службы сетей 2G Sprint и T-Mobile публично не разглашаются.

Кроме того, по мере того как 5G все чаще используется для предоставления беспроводной широкополосной связи, провайдеры проводной широкополосной связи столкнутся с конкуренцией, поскольку эти две услуги приближаются к паритету. Поскольку многие люди используют смартфоны как в качестве основного вычислительного устройства, так и для подключения традиционного компьютера к Интернету, дополнительные расходы на традиционное проводное соединение могут стать ненужными для некоторых людей и позволят тем, кто находится за пределами досягаемости традиционных проводных соединений, получить доступный доступ. на скоростной впервые.

Бизнес-клиенты также могут интегрировать технологию 5G в ориентированный на близость маркетинг. Опора 5G на микросоты может использоваться в качестве вторичного средства проверки для защиты от спуфинга GPS, что делает маркетинг, ориентированный на близость, устойчивым к злоупотреблениям.

Поскольку спецификации 5G разработаны с учетом потребностей предприятий, ожидается, что атрибуты с низким энергопотреблением и малой задержкой вызовут революцию в развертывании Интернета вещей. По словам президента Verizon Wireless Ронана Данна, 5G позволит развернуть к 2020 году 20 миллиардов устройств Интернета вещей, что приведет к созданию «промышленного Интернета», влияющего на управление цепочкой поставок, а также на сельское хозяйство и обрабатывающую промышленность.Эти же атрибуты также делают 5G хорошо подходящим для случаев использования, требующих непрерывного ответа и анализа данных, таких как автономные транспортные средства, управление движением и другие варианты использования граничных вычислений.

Дополнительные ресурсы

Примечание редактора: Первоначальный отчет для этой статьи был написан Джеймсом Сандерсом. Он был обновлен Брэндоном Вильяроло, чтобы включить последнюю информацию о сетях 5G.

Информационный бюллетень 5G и мобильных предприятий

Сети и устройства 5G, мобильная безопасность, удаленная поддержка и последние новости о телефонах, планшетах и ​​приложениях — вот некоторые из тем, которые мы рассмотрим.Доставка по вторникам и пятницам.

Зарегистрироваться Сегодня

Изображение: koo_mikko, Getty Images / iStockphoto

Стандарты Intel 5G и Spectrum

Важность стандартов

Представьте, что вы собираете вместе целую отрасль, чтобы заставить их согласовать направление развития технологии до мельчайших деталей реализации.Этот процесс называется стандартизацией, и он критически важен для таких отраслей, как телекоммуникации, которые, чтобы быть наиболее эффективными и иметь наибольшее влияние, поистине глобальны по своему охвату и применению.

Стандартизация в телекоммуникационной отрасли имеет далеко идущие экономические последствия во всем мире. Но этот процесс также имеет значение для фундаментального преобразования способов облегчения коммуникации — будь то голос, данные, сообщения или мультимедиа, передаваемые между людьми, машинами и вещами.Сложный процесс требует консенсуса между многочисленными заинтересованными сторонами в различных отраслях по различным элементам данной технологии для удовлетворения потребностей отдельных лиц, организаций и отрасли сейчас и в будущем.

По мере того, как отрасль связи переходит с 4G на 5G , технологическое лидерство имеет жизненно важное значение для объединения всех ключевых элементов, включая компетентность, инновации, доверие и настойчивость для стимулирования обсуждений в органах стандартизации и организациях с целью определения технических спецификаций.

Стандарты 5G

5G — следующая эра мобильных сетей — расширяет сеть для соединения людей, машин, объектов и устройств. 5G разработан для предоставления множества возможностей, включая пиковые скорости в несколько Гбит / с, сверхнизкую задержку, большую емкость и более единообразное взаимодействие с пользователем.

Стандартизация 5G — это результат исчерпывающего процесса. Процесс включает в себя достижение консенсуса по техническому направлению среди различных сторон, таких как поставщики, операторы и другие заинтересованные группы, исследующих и разрабатывающих технические стандарты, основанные на едином техническом направлении, при максимальной совместимости технологий, совместимости, безопасности, повторяемости и качестве.

Роль Intel в стандартах

В сотрудничестве с крупными операторами и поставщиками Intel возглавила эффективное и успешное внедрение взаимодействия сетей 5G и LTE / 5G New Radio (NR). Благодаря специальной команде ведущих инженеров по коммуникациям Intel продолжает возглавлять разработку 5G и привержена стандартизации 5G (и не только).

Играя ведущую роль в развитии экосистемы 5G, Intel участвует в более чем 300 группах по стандартизации по всему миру, занимая ведущие позиции в различных рабочих группах в ITU-R, 3GPP и IEEE, среди прочих.Корпорация Intel предоставляет собственные исследования, эталоны и аналитические материалы, чтобы полностью реализовать потенциал 5G.

Органы по стандартизации 5G

К основным органам по разработке стандартов 5G относятся:

3GPP

Партнерский проект третьего поколения формулирует технические спецификации 5G, которые в конечном итоге становятся стандартами. Выпуск 15 был первым выпуском, в котором были определены реализации 5G. Релиз также включает в себя ряд текущих исследований 5G для изучения архитектуры следующего поколения и 5G NR с упором на улучшенную мобильную широкополосную связь, сверхнадежность и малую задержку, диапазоны частот и важность прямой совместимости при разработке радио и протоколов.

IETF

Инженерная группа Интернета (IETF) в партнерстве с 3GPP занимается разработкой 5G и новыми видами использования этой технологии. В частности, IETF разрабатывает ключевые спецификации для различных функций, позволяющих протоколам IP поддерживать виртуализацию сети . Например, IETF является пионером в создании цепочки сервисных функций (SFC), которая свяжет виртуализированные компоненты архитектуры 5G, такие как базовая станция, обслуживающий шлюз и шлюз пакетных данных, в единый путь.Это позволит динамически создавать и связывать виртуальные сетевые функции (VNF).

ITU

Международный союз электросвязи, базирующийся в Женеве, является специализированным учреждением Организации Объединенных Наций, занимающимся информационными и коммуникационными технологиями. Всемирные конференции по радиосвязи МСЭ пересматривают международный договор, регулирующий использование радиочастотного спектра и геостационарных и негеостационарных спутниковых орбит.

Что такое 5G? | PCMag

«Общенациональный 5G» уже здесь, но для многих это не имеет большого значения.И AT&T, и Verizon используют формы 5G, которые высвечивают значок «5G» на вашем новом смартфоне, но работают и работают точно так же, как 4G.

Это может заставить людей задуматься о том, что такого особенного в 5G. То, что мы видим сейчас, вообще есть даже в 5G? Ответ — да — технически. Оказывается, технология 5G и «опыт 5G» — это разные вещи, и прямо сейчас в США мы получаем первое без второго.

Но все начнёт меняться. «Ультра емкость» 5G от T-Mobile выиграла наши тесты «Самые быстрые мобильные сети 2021 года», показав скорость намного выше, чем у 4G, и, начиная с конца 2021 года, грядущие сети C-диапазона могут изменить правила игры для AT&T и Verizon.

5G — это инвестиция на следующее десятилетие, и в предыдущих переходах на мобильные устройства мы видели большую часть больших изменений, происходящих через годы после первого объявления. Возьмем, к примеру, 4G. Первые телефоны 4G в США появились в 2010 году, но приложения 4G, которые изменили наш мир, появились только позже. Snapchat появился в 2012 году, а Uber получил широкое распространение в 2013 году. Видеозвонки по сетям LTE также стали популярными в США примерно в 2013 году.

С переходом на 5G есть еще один поворот.Существует три основных типа 5G — низкочастотный, средний и высокочастотный — и хотя США изначально делали ставки на низкое и высокое, оказывается, что средний диапазон, вероятно, лучший способ сделать это. У T-Mobile есть средний диапазон — это материал «сверхвысокой емкости», но AT&T и Verizon пришлось ждать только что закончившегося аукциона по диапазону C, чтобы получить свой.

Итак, следуя этому плану, хотя мы приступаем к внедрению 5G прямо сейчас, вы должны ожидать, что большие приложения 5G появятся в 2022 году или позже.


1G, 2G, 3G, 4G, 5G

Прежде всего, если вы слышите о 5G Wi-Fi или телефонах AT&T «5G E», они не являются сотовыми телефонами 5G.Вот подробное объяснение 5G, 5G E и 5 ГГц: в чем разница?

И если вы слышите, что 5G означает мачты миллиметрового диапазона на каждом фонарном столбе, это неправда. Это только одна из трех основных форм 5G, которые мы наблюдаем прямо сейчас.

G в этом 5G означает поколение беспроводной технологии. В то время как большинство поколений технически определялись их скоростями передачи данных, каждое из них также отличалось перерывом в методах кодирования или «эфирных интерфейсах», что делало его несовместимым с предыдущим поколением.

1G — аналоговая сотовая связь. Технологии 2G, такие как CDMA, GSM и TDMA, были первым поколением цифровых сотовых технологий. Технологии 3G, такие как EVDO, HSPA и UMTS, повысили скорость от 200 кбит / с до нескольких мегабит в секунду. Следующим несовместимым шагом вперед стали технологии 4G, такие как WiMAX и LTE, и теперь они масштабируются до сотен мегабит и даже гигабитных скоростей.

5G привносит в таблицу три новых аспекта: большие каналы (для ускорения данных), меньшая задержка (чтобы быстрее реагировать) и возможность одновременного подключения гораздо большего числа устройств (для датчиков и интеллектуальных устройств).

Это не полный прорыв с 4G. Все телефоны 5G нуждаются в сетях 4G и покрытии. Сначала все сети 5G использовали 4G для установления своих первоначальных подключений, что называлось «неавтономными». Сейчас мы начинаем переходить от этого к «автономным» сетям, но они теряют значительную производительность без помощи 4G. Часть спецификации 5G позволяет телефонам 5G незаметно и незаметно для пользователя объединять каналы 5G и 4G. Таким образом, в течение некоторого времени большинство подключений будут объединены в каналы 4G / 5G.

Этот симбиоз между 4G и 5G заставил AT&T с большим энтузиазмом относиться к своей сети 4G. Оператор начал называть свою сеть 4G «5G Evolution», потому что считает улучшение 4G важным шагом на пути к 5G. Правильно, конечно. Но эта формулировка предназначена для того, чтобы запутать менее информированных потребителей, заставляя думать, что 5G Evolution — это 5G, когда это не так.

В то время как 2G и 3G скоро уйдут, 4G опередил их на много лет как часть уравнения 5G.


Низкий, средний и высокий

5G дает операторам больше возможностей с точки зрения радиоволн, чем 4G.В частности, он открывает «высокочастотные» радиоволны ближнего действия, которые не работают с технологией 4G. Но 5G может работать на любой частоте, что приводит к трем совершенно разным видам работы 5G — низкому, среднему и высокому.

Здесь важно понимать, что 5G ненамного быстрее 4G на тех же старых радиоканалах. Вместо этого спецификация 5G позволяет телефонам использовать гораздо более широкие каналы в более широком диапазоне частот. Однако операторы связи и FCC должны сделать эти более широкие каналы доступными, и в этом им в значительной степени не удалось.

При использовании 4G вы можете объединить до семи каналов с частотой 20 МГц для использования всего спектра 140 МГц. Однако в большинстве случаев телефоны используют частоту 60 МГц или меньше.

С новыми телефонами в низком и среднем диапазонах 5G вы можете объединить два канала 100 МГц для использования 200 МГц, а также добавить еще несколько каналов 4G 20 МГц. В высокочастотном 5G вы можете использовать до восьми каналов 100 МГц. Но если у вас нет доступных радиоволн, вы не получите скорости.

Операторы также могут гибко совместно использовать каналы между 4G и 5G, используя динамическое совместное использование спектра (DSS).DSS делает перегородки между каналами 4G и 5G подвижными, поэтому операторы могут разделять каналы между 4G и 5G в зависимости от спроса. Это то, что Verizon использует для своего «общенационального» 5G. Он не освобождает новые радиоволны для 5G — он просто повторно использует разногласия и недостатки 4G, поэтому мы не видели, чтобы DSS 5G предлагал намного лучшую производительность, чем 4G.

Низкополосный 5G работает на частотах ниже 2 ГГц. Это самые старые частоты сотовой связи и телевидения. Они идут на большие расстояния, но доступны не очень широкие каналы, и многие из этих каналов используются для 4G.Так что низкочастотный 5G работает медленно. На данный момент он действует и ощущается как 4G. Низкополосные каналы 5G имеют ширину от 5 МГц (для AT&T) до 20 МГц (для T-Mobile), поэтому вы можете видеть, что они не более просторны, чем 4G.

Сложно то, что низкополосные телефоны AT&T и T-Mobile иногда показывают значки 5G, когда они даже не используют 5G, что затрудняет различие.

Среднечастотный 5G находится в диапазоне 2–10 ГГц. Это касается большинства современных частот сотовой связи и Wi-Fi, а также частот, немного превышающих их.Эти сети имеют приличную дальность от своих вышек, часто около полумили, поэтому в большинстве других стран это сети рабочих лошадок, переносящие большую часть трафика 5G. Большинство других стран предложили каждому из своих операторов около 100 МГц для среднего диапазона 5G. Здесь, в США, сеть 5G со сверхвысокой пропускной способностью T-Mobile работает на каналах средней полосы частот до 100 МГц. AT&T и Verizon только что купили некоторый спектр C-Band от 3,7 до 4 ГГц, который они начнут внедрять в конце 2021 года.

На этой карте покрытия T-Mobile самый темный цвет — это 5G среднего диапазона.

Высокочастотный 5G , или миллиметровый диапазон, — это действительно новинка. Пока это в основном радиоволны в диапазоне 20–100 ГГц. Эти радиоволны раньше не использовались в потребительских приложениях. Они очень близки; Наши тесты показали расстояние до башен около 800 футов. Но есть огромное количество неиспользуемого спектра, что означает очень высокие скорости с использованием до 800 МГц за раз. Мы видели скорости более 3 Гбит / с в высокополосной сети Verizon, которую она называет «сверхширокополосной».«К сожалению, в ходе наших тестов« Самые быстрые мобильные сети 2021 года »мы обнаружили, что сеть Verizon показала лишь около 3% покрытия в исследуемых нами городах. AT&T и T-Mobile также имеют некоторую полосу пропускания высокой скорости. Они обычно описывают ее как только для точек доступа с высокой плотностью. , например кампусы колледжей и футбольные стадионы.

T-Mobile описывает три формы 5G как «слоеный пирог».

Высокие диапазоны ранее использовались для транзитных маршрутов, подключения базовых станций к удаленным интернет-каналам.Но раньше они не использовались для потребительских устройств, потому что портативная вычислительная мощность и миниатюрные антенны были недоступны. Сигналы миллиметрового диапазона также уходят с расстояния быстрее, чем сигналы с более низкой частотой, а огромный объем передаваемых ими данных потребует большего количества подключений к проводному Интернету. Таким образом, операторы сотовой связи должны будут использовать много меньших базовых станций с меньшей мощностью (обычно вырабатывающих 2–10 Вт), а не меньшее количество более мощных макроячеек (которые вырабатывают 20–40 Вт), чтобы обеспечить мультигигабитные скорости, которые доступны в сетях миллиметрового диапазона. обещать.Из-за очень быстрого спада волны довольно слабые, когда достигают вас.

Этот тест соседства показывает, насколько высокочастотный 5G в настоящее время имеет радиус действия около 800 футов.

Во многих крупных городах операторы установили эти «маленькие соты», чтобы увеличить пропускную способность 4G, начиная с 2017 года. В этих городах им просто нужно прикрепить дополнительное радио к существующему узлу, чтобы сделать его 5G. Однако борьба ведется и в других местах, где операторам связи не удается убедить города разрешить им добавлять небольшие соты в пригородные районы.Это похоже на предыдущую борьбу за создание сотовой связи во многих из этих городов.

Verizon пытается расширить зону покрытия 5G на высоких частотах, заключая сделки с компаниями, которые создают расширители и повторители 5G, такими как Pivotal Commware.


Как работает 5G

Как и другие сотовые сети, сети 5G используют систему сотовых сайтов, которые делят свою территорию на сектора и отправляют закодированные данные с помощью радиоволн. Каждая ячейка должна быть подключена к магистрали сети через проводное или беспроводное транзитное соединение.

Сети 5G используют тип кодирования, называемый OFDM, который аналогичен кодированию, которое использует 4G LTE. Однако радиоинтерфейс разработан для гораздо меньшей задержки и большей гибкости, чем LTE.

Сети 5G должны быть намного умнее, чем предыдущие системы, поскольку они объединяют гораздо больше и меньших ячеек, которые могут изменять размер и форму. Но даже с существующими макросотами, по словам Qualcomm, 5G сможет повысить пропускную способность в четыре раза по сравнению с существующими системами за счет использования более широкой полосы пропускания и передовых антенных технологий.

Цель состоит в том, чтобы иметь гораздо более высокие скорости и гораздо большую емкость для каждого сектора при гораздо меньшей задержке, чем у 4G. Участвующие органы стандартизации стремятся к скорости 20 Гбит / с и задержке 1 мс, после чего начинают происходить очень интересные вещи.


Где доступен 5G?

5G теперь «общенациональный», хотя с очень разными подходами операторов к нему, у вас будет разный опыт в разных местах.

Verizon имеет более медленный «общенациональный» 5G на основе общих каналов 4G и быстрый высокополосный 5G в более чем 60 городах с онлайн-картами покрытия здесь.

T-Mobile в настоящее время имеет медленную общенациональную низкополосную сеть 5G, которая покрывает большую часть страны; более быстрая средняя полоса, охватывающая 165 миллионов человек, с функцией поиска покрытия здесь; и некоторые ограниченные диапазоны высоких частот, для которых я не смог найти недавнее обновление покрытия.

AT&T имеет медленный низкочастотный диапазон на большей части территории страны и высокочастотный диапазон в ряде «площадок», таких как стадионы и кампусы. Он называет диапазон низких частот «5G» и диапазон высоких частот «5G +». У компании есть карты низких частот и список площадок высокого диапазона здесь.

Verizon 5G работает быстро, если вы его найдете.


Какие телефоны 5G выходят?

Телефоны 5G сейчас широко используются; ожидайте, что любой телефон стоимостью более 300 долларов США будет иметь на борту 5G. Следующая цель — C-диапазон, частоты, которые AT&T и Verizon включат в следующем году. Серия Apple iPhone 12, серия Galaxy S21, Google Pixel 5 и многие другие телефоны AT&T и Verizon 5G, выпущенные в 2021 году , имеют диапазон C.

Низко- и среднечастотный 5G дешевле в реализации, чем высокочастотный 5G, поэтому многим телефонам AT&T и T-Mobile не хватает высокочастотного 5G.Я не согласен с тем, имеет это значение или нет. Чем больше технологий, тем лучше, и компании действительно владеют множеством высокочастотных радиоволн. Но они крайне сдержанно относятся к тому, что планируют с ними делать, поэтому неясно, какое преимущество высокочастотный диапазон принесет вам в телефонах AT&T и T-Mobile. Если вы хотите расставить все точки над i, OnePlus 9 Pro, серия Galaxy S21, Galaxy Z Flip 3 и Fold 3, Galaxy Note 20 Ultra, серия iPhone 12 и Pixel 5 имеют высокочастотный диапазон.

В серии Galaxy S21 есть все формы 5G.

Вы можете ознакомиться с нашим текущим списком лучших телефонов 5G, чтобы узнать больше.

В других странах есть еще больше телефонов 5G с моделями от Huawei, Oppo, Realme, Xiaomi и других. Обычно они не работают в сетях 5G в США, потому что не поддерживают наши диапазоны частот; они используют европейские и азиатские среднечастотные системы, которых здесь нет.

Рекомендовано нашими редакторами


Безопасно ли 5G?

Да. Теории заговора в Интернете обвиняют 5G во всем, от рака до коронавируса, но они, как правило, разваливаются при малейшем прикосновении к фактам.Низкополосный и средний диапазоны 5G основаны на радиочастотах, которые использовались десятилетиями. В низкополосном 5G используются ТВ-диапазоны УВЧ, которые используются с 1952 года. Среднечастотный диапазон Sprint используется по крайней мере с 2007 года; его части были впервые использованы в 1963 году.

Наибольшее беспокойство по поводу 5G в США вызывает, как правило, высокочастотный или миллиметровый диапазон 5G. Это тип ближнего действия, для которого требуется много небольших сотовых узлов, поэтому инфраструктура более заметна, чем была раньше. Ирония в том, что волноваться о том, что миллиметровые волны могут поджарить ваши клетки, заключается не в том, что они слишком сильные, а в том, что они слишком слабые: они заблокированы листьями, стенами, стеклом, автомобилями, одеждой и кожей.

5G стал частой темой теорий заговора.

Уровни мощности чрезвычайно важны. Bluetooth и микроволновые печи работают на одной частоте. Поскольку сигналы миллиметрового диапазона технически называются микроволновыми, некоторые люди убеждены, что они в буквальном смысле представляют собой микроволновые печи, которые нас поджаривают. Но светлячок — это не паяльная лампа, и системы 5G больше ориентированы на светлячки.

Исследования mmWave показали, что он плохо проникает через кожу человека и что его самый сильный эффект на уровнях мощности выше, чем в любой сети 5G, заключается в том, что он немного нагревает вещи.На уровне использования сетей 5G заметного воздействия на людей нет.

Но самое самоубийственное в изменчивых заговорщиках 5G заключается в том, что они не заботятся ни о какой из этих деталей. В популярной петиции в Великобритании в начале 2020 года утверждалось, что 5G работает на «60 мегагерцах» и «высасывает весь кислород из воздуха». Перед удалением он получил более 114 000 подписей на сайте change.org. 60 мегагерц намного ниже частоты любой беспроводной сети; они могут означать 60 ГГц, но ни одна сеть 5G еще не использует это.Что касается кислорода, то есть сеть псевдоученых со степенью в таких областях, как «естественное здоровье», которые заявляют на YouTube всякую чепуху.

Вот наша полная история о том, почему 5G безопасен.


Для чего нужен 5G?

В большинстве реальных демонстраций 5G, которые мы видели, просто люди очень быстро загружают Netflix на свои телефоны. Такое использование — это ставки на стол, просто чтобы построить сети, чтобы в будущем можно было разрабатывать более интересные приложения.

Говоря о телефонах, генеральный директор OnePlus Пит Лау сказал, что 5G может сделать встроенное хранилище ненужным, что согласуется с идеями, которые я слышал во время запуска Samsung Galaxy S20. Galaxy S20 снимает огромные 108-мегапиксельные фотографии и 8K-видео, которые быстро занимают ваше хранилище и их трудно загрузить, если у вас нет быстрого соединения 5G. Во время поездки в Корею я обнаружил, что высококачественный видеочат был основным фактором, побудившим меня отказаться от 5G.

Домашний Интернет 5G демонстрирует одно важное преимущество перед 4G: огромная емкость.Операторы не могут предложить домашний Интернет 4G по конкурентоспособной цене, потому что на сотовых сайтах 4G просто не хватает емкости для 346 ГБ ежемесячного использования, которое сейчас ожидает большинство домов. (Эпоха пандемии увеличила это число, поскольку люди работают и учатся из дома.) Таким образом, 5G, если его правильно внедрить, может увеличить конкуренцию в домашнем Интернете в США, где, согласно отчету Федеральной комиссии по связи за 2016 год, у 51 процента американцев есть только один вариант для домашнего интернета со скоростью 25 Мбит / с или выше. Verizon запустила безлимитный домашний интернет-сервис 5G, но пока что на него очень сложно подписаться.

Домашний Интернет 5G легче развернуть операторам связи, чем отдельные оптоволоконные линии. Вместо того, чтобы копать каждую улицу, операторы связи просто должны проложить оптоволоконный кабель к сотовой сети через каждые несколько кварталов, а затем предоставить клиентам беспроводные модемы. У нас есть обзор домашней интернет-службы 5G от T-Mobile, которая пока лучше, чем DSL, но не так хороша, как оптоволокно.

Во время поездки в Оулу, Финляндия, где находится центр разработки 5G, мы посетили хакатон 5G. Лучшие идеи включали в себя сервис потоковой передачи игр, способ реабилитации после инсульта с помощью виртуальной реальности, умные повязки, которые отслеживают ваше выздоровление, и способ взаимодействия родителей с младенцами, застрявшими в инкубаторах.Все эти идеи требуют высокой пропускной способности, низкой задержки или аспектов низкого энергопотребления и низкой стоимости 5G.

Мы также исследовали стартапы 5G, которые Verizon развивает в Нью-Йорке. В лаборатории открытых инноваций оператора мы увидели беспроводные камеры наблюдения с высоким разрешением, потоковую передачу игр и физиотерапию в виртуальной реальности.

Наш обозреватель Майкл Миллер считает, что 5G будет наиболее важным для промышленного использования, такого как автоматизация морских портов и управление промышленными роботами.

Беспилотным автомобилям может потребоваться 5G.

Беспилотным автомобилям может потребоваться 5G, чтобы по-настоящему заработать, — объясняет наш редактор Оливер Рист. Первое поколение беспилотных автомобилей будет автономным, но будущие поколения будут взаимодействовать с другими автомобилями и умными дорогами для повышения безопасности и управления дорожным движением. По сути, все на дороге будет разговаривать со всем остальным.

Для этого вам нужны очень низкие задержки. Хотя все автомобили обмениваются очень небольшими пакетами информации, им нужно делать это почти мгновенно.Именно здесь вступает в игру задержка менее одной миллисекунды, когда пакет данных передается прямо между двумя автомобилями или отскакивает от автомобиля к маленькой ячейке на фонарном столбе к другому автомобилю. (Одна световая миллисекунда составляет около 186 миль, поэтому большая часть этой задержки в 1 мс — это время обработки.)

Еще один аспект 5G заключается в том, что он позволяет подключать гораздо больше устройств. В настоящее время модули 4G дороги, потребляют много энергии и требуют сложных планов обслуживания, поэтому большая часть Интернета вещей привязана к Wi-Fi и другим домашним технологиям для потребителей или 2G для предприятий.5G будет принимать небольшие, недорогие устройства с низким энергопотреблением, поэтому он будет подключать к Интернету множество небольших объектов и различных типов датчиков окружающей среды.

Самое большое изменение, которое может принести 5G, — это виртуальная и дополненная реальность. По мере того, как телефоны превращаются в устройства, предназначенные для использования с гарнитурами VR, очень низкая задержка и постоянная скорость 5G предоставят вам мир с расширением Интернета, если и когда вы этого захотите. Аспекты малых сот в 5G также могут помочь в покрытии внутри зданий, поскольку они побуждают каждый домашний маршрутизатор становиться сотовым узлом.

Чтобы оставаться в курсе событий 5G, подпишитесь на нашу еженедельную рассылку Race to 5G. А если вы смотрите в будущее, прочтите наше объяснение 6G, чтобы оставаться на шаг впереди.

Нравится то, что вы читаете?

Подпишитесь на информационный бюллетень Race to 5G , чтобы получать наши новости о мобильных технологиях прямо на ваш почтовый ящик.

Этот информационный бюллетень может содержать рекламу, предложения или партнерские ссылки. Подписка на информационный бюллетень означает ваше согласие с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности.Вы можете отказаться от подписки на информационные бюллетени в любое время.

Стандарты

для 5G и выше

Пол Николич, Чи-Лин I, Джоуни Корхонен, Роджер Маркс, Блейк Тай, Ганг Ли, Цзицин Ни, Симинг Чжан

IEEE 5G Tech Focus: Volume 1, Number 2, June 2017

Аннотация

В этой статье представлен общий обзор нескольких организаций по стандартизации и их усилий по разработке стандартов связи для 5G и выше. Органы по стандартизации активно пытаются удовлетворить разнообразные требования, установленные текущими и будущими сценариями использования и приложениями.Для каждого предмета отобраны и представлены сводные данные о деятельности и этапах, которые представляют эксперты и организации, активно участвующие в этой деятельности по стандартизации.

1. Введение

Эта статья начинает серию отчетов о деятельности по стандартизации, осуществляемой органами по стандартизации, активно работающими в рамках «5G и выше». Эти органы включают, помимо прочего, IEEE, Партнерский проект третьего поколения (3GPP), Инженерную группу Интернета (IETF), Сектор радиосвязи МСЭ (ITU-R) и Сектор стандартизации электросвязи МСЭ (ITU-T).Цель этой серии — определить стандарты, относящиеся к 5G, описать аспекты стандартизации, которыми занимается каждый орган и приложения, а также варианты использования, которые будут реализованы этими стандартами. В этот выпуск отчета по стандартам будет включена информация из IEEE 802 TM , 3GPP, IETF и ITU-R.

2. Комитет по стандартам IEEE 802 LAN / MAN

Комитет по стандартам IEEE 802 Local Area Network / Metropolitan Area Network (LAN / MAN) (обычно известный как IEEE 802) [1] состоит из почти 1000 участников, которые разрабатывают стандарты 802 для сетей, в основном на уровнях 1 и 2 открытого доступа. Эталонная модель взаимодействия систем [2].Эти стандарты относятся к сетям в различных масштабах, от персональных сетей (PAN) до локальных сетей, MAN и региональных сетей (RAN), хотя ни один из этих терминов не представляет строгих ограничений по размеру.

Практически весь портфель стандартов, поддерживаемых и разрабатываемых в рамках IEEE 802, лежит в основе текущих и будущих передовых пакетных сетей. Объединяющая структура подключения проиллюстрирована на Рисунке 1. 5G переопределит широкий спектр отраслей: иммерсивные развлечения и опыт, более безопасный и автономный транспорт, надежный доступ к удаленному медицинскому обслуживанию, повышение общественной безопасности, более разумное сельское хозяйство, более эффективное использование энергетика / коммунальные услуги, более автономное производство, устойчивые города и инфраструктура, цифровая логистика и розничная торговля.

Из-за широкой области предполагаемой применимости 5G, почти все стандарты и проекты в рамках IEEE 802 играют роль в поддержке развития 5G и обеспечении класса услуг 5G и взаимодействия с пользователем. Конкретная подгруппа была определена в ходе работы Постоянного комитета IEEE 802 по 5G / IMT-2020 (Международная мобильная связь) [3], который был учрежден с февраля по июль 2016 года. В окончательном отчете этого комитета [4] приводятся стандарты. и проекты «возможного отношения» к 5G.Это обсуждается ниже. Список составляется соответствующей Рабочей группой (РГ).

  • WG IEEE 802.1 обращается к архитектуре, межсетевому взаимодействию, безопасности, управлению сетью, сетям, зависящим от времени, и уровням протоколов выше уровня 2. Рабочая группа WG по сетям, зависящим от времени, разрабатывает проект P802.1CM, который будет поддерживать зависящие от времени сети. удовлетворение требований к сети сотовой связи в рамках мостовых сетей Ethernet. Рабочая группа OmniRAN WG разрабатывает P802.Проект 1CF по созданию Рекомендуемой практики «Эталонная модель сети и функциональное описание сети доступа IEEE 802», которая будет представлять IEEE 802 как гетерогенную, но согласованную сеть доступа, соответствующую принципам программно определяемых сетей (SDN). Новым направлением деятельности РГ является деятельность IEEE «Промышленные соединения» по «Усовершенствованию сети IEEE 802 в следующем десятилетии», в рамках которой будут оцениваться требования к сетям IEEE 802 для поддержки расширенных сценариев использования за пределами домена IMT, как указано в ITU.
  • Рабочая группа IEEE 802.3 разрабатывает стандарты для Ethernet, который лежит в основе большинства проводных пакетных сетей в мире. Многочисленные стандарты и проекты в рабочей группе предназначены для таких сред, как центры обработки данных, университетские городки, глобальные сети и автомобили.
  • Группа IEEE 802.11 WG разрабатывает стандарты для беспроводных локальных сетей, многие из которых сертифицированы как Wi-Fi®. Особый интерес для 5G представляют IEEE 802.11ad и последующий проект P802.11ay, которые поддерживают чрезвычайно высокую индивидуальную пропускную способность в диапазонах миллиметровых волн, которые вызывают определенный интерес к 5G.Проект P802.11ax направлен на высокую совокупную пропускную способность с высокой плотностью пользователей в традиционном спектре беспроводной локальной сети. IEEE 802.11ah оптимизирован для спектра ниже 1 ГГц с упором на поддержку Интернета вещей (IoT).
  • Рабочая группа IEEE 802.15 разрабатывает стандарты для множества специализированных беспроводных сетей. Проект P802.15.3d нацелен на пропускную способность 100 Гбит / с в терагерцовом диапазоне для коммутируемых соединений точка-точка, поддерживающих такие приложения, как центры обработки данных, связь внутри устройства и транзитное соединение.Проект пересмотра P802.15.7 стандартизирует связь малого радиуса действия в видимом, инфракрасном и ближнем ультрафиолетовом диапазонах волн. Кроме того, в ряде проектов по стандартизации разрабатываются усовершенствования стандарта IEEE 802.15.4, который называется «Стандарт IEEE для низкоскоростных беспроводных сетей», но на самом деле предназначен для широкого круга приложений.
  • IEEE 802.15.8 Task Group разрабатывает стандарт, оптимизированный для одноранговой связи с полностью распределенной координацией. Некоторые функции включают быстрое обнаружение без ассоциации, групповое общение с одновременным членством в нескольких группах.Он предлагает потенциал значительного улучшения в предоставлении и мониторинге постоянно растущих услуг передачи данных, начиная от социальных сетей, игр, рекламы и экстренной связи, а также предлагает разгрузку трафика из сотовых сетей.
  • Рабочая группа IEEE 802.16 разрабатывает стандарты для беспроводных MAN. IEEE 802.16 и 802.16.1 в настоящее время рекомендованы ITU для использования в международных приложениях 3G и 4G в соответствии со стандартами IMT-2000 IMT-Advanced. Проект P802.16s создает адаптацию для меньших частотных диапазонов, представляющих интерес для электроэнергетики.
  • Рабочая группа IEEE 802.21 разрабатывает проект P802.21.1, чтобы адресовать независимые от среды услуги, такие как передача обслуживания, домашняя система управления энергопотреблением, программно определяемые сети радиодоступа, управление радиоресурсами и связь между устройствами.

3. Проект партнерства третьего поколения

3GPP объединяет семь организаций по разработке стандартов электросвязи, например, Ассоциацию радиопромышленности и бизнеса (ARIB), Альянс по решениям для отрасли электросвязи (ATIS), Китайскую ассоциацию стандартов связи (CCSA), Европейский институт стандартов электросвязи (ETSI), Общество разработчиков стандартов электросвязи. , Индия (TSDSI), Ассоциация телекоммуникационных технологий Кореи (TTA), Комитет телекоммуникационных технологий Японии (TTC), известная как «Организационные партнеры», и предоставляет своим членам стабильную среду для подготовки отчетов и спецификаций, определяющих технологии 3GPP.Проект охватывает сетевые технологии сотовой связи и предоставляет полные системные спецификации. В спецификациях также предусмотрены перехватчики для нерадио доступа к базовой сети и для взаимодействия с сетями Wi-Fi. Три группы технических спецификаций (TSG) в 3GPP — это RAN, услуги и системные аспекты (SA) и базовая сеть и терминалы (CT) [5].

Опираясь на успех IMT-2000 (3G) и IMT-Advanced (4G), 3GPP с сентября 2015 года прилагает все усилия для развития IMT-2020 (5G).Ожидается, что 5G New Radio (NR) расширит и поддержит разнообразные сценарии использования и приложения, которые будут продолжаться за пределами текущего стандарта IMT-Advanced [6], например, улучшенная мобильная широкополосная связь (eMBB), сверхнадежная связь с низкой задержкой (URLLC) и массовая связь типов машин (mMTC). eMBB нацелен на услуги мобильного широкополосного доступа с высокой скоростью передачи данных, такие как беспрепятственный доступ к данным как в помещении, так и на улице, а также приложения AR / VR; URLLC определен для приложений, которые имеют строгие требования к задержке и надежности, например, для автомобильной связи, которая может обеспечить автономное вождение и управление сетью на промышленных предприятиях; mMTC — это основа для подключения в IoT, которая позволяет управлять инфраструктурой, мониторингом окружающей среды и приложениями для здравоохранения.

RAN WG1 подходила к проектированию физического уровня с учетом услуг и вертикалей eMBB [7]. Широкая полоса пропускания (например, 100 МГц ниже 6 ГГц и до 400 МГц для миллиметрового диапазона [высокий приоритет: 24,25 ГГц ~ 29,5 ГГц]) является основным методом достижения сверхвысокой скорости передачи данных. Многие другие методы, такие как агрегация несущих, множественные или массивные антенны и кодирование с проверкой четности с низкой плотностью (LDPC), также рассматриваются для повышения скорости передачи данных (до 20 Гбит / с). В сценарии с высокой мобильностью (например,высокоскоростной поезд (HST) со скоростью до 500 км / ч), более высокая плотность эталонных символов (RS) будет гибко настраиваться для обеспечения устойчивости к более быстрому изменяющемуся во времени каналу. С точки зрения малой задержки предпочтительна меньшая периодичность слота, и согласовывается автономная структура слота благодаря быстрому подтверждению / неподтверждению (ACK / NACK) для передачи данных. Кроме того, 5G NR надеется поддерживать сервисы URLLC и eMBB одновременно на одном носителе. URLLC реализуется с более высоким приоритетом с гарантированным частотно-временным ресурсом путем перфорации услуг eMBB.Подводя итог, можно сказать, что гибкая конструкция и конфигурация режимов и параметров передачи являются ключевой идеей 5G NR. Более того, Long Term Evolution-Advanced (LTE-A) был разработан вместе с 5G NR в качестве технического резерва. Для услуг IoT можно использовать узкополосный IoT (NB-IOT) (спецификация LTE-Advanced) в качестве представления для удовлетворения требований ITU для массовых подключений. Лицензированный вспомогательный доступ (LAA), LTE и агрегирование беспроводных локальных сетей (LWA) обещают более гибкое совместное использование спектра в будущем.Но из-за ограниченного времени, оставшегося для завершения Rel-15, начальная фаза стандартов 5G, соответствующая нормативная работа по этим темам, например, неортогональный множественный доступ и совместно используемый / нелицензируемый спектр, приостановлена ​​в 5G NR до фазы II. и далее (за исключением соображений прямой совместимости).

RAN WG2 отвечает за архитектуру и протоколы радиоинтерфейса [8]. Новые функции уровня управления включают в себя следующее: доставка системной информации по запросу для снижения энергопотребления и уменьшения помех, двухуровневая (т.е. Управление радиоресурсами (RRC) и управление доступом к среде (MAC)) для реализации бесшовной передачи обслуживания, управление мобильностью на основе луча для адаптации к высокой частоте, неактивное состояние RRC для уменьшения задержки перехода между состояниями и увеличения срока службы батареи UE. Новые функциональные возможности пользовательской плоскости нацелены на уменьшение задержки за счет оптимизации существующих функциональных возможностей, таких как конкатенация и переупорядочение перемещения, а также выдача RLC вне очереди. Кроме того, новый уровень протокола AS плоскости пользователя, названный протоколом адаптации служебных данных (SDAP), был введен для обработки структуры качества обслуживания (QoS) на основе потоков в RAN, такой как отображение между потоком QoS и радиоканалом данных, и Маркировка идентификатора потока QoS.

RAN WG3 отвечает за разработку общей архитектуры RAN и интерфейсов. В завершенном исследовании [9] представлены многие новые функции, такие как двухуровневая (т.е. центральный блок и распределенный блок) архитектура RAN для обеспечения гибкого и недорогого развертывания, автономная архитектура для поддержки двойного подключения LTE и NR, срезание RAN на поддержка выбора и мобильности CN, множественного подключения NR для обеспечения высокой пропускной способности и сверхнадежности, контекстной информации для ускорения доставки контента и т. д.В апреле 2017 года было согласовано функциональное разделение между протоколом конвергенции пакетных данных (PDCP) и управлением радиоканалом (RLC), и интерфейс F1 (то есть прямой путь) назван в качестве интерфейса.

RAN WG4 имеет дело с характеристиками радиосвязи и протоколом на системном уровне [10], что означает, что он тесно коррелирует со спецификациями RAN WG1 / 2. Основные темы 5G включают определение спектра NR (т. Е. Рабочие диапазоны NR и комбинации диапазонов с двойным подключением LTE-NR), исследование сосуществования, если таковое имеется, общие аспекты проектирования (такие как конфигурация канала / полосы пропускания, использование спектра, суб- разнесение несущих), тесное взаимодействие LTE / NR, возможность использования радиочастоты (RF) для базовой станции (BS) и пользовательского оборудования (UE), а также процедуры управления радиоресурсами (RRM) и т. д.Требования NR RF определяются отдельно для частот ниже и выше 6 ГГц. Для частот ниже 6 ГГц следует повторно использовать спецификации усовершенствованных активных антенных систем LTE (eAAS), если не обнаружены новые проблемы. Когда он находится в области луча и выше 6 ГГц, традиционные испытания на проводимость могут быть непригодными, и компании-участницы активно обсуждают испытания с использованием беспроводного излучения.

RAN WG5 отвечает за разработку спецификации тестирования соответствия на радиоинтерфейсе (Uu) для UE [11].Спецификации тестирования основаны на требованиях, определенных другими рабочими группами 3GPP RAN, такими как RAN WG4 для тестовых случаев радиосвязи и RAN WG2 и CT WG1 для тестовых случаев сигнализации и протоколов. В дополнение к сосредоточению внимания RAN4 на диапазонах NR ниже 6 ГГц и выше 6 ГГц, RAN5 разработает подробную методологию проверки соответствия и тестирования для удовлетворения особых потребностей NR, особенно в диапазоне высоких частот, поскольку требуется разработать совершенно новую методологию тестирования для проверки соответствия в эфире. . Первоначальная техническая цель RAN WG5, связанная с 5G NR, — предоставить спецификации тестирования на соответствие требованиям Rel-15 5G-NR, чтобы охватить тестовые примеры RF, демодуляции, RRM и позиционирования для требований 5G-NR, определенных в RAN4, AS. сценарии тестирования протокола для 5G-NR, определенные в RAN2, а также сценарии тестирования протокола NAS и IMS для 5G-NR, определенные в CT и SA.

В конечном итоге управляемая разнообразными приложениями, 5G должна удовлетворять различным экстремальным требованиям [12], полагаясь на сквозное (E2E) сегментирование от базовой сети (CN) к RAN, а затем к радиоинтерфейсу. Сейчас он находится в середине этого захватывающего и сложного путешествия, когда этап «Предметы исследования» (SI) только что завершился в марте 2017 г., а этап «Предмет работы» (WI) начался с подробными целями в [13]. Первоначально ожидалось, что первый выпуск спецификаций 5G появится в июне 2018 года, а коммерциализация — в 2020 году.Однако была согласована промежуточная веха для досрочного завершения спецификации Non-standalone 5G NR к марту 2018 года. В режиме NSA соединение привязано к LTE, в то время как несущие 5G NR используются для повышения скорости передачи данных и уменьшения задержки. Между тем, 3GPP подтвердил свое обязательство завершить автономную спецификацию к сентябрю 2018 года. В частности, NR подключен к 5G-CN (вариант 2 в разделе 7.1 в [9]) в автономном режиме.

Сервисные и системные аспекты 2 (SA2) отвечает за разработку стандартизации сети, включая основные объекты, функции и обменные информационные потоки.SA2 завершила исследование базовой сети нового поколения (NGCore) [14] с ноября 2015 года по ноябрь 2016 года. Этап рабочих элементов начался, и ожидается, что в конце 2017 года будут подготовлены спецификации по архитектуре и процедурам системы 5G. Всего определены 13 ключевых проблем и соответствующие решения. Новая архитектура базовой сети оснащена несколькими новыми функциями, включая разделение плоскости управления / плоскости пользователя, архитектуру на основе услуг, идентификацию / выбор / совместное использование функций и изоляцию сегментов сети, управление мобильностью по запросу, качество обслуживания на основе потоков (QoS). управление и внутриполосный контроль QoS.В марте 2017 года была представлена ​​логически независимая функция выбора сегмента сети (NSSF) для поддержки гибкого развертывания, эксплуатации и обслуживания различных сегментов сети. SA1 завершила определение и спецификацию требований к услугам 5G. SA3 завершила исследование с точки зрения безопасности, в частности, решения для борьбы с новыми угрозами, связанными с массовым доступом к IoT и неактивным состоянием RRC. SA5 проводит параллельные исследования с точки зрения управления сетью, одно из которых заключается в определении управления и оркестрации (MANO), чтобы обеспечить эффективное управление инфраструктурой и сегментами сети для бизнес-операций.

4. Инженерная группа Интернета

IETF [15] в первую очередь разрабатывает базовые протоколы уровня 3 и выше для Интернета и интрасетей. Она существует как формальная организация по разработке стандартов (SDO) с начала 1986 года, но первые стандарты и запросы на комментарии (RFC) появились еще в конце 1960-х годов. Некоторые из известных стандартов, разработанных IETF, включают Интернет-протокол версий 4 и 6 (IPv4 и IPv6), систему доменных имен (DNS), протокол управления передачей (TCP) и протокол передачи гипертекста (HTTP).

Работа IETF не относится к фиксированным или беспроводным сетям или к 5G. Все дело в Интернете. Однако в области беспроводной связи, особенно 3GPP, на протяжении многих лет внедряет большое количество протоколов IETF в архитектуру своих сотовых систем. IETF и 3GPP поддерживают тесные отношения для отслеживания технических вопросов [16] [17]. Пятое поколение архитектуры системы 3GPP, то есть «5G», начиная с версии Rel-14, снова сделает шаг ближе к общей системе All-IP.

С точки зрения IETF, 5G еще не инициировала каких-либо новых основных задач, которые можно было бы отнести к 5G. Однако есть несколько текущих работ, которые будут иметь отношение к будущей архитектуре системы 5G. Кроме того, на последних нескольких встречах IETF был проведен ряд «параллельных встреч» или «пышных птиц (BoF)», на которых пытались определить и начать работу по новому протоколу. Становится все яснее, что 5G как архитектура сотовой системы на самом деле не требует работы протокола IETF, ориентированного на конкретную предметную область, скорее, решения в значительной степени соответствуют общим разработкам Интернет-технологий.Этот прогресс поддерживается широким внедрением технологий центров обработки данных, виртуализацией сетевых функций, общесистемным разделением плоскостей управления и данных, а также переводом всех мультимедийных приложений на общие веб-технологии для архитектуры сотовой системы, которые уже были частью развертываний ранее. до 5G.

В следующем неполном списке выделены некоторые рабочие группы и области, которые имеют отношение к IETF, когда речь идет о важных темах 5G:

  • Область маршрутизации , которая разрабатывает протоколы маршрутизации (например,g., BGP, OSPV), ключевые технологии для транспортных сетей (такие как MPLS и MPLS-TP), а в последнее время также большое количество технологий, связанных с центрами обработки данных и виртуализацией сетей. Следующие три области являются примерами потенциального интереса для 5G: детерминированная сеть (DetNet WG) для чувствительных ко времени и сверхнадежных сетей на уровне 3, цепочка сервисных функций (например, SFC WG) и различные технологии виртуальных частных сетей (например, , BESS WG). Эти протоколы и технологии могут стать основой для наземных транспортных сетей сети радиодоступа 5G, новых платформ сетевых услуг и, скорее всего, для концепции разделения сети.Детерминированная сеть и нарезка являются примерами инструментальных технологий, позволяющих использовать ресурсоемкие приложения URLLC, такие как беспилотные автомобили, дополненная реальность, промышленная и автомобильная автоматизация.
  • Интернет-зона — это дом для IP и IP-мобильности. Важность IPv6 (например, 6MAN WG) неоспорима из-за его «неограниченного» адресного пространства и пригодности для множественного доступа / множественной адресации (например, Homenet WG), что позволяет конечным пользователям практически бесконечное количество подключенных устройств.IP-мобильность всегда вызывала интерес в сотовых сетях, и 5G не исключение. Конечные пользователи привыкли к беспрепятственному роумингу в рамках одной технологии доступа, а в последнее время — и к различным технологиям доступа без прерывания связи или удобства использования приложений. IETF давно работает над распределенными нецентрализованными архитектурами мобильности с разделенными плоскостями управления и пользователя (например, DMM WG), которые имеют сходство с будущей архитектурой системы 3GPP 5G. Другой потенциальной областью работы в области мобильности являются решения на основе разделения местоположения / идентификатора, впервые разработанные протоколом идентификации хоста (HIP).
  • Приложения и область реального времени была одной из самых активных областей в IETF, когда дело доходит до определенной 3GPP архитектуры сотовой системы, в основном из-за важности SIP, распределения контента, голосовых веб-приложений и приложений мультимедиа / связи. . Это, вероятно, будет продолжаться и в дальнейшем будет зависеть от работы в области Интернета вещей и MTC, которые были определены как одна из ключевых услуг 5G.
  • Транспортная зона снова будет представлять интерес, поскольку традиционно существуют небольшие различия в поведении транспортных протоколов при использовании в проводных или беспроводных сетях.Это часть организации очередей, решения для множественного доступа (например, MPTCP WG) и новые транспортные протоколы, бросающие вызов доминирующему положению TCP, которые должны быть в поле зрения для 5G (например, QUIC WG). Работа над новым транспортным протоколом в первую очередь обусловлена ​​желанием улучшить взаимодействие с конечным пользователем при доступе к веб-службам (например, более быстрая загрузка контента после «первого щелчка»). Еще одна важная область связана с активным внутриполосным мониторингом производительности и OAM, когда есть необходимость понять точное поведение данного тракта данных и найти узкие места в транспортной сети или в сложной составной службе в центре обработки данных (например,г., IPPM WG).
  • Зона безопасности никогда не теряет своей важности. По конкретной теме, связанной с предполагаемыми услугами 5G, чрезвычайно важны решения безопасности для области приложений IoT (например, ACE WG). Огромное количество подключенных устройств IoT создает прибыльную платформу для распределенного отказа в обслуживании. С точки зрения конечных пользователей, решение проблем конфиденциальности является одной из актуальных областей, критически важных для всей работы IETF по обеспечению безопасности.

5.Рабочая группа МСЭ-R 5D

Задача Сектора МСЭ-R заключается, в частности, в обеспечении рационального, справедливого, эффективного и экономичного использования радиочастотного спектра всеми службами радиосвязи, включая службы, использующие спутниковые орбиты, а также проведение исследований и принятие рекомендаций по радиосвязь имеет значение. Эта миссия лежит в более широких рамках целей МСЭ, определенных в Статье 1 Устава МСЭ, и заключается, в частности, в «поддержании и расширении международного сотрудничества между всеми Государствами-Членами Союза для улучшения и рационального использования телекоммуникации всех видов ».

Конкретная роль МСЭ-R в рамках этой миссии заключается в следующем. МСЭ-R должен:

  • Осуществлять распределение полос радиочастотного спектра, выделение радиочастот и регистрацию присвоений радиочастот и любой связанной орбитальной позиции на геостационарной спутниковой орбите во избежание вредных помех между радиостанциями разных стран;
  • Координировать усилия по устранению вредных помех между радиостанциями разных стран и по улучшению использования радиочастот и геостационарной спутниковой орбиты для служб радиосвязи [18].

Рабочая группа 5D МСЭ-R отвечает за общие аспекты радиосистем наземного компонента систем IMT. IMT состоит из IMT-2000, IMT-Advanced и находящейся в стадии разработки IMT-2020. IMT охватывает типичные мобильные широкополосные сотовые системы, развертываемые в настоящее время, и будущие разработки мобильных систем, включая 5G, обеспечивая ряд возможностей обслуживания для трех основных сценариев использования: mMTC, URLLC и eMBB. Эти сервисные возможности могут быть предоставлены по набору схем от узкополосных до широкополосных технологий на основе IMT.

Первоначальной целью IMT было предоставление доступа к широкому спектру услуг электросвязи, поддерживаемых фиксированными и мобильными сетями электросвязи. Это было изложено в ряде Рекомендаций МСЭ-R, начиная с Рекомендации МСЭ-R M.687 и доработанных в течение многих лет в других, включая Рекомендации МСЭ-R M.1645 и M.2083. Однако возможности технологий IMT оказались применимыми к конкретным отраслям в самых разных средах.

Рекомендация МСЭ-R M.2083 описывает структуру и общие цели систем IMT на 2020 год и последующий период и описывает предполагаемые сценарии использования IMT-2020, охватывающие такие приложения, как умные города, умные дома, мобильное здравоохранение, мобильное образование, подключенные автомобили, подключенная промышленная автоматизация, носимые устройства. и т. д. Эти сценарии использования и приложения в настоящее время разрабатываются в различных сегментах промышленности, правительства и академических кругов, что обеспечивает очень быстрый рост. Эти услуги часто предъявляют строгие требования к пропускной способности, надежности, задержке, мобильности, количеству одновременно подключенных устройств и энергоэффективности.

Важно правильно понимать потребности этих «вертикальных» отраслей, а также распространять важную информацию для правительств и регулирующих органов о роли, которую эти отрасли играют в будущем развитии концепции подключенного общества к IMT-2020. Поэтому WP 5D приступила к сбору информации об использовании наземных сетей IMT другими отраслями с целью публикации одного или нескольких отчетов по этой теме.

В частности, отчет, который в настоящее время находится в стадии разработки, охватывает соответствующие варианты использования, включая описание приложений, а также любые доступные технические и эксплуатационные характеристики системы, такие как пропускная способность, полоса пропускания, типичные сценарии развертывания, задержка, надежность, энергоэффективность и мобильность.WP 5D отмечает, что эти технические и эксплуатационные характеристики могут иметь диапазон значений, которые необходимо правильно зафиксировать. Этот отчет под названием « Использование наземного компонента международной подвижной электросвязи (IMT) отраслевыми секторами » планируется завершить к октябрю 2018 г. [19].

6. Прочая деятельность по стандартизации IEEE

В дополнение к семейству стандартов IEEE 802 у IEEE есть несколько других стандартных действий, применимых к сценариям использования 5G.Например, рабочая группа IEEE P1913 [20] работает над высокоразвитыми перспективными квантовыми коммуникациями, в то время как рабочая группа IEEE P1914 [21] разрабатывает стандарт для интерфейса «fronthaul» следующего поколения. В рамках IEEE существует множество других видов деятельности, связанных со стандартами (см. 5g.ieee.org/standards), которые также могут подпадать под широкую сферу применения 5G.

7. Заключение

Глобальная отрасль связи должна использовать и инвестировать в участие широкого круга организаций по разработке стандартов и проектов / мероприятий по стандартизации, чтобы создать стандарты, которые потребуются им для развертывания сложных инфраструктур связи, управления и контроля для поддержки концепции 5G.Инвестиции в рабочую силу и интеллектуальный капитал значительны, но они доказали, что обеспечивают отличную отдачу на основе огромного исторического успеха стандартов связи. В этой статье исследуется вклад нескольких ключевых игроков в эту область, но существует еще много других, которые, несомненно, станут ключевыми игроками.

Список литературы

  1. Обзор и руководство IEEE 802 LMSC [Онлайн]. Доступно: http: //www.ieee802.org / IEEE-802-LMSC-OverviewGuide-06-Oct-2016-v2.pdf.
  2. Взаимосвязь открытых систем в целом [Онлайн]. Доступно: ISO / IEC 7498-1: 1994
  3. Постоянный комитет IEEE 802 5G / IMT-2020 [Онлайн]. Доступно: http://www.ieee802.org/Stand_Com/5G/.
  4. Отчет Постоянного комитета IEEE 802 EC 5G / IMT-2020 [Онлайн]. Доступно: https://mentor.ieee.org/802-ec/dcn/16/ec-16-0119-01.pptx.
  5. О 3GPP [Онлайн].Доступно: http://www.3gpp.org/about-3gpp/about-3gpp.
  6. Видение IMT — Структура и общие цели будущего развития IMT на 2020 год и далее
  7. 3GPP TR 38.802 Исследование новой технологии радиодоступа (NR), аспектов физического уровня (выпуск 14)
  8. 3GPP TR 38.804 Исследование новой технологии радиодоступа, аспектов протокола радиоинтерфейса (выпуск 14)
  9. 3GPP TR 38.801 Исследование новой технологии радиодоступа, архитектуры радиодоступа и интерфейсов (выпуск 14)
  10. 3GPP TR 38.803 Исследование новых технологий радиодоступа, радиочастот и сосуществования (выпуск 14)
  11. R5-173041, Предложение нового рабочего элемента: Аспекты тестирования на соответствие UE — 5G / NR
  12. 3GPP TR 38.913 Исследование сценариев и требований для технологий доступа следующего поколения (выпуск 14)
  13. RP-170847, Новый WID для новой технологии радиодоступа .
  14. 3GPP TR 23.799 Исследование архитектуры для системы следующего поколения (выпуск 14)
  15. Дао IETF: Руководство для новичков инженерной группе Интернета , Пол Хоффман, редактор [онлайн].Доступно: https://www.ietf.org/tao.html.
  16. Менеджеры по связям с IETF [онлайн]. Доступно: https://www.ietf.org/liaison/managers.html.
  17. [Онлайн]. Доступно: http://www.3gpp.org/ftp/Information/IETF-Dependencies/
  18. Заявление о миссии МСЭ-R [онлайн]. Доступно: http://www.itu.int/en/ITU-R/information/Pages/mission-statement.aspx.
  19. ITU-R WP5D, «Отчет МСЭ-R M. [IMT.BY.INDUSTRIES] — Использование наземного компонента международной подвижной электросвязи (IMT) отраслевыми секторами», http: // www.itu.int/md/R15-WP5D-C
  20. IEEE P1913.1 TM , « Draft Standard for Software-Defined Quantum Communication», https://standards.ieee.org/develop/project/1913.html
  21. IEEE P1914.1 ™ , « Standard for Packet Fronthaul Transport Networks », https://standards.ieee.org/develop/project/1914.1.html

Авторы


Пол Николич обслуживает отрасли передачи данных и широкополосного доступа, разрабатывая технологии, стандарты, интеллектуальную собственность и создавая новые предприятия в качестве исполнительного консультанта и бизнес-ангела с 2001 года.Он является научным сотрудником IEEE и с 2001 года является председателем комитета по стандартам IEEE 802 LAN / MAN. В качестве председателя 802 он обеспечивает контроль за 75 активными стандартами 802 и более чем 50 одновременными действиями 802 в проводных и беспроводных коммуникационных сетях. 802 насчитывает более 750 активных членов и управляет отношениями между IEEE 802 и глобальными / региональными органами по стандартизации, такими как ISO, ITU, ETSI, регулирующими органами и отраслевыми альянсами. Он является членом Совета по стандартизации IEEE Computer Society и активным лидером IEEE, IEEE Computer Society и IEEE Standards Association.Он является партнером YAS Broadband Friends LLC и имеет несколько патентов, входит в советы директоров и консультативные советы по технологиям компаний, разрабатывающих новые коммуникационные технологии, а также является членом правления Центра передового опыта в области широкополосной связи Университета Нью-Гэмпшира. Г-н Николич занимал руководящие технические должности в крупных и малых сетевых и технологических компаниях (например, Broadband Access Systems, Racal-Datacom, Applitek, Motorola, Analogic). В 1978 и 79 годах он получил степень бакалавра электротехники, бакалавра биологии и степень магистра.С. в области биомедицинской инженерии Политехнического университета в Бруклине, штат Нью-Йорк (ныне инженерная школа Тандон Нью-Йоркского университета).

Чих-Лин И защитила кандидатскую диссертацию. степень в области электротехники Стэнфордского университета. Она работала во многих компаниях мирового уровня и исследовательских институтах, возглавляющих исследования и разработки, включая AT&T Bell Labs; Директор штаб-квартиры AT&T, директор ITRI в Тайване и вице-президент ASTRI в Гонконге. Она получила IEEE Trans. COM Stephen Rice Best Paper Award, победитель Национальной программы 1000 талантов CCCP и обладатель награды за промышленные инновации 2015 года от IEEE Communication Society за лидерство и инновации в сотовых беспроводных сетях следующего поколения.В 2011 году она присоединилась к China Mobile в качестве главного научного сотрудника по беспроводным технологиям, основала Исследовательский центр экологичных коммуникаций и начала исследование и разработку ключевых технологий 5G. Она возглавляет основные инициативы, включая 5G, C-RAN, архитектуры систем с высоким энергопотреблением, технологии и устройства; и зеленая энергия. Она была региональным редактором IEEE / ACM Trans. NET, избранным членом правления IEEE ComSoc, председателем Совета по собраниям и конференциям ComSoc и председателем-основателем Руководящего комитета IEEE WCNC.Она была профессором NCTU, адъюнкт-профессором NTU, а в настоящее время адъюнкт-профессором BUPT. Она является председателем FuTURE 5G SIG, членом исполнительного совета GreenTouch, членом-учредителем Совета сетевых операторов ETSI NFV, членом руководящего совета WWRF, представителем ComSoc IEEE 5G Initiative, членом IEEE ComSoc SDB, SPC, и CSCN-SC, а также член научного консультативного совета Сингапурского NRF. В настоящее время ее исследовательские интересы связаны с «Зеленым, мягким и открытым».

Йоуни Корхонен Тел.D — главный инженер по исследованиям и разработкам в компании Nordic Semiconductor, где он специализируется на сотовом IoT. Ранее Джоуни был выдающимся инженером в Broadcom и работал над архитектурами базовых станций на базе Ethernet, промежуточными сетями на базе Ethernet и сетями, чувствительными ко времени. Джоуни сыграл важную роль в формировании Рабочей группы IEEE P1914.3 Radio over Ethernet (ранее IEEE P1904.3 RoE TF) и с самого начала возглавлял и активно участвовал в разработке стандарта. В прошлом Джоуни также активно участвовал в вопросах передачи сигналов IPv6, DNS и других базовых сетей в 3GPP.На протяжении многих лет он также занимал несколько руководящих должностей в IETF и до сих пор является активным участником, опубликовавшим 38 RFC. Джоуни также имеет 56 выданных патентов. Его исследовательские интересы включают Интернет в целом, эволюцию системной архитектуры IPv6 и 3GPP.

Роджер Маркс (сотрудник, IEEE, этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Вам необходимо включить JavaScript для его просмотра.) EthAirNet Associates — инженер по исследованиям и стандартизации в беспроводных и проводных сетях.Кандидат физико-математических наук, он основал рабочую группу IEEE 802.16 по широкополосному беспроводному доступу в 1998 году и с самого начала возглавлял эту группу, одновременно работая в Исполнительном комитете IEEE 802. Он является техническим редактором двух проектов стандартизации локальной адресации в рабочей группе IEEE 802.1, заместителем председателя Постоянного комитета расширенного доступа к сетевому интерфейсу рабочей группы IEEE 802.11 и членом комитета органов регистрации IEEE-SA.

Блейк Тай i — старший менеджер группы стандартов и следующего поколения в корпорации Intel.В этом качестве она курирует различные инициативы, направленные на защиту технологий и стратегию использования спектра. Тай также поддерживает аспекты взаимодействия Intel с отраслевыми коалициями, такими как Wireless Broadband Alliance, CBRS Alliance, Глобальная ассоциация поставщиков мобильной связи и MulteFire Alliance. До Intel Тай работала в Qualcomm Inc., где руководила программами демонстрации технологий на развивающихся рынках, уделяя особое внимание Китаю и мобильному здравоохранению. Она также имеет степень магистра международного менеджмента Школы глобальной политики и стратегии Калифорнийского университета в Сан-Диего, а также степень в области международных отношений и испанской литературы Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл.

Gang Li (Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для его просмотра.) — старший научный сотрудник Исследовательского центра экологических коммуникаций Китайского института мобильных исследований, работает над архитектурой, интерфейсом и сигнализацией 5G RAN. Он работал в компании Lucent technologies с 2003 по 2008 годы. В 2003 году он получил степень магистра в Университете Сычуань.

Цзицин Ни получил степень доктора философии в области связи и информационных систем Пекинского технологического института (BIT), Китай, в 2013 году.Темы его исследования были связаны с кооперативными коммуникациями и ключевыми технологиями LTE. С сентября 2011 года по август 2012 года он посетил факультет электронной и электротехники Университетского колледжа Лондона (UCL), чтобы изучить безопасность физического уровня с помощью инструментов оптимизации. После окончания университета он работал в Исследовательском центре экологических коммуникаций Китайского исследовательского института мобильной связи. Теперь он сосредоточен на ключевых технологиях физического уровня 5G, включая новую форму волны, дизайн канала управления, гибкий дуплекс и т. Д.Он также является делегатом 3GPP RAN1 от China Mobile.

Siming Zhang получил двойную степень BEng с высшим отличием. окончила Ливерпульский университет (Великобритания) и Сиань Цзяотун и Ливерпульский университет (XJTLU, Китай) соответственно в 2011 году. Она получила степень магистра с отличием и докторскую степень. Получила степень в Бристольском университете (Великобритания) в 2012 и 2016 годах. Затем она присоединилась к China Mobile Research Institute и в настоящее время работает в различных областях, от Massive MIMO и mmWave, измерений и моделирования каналов, тестирования проводимости и разработки прототипов.Она была активным членом IEEE Communications Society и IEEE Young Professionals. Она является заместителем управляющего редактора IEEE 5G Tech Focus. Она является соруководителем проекта PoC в NGMN Trial and Testing Initiative. Она TPC для IEEE ISCC2017. Она получила множество наград за выдающиеся достижения во время учебы и карьеры.

Редактор: Андин Чжу

Просмотры страниц: 28524

5G Просто странно — IEEE Spectrum

Эти поставщики изначально выступали против схемы, называемой Open RAN, поскольку считали, что в случае ее реализации она нанесет ущерб — если не разрушит — их существующую бизнес-модель.Но столкнувшись с коллективной властью операторов, требующих нового способа построения беспроводных сетей, у этих поставщиков осталось немного вариантов, ни один из которых не был бы очень привлекательным. Некоторые ответили попыткой определить условия развития Open RAN, в то время как другие продолжают тянуть время и рискуют остаться позади.

Технология, лежащая в основе поколения беспроводной связи, например 5G, может занять десятилетие или больше, чтобы перейти от первоначальной идеи до полностью реализованного оборудования. Для сравнения, Open RAN возникла практически мгновенно.Менее чем за три года идея превратилась из не более чем концепции в несколько крупных развертываний по всему миру. Его сторонники считают, что это будет способствовать внедрению огромных инноваций и снижению стоимости беспроводного доступа. Его недоброжелатели говорят, что это угрожает базовой сетевой безопасности и может привести к катастрофе. В любом случае, это переломный момент в индустрии связи, и пути назад нет.

Сеть Open RAN Rakuten Mobile включает радиомодули 4G от Nokia, на которых установлено программное обеспечение другого производителя.Компания развернула одну такую ​​RAN в своей глобальной штаб-квартире в Токио. Сеть Open RAN также использует серверы для питания облачной сети. Фотографии: Rakuten

В общих чертах, сеть радиодоступа (RAN) — это структура, которая связывает конечное устройство, такое как сотовый телефон, и большую проводную базовую сеть. Базовая станция сотовой связи, или вышка, является наиболее знакомым примером RAN. Другие разновидности базовых станций, такие как небольшие соты, которые отправляют и принимают сигналы на короткие расстояния в сетях 5G, также подходят к этому счету.

Чтобы функционировать в качестве этой ссылки, RAN выполняет несколько шагов. Например, когда вы используете свой телефон, чтобы позвонить другу или члену семьи в другом городе, вам необходимо находиться в пределах досягаемости вышки сотовой связи. Итак, первым делом антенны вышки сотовой связи должны принять сигнал телефона. Во-вторых, радио преобразует сигнал из аналогового в цифровой. В-третьих, компонент, называемый модулем основной полосы частот, обрабатывает сигнал, исправляет ошибки и, наконец, передает его в базовую сеть. В RAN эти компоненты — антенна, радио и блок основной полосы частот — могут рассматриваться и часто рассматриваются как отдельные технологические блоки.

Если вы отделяете радиомодуль и блок основной полосы частот друг от друга и разрабатываете и конструируете их независимо, вам все равно необходимо убедиться, что они работают вместе. Другими словами, вам нужно, чтобы их интерфейсы были совместимы. Без такой совместимости данные могут быть искажены или потеряны при переходе от радиомодуля к модулю основной полосы частот или наоборот. В худшем случае радиомодуль и модуль основной полосы частот с несовместимыми интерфейсами просто не будут работать вместе. Функциональная RAN должна иметь общий интерфейс между этими двумя компонентами.Однако, что удивительно, в настоящее время нет гарантии, что радиостанция, произведенная одним поставщиком, будет совместима с модулем основной полосы частот, произведенным другим поставщиком.

Спецификации стандартов интерфейса RAN, как и все стандарты для сотовых сетей, устанавливаются Проектом партнерства третьего поколения. Джино Масини, председатель рабочей группы 3GPP RAN3, говорит, что многие спецификации 3GPP, включая те, которые касаются интерфейсов, разработаны с учетом возможности взаимодействия. Однако Масини, который также является главным исследователем стандартизации в Ericsson, добавляет, что ничто не мешает производителю «дополнять» стандартизованный интерфейс дополнительными проприетарными технологиями.Многие поставщики поступают именно так — и Масини говорит, что это не ограничивает возможности взаимодействия поставщиков.

Другие в отрасли не согласны. «И Nokia, и Ericsson используют интерфейсы 3GPP, которые должны быть стандартными», — говорит Югина Джордан, вице-президент по маркетингу Parallel Wireless, компании из Нью-Гэмпшира, разрабатывающей технологии Open RAN. Но «эти интерфейсы не открыты, потому что каждый продавец создает свой собственный вкус », — добавляет она. Большинство этих специфичных для производителя настроек происходит в программном обеспечении и языках программирования, используемых для подключения радиомодуля к модулю основной полосы частот.Джордан говорит, что изменения в основном заключаются в том, что поставщики определяют параметры радиосвязи, которые намеренно оставлены незаполненными в стандартах 3GPP для будущего развития.

В настоящее время нет гарантии, что радиостанция, произведенная одним поставщиком, будет совместима с модулем основной полосы частот, произведенным другим поставщиком.

В конечном итоге это приводит к тому, что каждый поставщик создает оборудование, которое слишком несовместимо с оборудованием других производителей для удобства операторов. «В спецификации 3GPP мы видим все больше и больше пробелов, — говорит Оливье Симон, директор по инновациям в области радиосвязи французского оператора Orange.Саймон говорит, что из интерфейсов, определенных 3GPP, «вы можете видеть, что многие из них на самом деле не открыты в том смысле, что они не позволяют взаимодействовать с разными поставщиками на обеих сторонах интерфейса».

The O-RAN Alliance, из которых Саймон является членом исполнительного комитета, крупнейшей отраслевой группы, работающей над спецификациями Open RAN. Группа была создана в 2018 году, когда пять операторов — AT&T, China Mobile, Deutsche Telekom, NTT Docomo и Orange — объединились, чтобы возглавить дальнейшее развитие Open RAN в отрасли. РАН.«Я думаю, что реализация заключалась в том, что нам необходимо создать единый глобальный операторский голос, чтобы управлять этим разукрупнением и открытостью», — говорит Сачин Катти, доцент Стэнфордского университета и один из сопредседателей технического руководящего комитета O-RAN Alliance.

Члены альянса O-RAN надеются, что Open RAN сможет заполнить пробелы, созданные спецификациями 3GPP. Они сразу же заявляют, что не пытаются заменить спецификации 3GPP. Вместо этого они рассматривают Open RAN как необходимое ужесточение спецификаций, чтобы препятствовать тому, чтобы крупные поставщики использовали свои собственные технологии в интерфейсах, тем самым блокируя операторов беспроводной связи в сетях одного поставщика.Принудительно открывая интерфейсы, отрасль беспроводной связи может прийти к совершенно новому способу проектирования своих сетей. И если эти открытые интерфейсы будут способствовать усилению конкуренции и снижению цен, тем лучше.

В начале развертывания 5G по всему миру, в 2019 году группа индустрии беспроводной связи GSM Association предсказала, что операторы потратят 1,3 триллиона долларов на инфраструктуру, оборудование и технологии 5G для своих сетей. На строительство RAN будет приходиться львиная доля этих капитальных затрат.И большая часть этих расходов пойдет на небольшую группу поставщиков, которые все еще могут предоставлять полные сквозные сети.

«Это всегда было проблемой, потому что RAN — самая дорогостоящая часть развертывания оператора», — говорит Шридхар Раджагопал, вице-президент по технологиям и стратегии в Mavenir, техасской компании, которая предоставляет сквозные сети. программного обеспечения. «На это уходит почти 60, 70 процентов затрат на развертывание». По прогнозам Ассоциации GSM, к 2025 году операторы будут тратить на RAN до 86 процентов своих капитальных бюджетов.

Неудивительно, что с такими большими деньгами операторы делают все возможное, чтобы избежать любых фиаско, вызванных несовместимым оборудованием. Самый надежный способ избежать такой катастрофы — придерживаться одного и того же поставщика от одного конца сети до другого, избегая, таким образом, любой возможности несовпадающих интерфейсов.

Еще одним фактором, вызывающим беспокойство операторов, является сокращение числа компаний, которые могут предоставить современные сквозные сети. Сейчас их всего три: Ericsson, Nokia и Huawei.Это трио поставщиков комплексных услуг может взимать высокие цены, поскольку операторы по существу привязаны к своим системам.

Даже появление нового поколения беспроводной связи не дает оператору четкой возможности сменить поставщика. Новые поколения беспроводных сетей поддерживают обратную совместимость, так что, например, телефон 5G может работать в сети 4G, когда он не находится в пределах досягаемости каких-либо ячеек 5G. Таким образом, по мере того, как операторы развивают свои развертывания 5G, они в основном придерживаются запатентованной технологии одного поставщика, чтобы обеспечить плавный переход.Основная альтернатива — отказаться от всего и заплатить еще больше за новое развертывание с нуля.

В индустрии беспроводной связи существует широкий консенсус в отношении того, что Open RAN позволяет выбирать различные компоненты RAN от разных поставщиков. Эта возможность, называемая дезагрегацией, также снимает напряжение, связанное с тем, будут ли компоненты взаимодействовать при соединении вместе. Является ли дезагрегация хорошей вещью, зависит от того, кого вы спрашиваете.

Операторам точно нравится.Dish, поставщик услуг телевидения и беспроводной связи, особенно агрессивно поддерживает Open RAN. Сиддхартха Ченумолу, вице-президент по развитию технологий в Dish, описывает свою первую реакцию на технологию: «Эй, здесь может быть что-то, что позволяет нам полностью дезагрегировать», — говорит он. «Мне не нужно полагаться только на Эрикссон. для предоставления радиоприемников или только Nokia «. Dish обязалась использовать Open RAN для наземного развертывания сети 5G в США в этом году.

Мелкие и более специализированные поставщики также оптимистично оценивают тот импульс, который Open RAN может принести их бизнесу.Для Software Radio Systems, производителя передовых программно-определяемых радиостанций, Open RAN упрощает сосредоточение на разработке нового программного обеспечения, не беспокоясь о потере потенциальных клиентов, запуганных задачей интеграции технологии в их более широкие сети.

Неудивительно, что три оставшихся производителя оборудования придерживаются разных взглядов. В феврале Франк Буэтар, генеральный директор Ericsson France, назвал Open RAN «экспериментальной технологией», которая еще не достигла зрелости и не может конкурировать с продуктами Ericsson.(В Ericsson отказались комментировать эту статью).

Но некоторые в отрасли считают, что производители оборудования намеренно замедляют развитие Open RAN. «Некоторые крупные поставщики постоянно поднимают ту или иную проблему, — говорит Пол Саттон, директор Software Radio Systems. — Эрикссон, вероятно, находится в той стороне, которая больше всех борется с Open RAN, потому что они, вероятно, будут больше всего терять «.

Не каждый крупный поставщик сопротивляется. Nokia, например, видит возможности.«Я думаю, нам нужно принять тот факт, что Open RAN все равно произойдет, с нами или без нас», — говорит Томас Барнетт, руководитель стратегии и технологий мобильных сетей в Nokia. «Мы в Nokia решили проявить инициативу в этом вопросе. занять лидирующую позицию, чтобы занять лучшую позицию на рынке ». Например, при развертывании Open RAN японского оператора Rakuten используется оборудование Nokia, и Nokia также работает с Deutsche Telekom над развертыванием системы Open RAN в Нойбранденбурге, Германия, в конце этого года.

Это не означает, что Nokia или другие поставщики находятся на одной волне с операторами и специализированными поставщиками, такими как Software Radio Systems. На данный момент еще много споров. Эрикссон и другие поставщики утверждают, что создание большего количества открытых интерфейсов неизбежно создаст больше точек в сети для кибератак. Операторы и другие сторонники Open RAN возражают, что стандартизованные интерфейсы упростят для отрасли выявление и устранение уязвимостей. Кажется, у всех свое мнение о том, насколько открытость является достаточной открытостью, или о том, насколько необходимо дезагрегировать аппаратные элементы RAN.

По прогнозам Ассоциации GSM, к 2025 году операторы будут тратить на RAN до 86 процентов своих капитальных бюджетов.

В своей наиболее амбициозной версии Open RAN разделит RAN на более мелкие компоненты, помимо радиомодуля и блока основной полосы частот. Сторонники такого уровня разукрупнения полагают, что он привлечет еще больше поставщиков в отрасль беспроводной связи, поскольку позволит компаниям гиперспециализироваться. Оператор может заключить договор с поставщиком только на процессор, который, например, подготавливает данные, полученные из базовой сети, для беспроводной передачи.Многие представители отрасли также заявляют, что такая специализация ускорит технологические инновации, поскольку позволит заменить и развернуть новый компонент RAN, не дожидаясь обновления всего радиомодуля или модуля основной полосы частот. «Возможно, это одна из самых ярких возможностей, которые может предоставить Open RAN», — говорит Тед Раппапорт, директор-основатель NYU Wireless, исследовательского центра передовых беспроводных технологий.

Первые попытки индустрии беспроводной связи с дезагрегацией были вдохновлены самими спецификациями 5G.Эти спецификации разделяют модуль основной полосы частот, который отвечает за обработку и передачу данных в базовую сеть или из нее, на два меньших компонента. Одним из компонентов является распределенная единица, которая берет на себя ответственность за обработку данных. Другой компонент — это централизованное устройство, которое обеспечивает подключение к базовой сети. Преимущество такого разделения модуля основной полосы частот состоит в том, что централизованный модуль больше не нужно размещать в самой вышке сотовой связи. Вместо этого одно централизованное устройство может находиться в локальной серверной ферме, поддерживая соединение с базовой сетью для нескольких вышек сотовой связи в этом районе.

O-RAN Alliance работает над несколькими различными «функциональными разделениями» в RAN, чтобы создать больше возможностей для дезагрегирования помимо этого разделения между распределенным и централизованным блоком. Каждое из этих дополнительных разделений создает разделение где-то среди много шагов между поступлением сигнала из базовой сети и его передачей на мобильный телефон. Это немного похоже на обеденный перерыв: вы можете пообедать рано и, таким образом, перенести многие свои обязанности на послеобеденное время, или поработать несколько часов, прежде чем выбрать для более позднего обеда.

Одно важное разделение, называемое Split 7.2x, передает такие функции, как кодирование и декодирование сигналов, а также модуляция, распределенному устройству. С другой стороны, радиостанция отвечает за некоторые функции обработки света, такие как формирование луча, которое устанавливает конкретное направление передачи. Радио также по-прежнему отвечает за преобразование цифровых сигналов в аналоговые и наоборот.

Другой разделитель, Split 8, перекладывает даже ответственность за формирование диаграммы направленности на распределенный блок, оставляя радиостанцию ​​ответственной только за преобразование сигналов.Напротив, Split 2 будет передавать кодирование, декодирование, модуляцию, формирование диаграммы направленности и даже больше функций обработки на радио, оставляя распределенный блок ответственным только за сжатие данных до меньшего числа битов перед передачей данных в централизованный блок.

«Некоторые крупные поставщики постоянно поднимают ту или иную проблему». Пол Саттон, Software Radio Systems

Цель создания открытых стандартов для нескольких видов разделения состоит в том, чтобы операторы затем могли приобретать более адаптированные компоненты для конкретного типа сети, которую они строят.Например, оператор может выбрать Split 8 для крупномасштабного развертывания, требующего большого количества радиомодулей. Такое разделение позволяет радиостанциям быть как можно более «тупыми» и, следовательно, дешевыми, поскольку вся обработка данных происходит в централизованном блоке.

Технически возможно собрать дезагрегированную RAN с открытыми интерфейсами, используя только оборудование, но определяя Компоненты в программном обеспечении имеют некоторые преимущества. «Наша отрасль действительно стала ориентированной на оборудование», — говорит Чих-Лин И, который вместе с Катти из Стэнфорда является сопредседателем технического руководящего комитета O-RAN Alliance.«Каждое поколение наших сетей в основном полагается на специализированное оборудование с тесно связанным программным обеспечением. Поэтому каждый раз, когда нам требуется обновление, новый выпуск или новый частичный выпуск, на это уходят годы ».

Чтобы отойти от аппаратно-ориентированного подхода, O-RAN Alliance также поощряет беспроводную индустрию к тому, чтобы включать больше программного обеспечения в RAN. Программно-определяемые сети, которые заменяют традиционные аппаратные компоненты программируемыми эквивалентами программного обеспечения, являются более гибкими.Обновление виртуального компонента может быть таким же простым, как отправка нового кода на базовую станцию.

Акцент на программное обеспечение также позволяет отрасли рассматривать совершенно новые технологии, наиболее важной из которых является интеллектуальный контроллер RAN. RIC собирает данные из компонентов RAN десятков или сотен базовых станций одновременно и использует методы машинного обучения для перенастройки сетевых операций в реальном времени. Он основывает модификации на том, находятся ли определенные вышки сотовой связи под большой нагрузкой, например, или передают в сильный ливень, который может ослабить сигналы.RIC может перепрограммировать программные компоненты RAN для улучшения обслуживания. «Представьте себе возможность, в которой я действительно могу адаптировать свою сеть на основе пользовательского опыта, того, как пользователь себя чувствует в реальном времени», — говорит Ченумолу из Dish. «Насколько это здорово?»

С момента своего основания в 2018 году альянс O-RAN увеличился с пяти членов-учредителей — всех операторов — до более чем 260 участников. Из трех крупных поставщиков только Huawei не является членом, ссылаясь на свою убежденность в том, что системы Open RAN не могут работать так же хорошо, как проприетарные системы компании.Другие группы Open RAN растут аналогичными темпами. Коалиция политики Open RAN, например, была основана в мае 2020 года и уже насчитывает более 60 членов, работающих над координацией глобальной политики по разработке и развертыванию Open RAN.

Инженеры Rakuten могут установить базовую станцию ​​4G для развертывания Open RAN всего за 8 минут.

В последние месяцы Rakuten Mobile, подразделение японского гиганта электронной коммерции, и Dish взяли на себя обязательство использовать Open RAN для обширных новых развертываний 5G.После поручения британского правительства отключить все компоненты Huawei из беспроводных сетей, базирующаяся в Англии компания Vodafone заменяет эти компоненты в своих собственных сетях эквивалентами Open RAN. Из-за аналогичных требований местные операторы в Соединенных Штатах, такие как Inland Cellular из Айдахо, делают то же самое.

Эти развертывания не всегда шли по плану. Rakuten, в частности, столкнулся с некоторыми первоначальными неудачами, когда производительность его сети Open RAN не соответствовала производительности традиционной сквозной системы.Однако оператор сохраняет оптимизм и не отказывается от этого. Многие в отрасли не озабочены подобными проблемами, утверждая, что единственный способ сгладить недостатки технологии — это развернуть ее в нужном масштабе и посмотреть, что работает, а что нуждается в улучшении.

Есть еще нерешенные вопросы о том, где остановиться. Когда оператор покупает сквозную систему у Nokia, Ericsson или Huawei, он также знает, что может зависеть от этого поставщика в плане поддержки сети в случае возникновения проблем.Иначе обстоит дело с развертываниями Open RAN, где ни один поставщик, скорее всего, не возьмет на себя ответственность за проблемы взаимодействия. Более крупные операторы, вероятно, смогут поддерживать свои собственные сети Open RAN, но более мелкие операторы могут полагаться на такие компании, как Mavenir, которые позиционируют себя как системные интеграторы. Критики, однако, видят в этом подходе просто создание еще одного поставщика комплексных услуг — и добавление дополнительных расходов — для операторов, у которых нет опыта или ресурсов для поддержки своих собственных сетей.

В конце концов, истинное испытание Open RAN может наступить, когда придет время внедрять беспроводную связь следующего поколения. «Я думаю, что 6G будет построено с использованием Open RAN в качестве предварительного предположения», — говорит Раджат Пракаш, главный инженер отдела исследований и разработок в области беспроводной связи в Qualcomm.

Еще неизвестно, насколько далеко зайдет движение, чтобы дезагрегировать RAN, чтобы открыть новые интерфейсы или даже внедрение новых технологий. Важно то, что это движение уже получило существенный импульс.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *