Частоты 5G в России — [Диапазоны, Сроки Запуска]

За сорок с небольшим лет сменилось 4 поколения сетей мобильной связи. Про первое поколение уже многие забыли (да и не эксплуатируется оно давно), а 2G, 3G и 4G активно используется во всем мире. Работа с новыми технологиями, такими как Big Data и IoT, вынуждают операторов рассматривать скорый переход на 5G не только из-за технологических причин, но и по экономическим соображениям. Но есть вопросы, какие же будут частоты 5G, и некоторые из них остаются нерешенными до конца.

Выделяемые для сетей 5G частоты

По состоянию на 2019 год сети пятого поколения будут использовать в нескольких разделенных между собой спектрах радиочастот. Диапазон низких частот до 6 ГГЦ часто используется в иных проектах, поэтому частот для сетей 5G остается немного.

Использование низких частот позволяет задействовать часть аппаратуры сетей предыдущего поколения. Это однозначный плюс в экономическом плане и по срокам перехода для операторов на 5G.

С диапазоном высоких частот проблем с переполненностью нет, но в таком спектре своя специфика работы. Ранее в высоких диапазонах не использовалась мобильная связь, поэтому стоит ожидать принципиально новых архитектурных и сетевых решений при развертывании инфраструктуры 5G.

Из этого источника можно узнать, на какой частоте заработает 5G во множестве передовых и уже определившихся стран мира.

Низкие частоты

В 2015 году прошла Всемирная конференция радиосвязи (ВКР), на которой обсуждалось выделение частот под 5G из низкого спектра до 6ГГЦ. В целом этот вопрос согласован. Что касается России, то до конца не утвержден диапазон низких частот. Операторы большой тройки желали использовать заявленные лицензируемые частоты 3,4–3,8 ГГц для 5G сетей, но столкнулись с проблемой.

Этот диапазон используется военными структурами РФ, и власть отдавать его для гражданских целей не намерена. В качестве альтернативы замглавы Минкомсвязи РФ предлагает провести тесты и развернуться на частотах 4,4-4,99 ГГц.

Сам низкочастотный диапазон позволяет проникать в труднодоступные места: дома, квартиры, офисы, складские помещения и прочие, обеспечивающие бесперебойную работу интернета вещей, используемых в системах умных домов, умного города и самоуправления автомобилем. Для систем IoT специально выделяют диапазон в 700 МГц. Другие диапазоны, которые утвердятся, будут работать на благо автоматизированной промышленности и организуют бесперебойную работу систем, чувствительным к большому пингу.

Не исключено, что для умных вещей будут использоваться частоты менее 1 ГГц. Например, 300-400 МГц отлично подойдут к нетребовательным к высокой скорости устройствам, например, для систем сигнализации.

Высокие частоты

Высокочастотный спектр более направлен на потребительский сегмент и обработку больших данных, так как планируется достижение пропускной способности до 20 Гбит/с. Эта скорость позволит работать без задержек таким технологиям, как:

• дополненная реальность;
• потоковая трансляция 3D в UHD;
• облачные вычисления для работы с графикой и играми на слабом железе;
• тактильный интернет;
• одно или двухсторонняя голографическая 3D-связь.

Насчет реализуемого диапазона. Он будет составлять 24,5-29,5 ГГц и 37-42,5 ГГц.

На начало сентября 2019 года от российских операторов нет совместного решения по вопросу строительства инфраструктуры 5G. В перспективе – договоренности и совместное развертывание, и использование аппаратуры для нового поколения связи.

Какие частоты для 5G использует Россия

Так как власть твердо стоит на своем решении и используемый военными низкочастотный диапазон 3,4–3,8 ГГц под нужды гражданским передаваться не будет, то Минкомсвязи предлагают тестировать пятое поколение частотот 5G в России, на немного сдвинутом диапазоне в 4,4-4,99 ГГц.

Насчет миллиметрового диапазона проблем нет, и в столице в середине августа запущен процесс тестирования сетей 5G в диапазоне 26,5 ГГц – 29,5 ГГц. Для этого операторы связи совместно с департаментом информации технологий Москвы заключили соглашения, в рамках которого приступают к монтажу, развертыванию и тестированию 5G. Естественно, отчет о пилотных испытаниях нового формата связи в столице получит общественность не ранее 2020 года.

Технические требования к «пятому поколению»

Международный союз электросвязи (МСЭ) установил требования для новых сетей, исходя из которых можно будет беспрепятственно использовать технологии тактильного интернета или автоматическое управление автомобилем. Ни одно из указанных требований сейчас не способны реализовать 4G. Предварительные требования:

1. Пропускная способность канала приема – 20 Гбит/с.
2. Скорость канала отдачи – 10 Гбит/с.
3. Количество обслуживаемых девайсов на квадратный километр должно быть не менее 1 миллиона.
4. При этом пинг не должен составлять более 4 мс для каждого, при использовании сверхширокополосной мобильной связи.
5. И задержка не более 0,5 мс для сверхнадежной межмашинной связи с низкими задержками.

По сравнению с 4G (LTE-A), данные требования превышают имеющиеся в 10 раз.

Сроки запуска и полноценной эксплуатации сетей 5G

Полноценное развертывание 5G в городах-миллионниках России в рамках программы «Цифровая экономика РФ» должно состояться в 2021 году. С 2019 года уже запущенно тестирование 5G в Москве, в рамках пилотного проекта. Тестирование проходит в высокочастотном диапазоне с применением нового оборудования. После окончательного определения с низкочастотным диапазоном операторы сотовой связи приступят к тестированию этих полос.

Полноценное покрытие по предварительным оценкам операторов большой тройки будет не ранее 2023-2025 гг, потому как новая технология связи станет нужной населению только ближе к 2023 году. К этому времени рынок заполнится множеством устройств и технологий, работающих с 5G.

Более востребованная технология окажется для коммерции и B2B рынка. Пятое поколение окажет существенное влияние для множества сфер и служб города: ЖКХ, здравоохранение, образование. Поэтому внедрение, запланированное на 2021 год, в первую очередь рассчитано на корпоративный и госсектор.

Заключение

Диапазон частот 5G будет работать в определенных полосах, а именно в низкочастотном и высокочастотном спектре. Такая разделенность нужна для тех требований, которые поставлены перед сетью нового поколения. Россия в миллиметровом спектре уже определилась с частотами и запустила развертывание и тестирование 5G в Москве. Насчет низких частот: Минкомсвязь дала отмашку на пробу поработать с диапазоном в 4,4-4,99 ГГц.

Если остальные страны выбрали 3,4–3,8 ГГц для 5G в силу его мало загруженности, то Россия отказала в использовании этого канала, сославшись на его занятость вооруженными силами РФ. Внедрение первых 5G сетей в городах-миллионниках России запланировано на 2021 год.

Уже много лет я слежу за новинками в области мобильных технологий. Раньше это было моим хобби, но теперь переросло в профессиональный блог, где с радостью делюсь с вами наработанной информацией. Все инструкции, лайфхаки, подборки лучших программ и тарифных планов я проверял лично на себе.

Рабочая частота 5G — диапазоны в России и в мире

Частоты 5G в каждой отдельной стране выделяют местные власти. Безусловно, при этом учитывается мнение экспертов и мобильных операторов. С точки зрения технологий, наибольшее значение имеет тот факт, будет ли выделенный диапазон 5G находиться ниже 6 ГГц или выше. Это важно, потому что от длины волны зависит особенности распространения и отражения сигнала, а также дальность работы устройств и базовых станций, плотность подключений и трафика, которую можно использовать.

При этом, есть некоторые сложности для выделения диапазона частот 5G с частотой ниже 6 ГГц, поскольку, там уже работают не только сети 4G и 3G, но и Wi-Fi, который сегодня присутствует в каждом здании. Естественно, что никакие чиновники не будут отдавать эти частоты для запуска сетей пятого поколения, так как, старые стандарты будут востребованы еще минимум 10 лет, а то и больше.

На каких частотах работает 5G в мире сегодня?

Разработчики сетей связи нового поколения хотят использовать широкий спектр частот, в зависимости от задач и подключаемых устройств. Диапазон 700 МГц вместе с 3,4-3,8 ГГц планируется отдать под использование в беспилотных автомобилях, роботах и автоматизированном оборудовании в промышленности. Это связано с тем, что именно в этих частотных диапазонах 5G может передавать данные без задержек и поддерживать максимально устойчивое соединение даже с быстродвижущимися объектами.

Дополнительное преимущество частот ниже 1 ГГц – это легкость и дешевизна построения инфраструктуры, оборудования, а также же гарантировано хорошее покрытие на местности. Скорее всего, именно в этом диапазоне будут работать умные датчики, счётчики и техника, интернет вещей (IoT).

Высокие частоты необходимы для достижения максимальной пропускной способности, вплоть до 20 Гбит/сек. Именно, здесь будут работать устройства 3D-видео, технологии дополненной и виртуальной реальности, связь с использованием голографических и тактильных технологий, мощные облачные сервисы для игр и бизнес-задач.

Плюсы различных диапазонов частот

	Диапазоны ниже 6 ГГц	Диапазоны выше 6 ГГц
Плюсы	Легко обеспечить хорошее покрытие территории, сигнал хорошо проникает в здания и внутрь помещений. Низкая стоимость построения инфраструктуры, требуется меньшее количество базовых станций.	Высочайшая пропускная способность и возможность передавать огромные объемы трафика миллионам устройств.
Оптимальное использование	Техника и приложения, которые не требуют высокой скорости передачи данных, но нуждаются в надежной связи и покрытии.	Голографическая связь, 3D-видео, дополненная реальность, тактильный интернет, массивные облачные сервисы приложений и игр.

5G частоты в России

Полный спектр частот и диапазонов еще не определен правительством России. Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) рекомендует для выделения и использования частотный диапазон 27,1-27,5 ГГц.

Кроме этого, рассматривается вопрос о выделении диапазонов 694-790 МГц, 3,4-3,8 ГГц, 4,8-4,99 ГГц. В настоящее время, некоторые из них заняты, в том числе Министерством обороны для военных нужд.

Помимо требований российского законодательства, Международный союз электросвязи выдвигает свои требования к стандарту 5G. В их числе:

• Скорость передачи данных в режиме Downlink – до 20 Гбит/сек.
• Скорость передачи данных в режиме Uplink – до 10 Гбит/сек.
• Количество поддерживаемых устройств на территории площадью 1 квадратный километр – не менее 1 миллиона.
• Задержка для услуг eMBB (высокоскоростной связи) – не более 4 мс.
• Задержка для услуг URLLC (ультранадежной связи) – не более 0,5.

Для соединения точка – точка планируется также задействовать дополнительные диапазоны 71-76 и 81-86 ГГц. Оборудование и соответствующие стандарты уже разработала компания Huawei.

Выделенные диапазоны частот в мире

• В США уже эксплуатируются диапазоны 3550-3700 МГц, так же выделены частоты 64-71 ГГц и 76-81 ГГц для личного нелицензируемого использования, а также полосы 27,5 – 28,35 ГГц, 37-38,6 ГГц, 38,6-40 ГГц, 71-76 ГГц, 81-86 и 92-95 ГГц для коммерческой эксплуатации. Кроме этого, планируется дополнительное выделение блоков 3100-3550 МГц и 3700-4200 МГц.
• В Южной Корее эксплуатация будет проходить в 3,4-3,7 ГГц и 26,5-29,5 ГГц.
• В Китае планируют использовать 3,4 – 3,6 ГГц, 26 ГГц и 40 ГГц.
• В Японии согласовали для мобильных операторов блоки частот 3600-4200 МГц и 4400-4900 МГц.

Сравнение стандартов 4G и 5G по техническим характеристикам

	Максимальная пропускная способность, ГБитс/сек		Задержка сети, мс	Спектральная эффективность бит/Гц		Плотность соединения устройств на 1 кв. км.
	Uplink	Downlink		Uplink	Downlink
5G	10	20	0,5 — 4	6,75	15	1 млн
4G	1,5	3	5	15	30	—

Военные против 5G: что потеряет Россия без нового стандарта связи | Технологии

Война с военными

От широты частотного диапазона зависит скорость и качество передаваемого радиосигнала. Чем больше частот отдается под сигнал, тем шире воронка, через которую может «выливаться» радиоволна. Хотя аналогия неполна и потенциально на одной частоте можно использовать разные типы связи, но они будут мешать друг другу достичь максимальной скорости. Поэтому каждый диапазон частот используется для конкретной задачи или сферы. Так, диапазон 5003-5005 кГц (и несколько других) отдан под службу стандартных частот и сигналов времени и службу космических исследований; другие используются для передачи данных с космической станции на земную станцию («космос — Земля»), для радиосвязи (передача звука и телевидения), под любительские нужды (для лиц, «занимающихся радиотехникой исключительно из личного интереса и без извлечения материальной выгоды») и т. д.

В России исторически значительная часть спектра не предназначалась для гражданского использования. Дефицит частот существенно тормозил развитие рынка связи в нулевые и 2010-е годы. Каждый раз при развертывании нового поколения связи операторы натыкаются на трудности. Например, частоты 2,1 ГГц для сети третьего поколения (3G) в Москве «большая тройка» мобильных операторов получила лишь после вмешательства Дмитрия Медведева (на тот момент — президента), но с серьезными ограничениями по высоте расположения базовых станций (они принимают и передают сигнал), по их мощности и даже направлению антенн (антенны не должны «сигналить» на юго-запад, чтобы не создавать помех расположенной под Серпуховом станции спутниковой системы раннего обнаружения ракетного нападения).

При разворачивании четвертого поколения связи (LTE) ситуация повторилась. Хотя в 2011 году правительство утвердило план мероприятий по сокращению избыточного госрегулирования в области связи, Минобороны вновь попыталось получить до 90% этих полос.

Выделение частот операторам не означает, что каждый раз военные остаются без возможности выполнять свои задачи. Улучшение радиоэлектроники позволяет обходиться гораздо меньшими частотными диапазонами, чем раньше. На освободившееся место пускают частные компании, с которых государство получает существенные деньги за доступ к новым частотам. Теперь приходится учитывать интересы военных в частотах, подходящих под стандарт 5G.

Вопрос конкурентоспособности

Развитые страны считают переход на пятое поколение мобильной связи своим приоритетом. Коммерческое использование 5G в 85 городах Южной Кореи начнется уже в апреле 2019 года, а Япония к Олимпиаде-2020 по всей стране развернет полноценную сеть станций 5G. Она будет обслуживать не только абонентов, но и миллионы сенсоров в «умных домах». Благодаря этому скорость вырастет в 10-100 раз по сравнению с существующими сетями: скорость передачи данных к абоненту составит до 10 Гбит/с, от абонента к базовой станции — до 5 Гбит/с.

В «Национальной киберстратегии» США, представленной в сентябре 2018 года, инвестиции в инфраструктурные проекты (в частности, развитие технологий сети 5G и искусственного интеллекта) — одно из ключевых положений.

Россия также заинтересована во внедрении технологии. Ранее правительство предлагало создать консорциум из операторов, на который возложат задачу по внедрению 5G. Однако на пути операторов встало оборонное ведомство: министерство предложило использовать для 5G частоты в диапазонах 4,8-4,99 ГГц и 27,1-27,5 ГГц, ранее одобренные Госкомиссией по радиочастотам. Однако под первый диапазон в России попросту нет коммерческого оборудования, а второй подходит лишь для локального покрытия. Диапазон 3,4-3,8 ГГц, который в наибольшей степени подходит для 5G, занят средствами спутниковой связи Минобороны и других силовых ведомств.

Теперь серьезно буксуют работы по 5G: согласно дорожной карте программы «Цифровая экономика Российской Федерации», утвержденной в июле 2017 году, определить радиочастоты для 5G должны были еще в четвертом квартале 2018 года, а в третьем квартале 2019-го необходимо реализовать пилотный проект в двух городах. При этом к 2024 году сеть 5G должна появиться во всех городах с численностью населения более 1 млн человек.

Ведомственные трения грозят стремительным технологическим отставанием страны. Согласно отчету Gartner, к 2020 году в мире будет более 26 млрд устройств, подключенных к интернету, а по оценкам ABI Research — более 40 млрд. При этом технология интернета вещей (IoT) проникнет в 95% всех электронных устройств, используемых дома или в офисе.

Проблема в том, что устройства интернета вещей, от датчиков пожара в квартире до автопилотируемых автомобилей, для корректной работы требуют возможностей сети 5G. В случае срыва внедрения 5G коммерческие и государственные проекты в сфере беспилотного транспорта и интернета вещей застопорятся, что напрямую скажется на их конкурентоспособности на международном рынке.

Наиболее опасной выглядит ситуация в промышленном интернете вещей (IIoT). Один из главных трендов в промышленности — цифровизация производства. Благодаря внедрению и использованию контроллеров, датчиков, аналитических инструменты интерпретации данных, средств передачи собираемых данных и их визуализации удается добиться снижения издержек, уменьшения износа оборудования и общего повышения эффективности предприятий, в том числе в топливно-энергетических и добывающих отраслях.

Для эффективной работы промышленные объекты планируют объединить в единую систему на основе 5G. Если в России этого не произойдет, то и традиционные секторы экономики — добывающий и перерабатывающий — проиграют конкуренцию азиатским, европейским и американским корпорациям, не скупящимся на внедрение IoT.

Частотное право: Минкомсвязь изменила концепцию развития 5G | Статьи

Полоса радиочастот 3,4–3,8 ГГц рассматривается в качестве наиболее приоритетной для развития 5G в России. Об этом говорится в доработанном Минкомсвязью проекте концепции развития этой технологии. С документом ознакомились «Известия». Буквально на прошлой неделе была представлена другая версия концепции. В ней ключевым назывался «экзотический» диапазон 4,4–4,99 ГГц, которого недостаточно для покрытия сетями пятого поколения крупных городов. Участники рынка предупреждали: без 3,4–3,8 ГГц развитие новых технологий в России замедлится, а наши пользователи могут остаться без 5G-смартфонов. В итоге позиция Минкомсвязи изменилась — но нынешняя версия концепции, скорее всего, не последняя, поскольку частоты 3,4–3,8 ГГц в РФ пока заняты спутниковой связью и недоступны для операторов.

Частотная перестановка

Наиболее приоритетная полоса частот для развития 5G в России с точки зрения международной гармонизации –– 3,4–3,8 ГГц, следует из обновленного проекта концепции Минкомсвязи, который в конце прошлой недели ведомство разослало участникам профильной рабочей группы при АНО «Цифровая экономика». Об этом «Известиям» рассказал источник, знакомый с чиновниками профильных ведомств, а также собеседники, близкие к нескольким участвующим в работе этой группы компаниям. Рассылку подтвердил представитель Минкомсвязи Евгений Новиков. В течение двух недель документ планируется доработать и внести в правительственную комиссию по цифровому развитию, рассказал он. Представитель Минкомсвязи и другие собеседники «Известий» отмечают, что положения концепции, касающиеся частот для 5G, были скорректированы. В последней версии усилены положения про важность диапазона 3,4–3,8 ГГц, говорит представитель ведомства.

Этот диапазон является ключевым и первоочередным для развития сетей 5G в Европе, также его использование планируется в Китае, Корее, Японии, США, Индии и других странах, отмечают авторы концепции.

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Александр Казаков

Учитывая важность 3,4–3,8 ГГц, а также принимая во внимание сжатые сроки мероприятий по цифровизации российской экономики, процедуры, связанные с расчисткой частот, надо начинать незамедлительно, отмечается в новой редакции документа.

Как пояснили «Известиям» в Минобороны, решение о распределении частот принимает не ведомство, а Госкомиссия по радиочастотам (ГКРЧ). Источник в министерстве отметил, что Минобороны уже разъяснило комиссии свою позицию, которая и была принята. В России частоты для иностранного оборудования 5G, которые планируют закупать операторы, заняты стратегически важными системами связи, в том числе и космическими, объяснил собеседник «Известий». Поэтому ведомство предложило компаниям заниматься развитием сетей в более высоких диапазонах, утверждает он.

Без 3,4–3,8 ГГц построение полноценных 5G-сетей невозможно, во всяком случае в ближайшей перспективе, объясняли ранее участники рынка. Без них нельзя покрыть связью пятого поколения большие города, наладить такие сервисы, как управление беспилотным транспортом, телемедицину и пр. Тем не менее в предыдущей версии концепции Минкомсвязь называла 4,4–4,99 ГГц корневым диапазоном частот для России.

Фото: РИА Новости/Яков Андреев

Но связистов эти частоты не устраивают –– оборудования, которое поддерживает его, на рынке пока нет, говорили они. Поэтому этот вариант концепции подвергся критике со стороны операторов, рассказали «Известиям» два источника, близких к участникам рабочей группы. Возможно, поэтому проект, представленный бизнесу в прошлую среду, уже к пятнице был переработан, полагает один из них. Диапазон 4,4–4,99 ГГц упоминается и в новой версии концепции — но его использование предусматривается лишь в краткосрочной перспективе.

Участникам рабочей группы действительно разослана доработанная концепция, которая будет рассмотрена на ближайшем заседании. После этого будет определена консолидированная позиция бизнеса, сообщил «Известиям» директор по направлению «Информационная инфраструктура» организации «Цифровая экономика» Дмитрий Марков.

Не сдающийся диапазон

В диапазоне 4,4–4,99 ГГц не развертывается ни одной коммерческой сети 5G и не планируется к выпуску терминальное оборудование, отмечает представитель «Мегафона». По его словам, предоставление диапазона 4 ГГц для операторов в Китае и Японии также не меняет ситуации, ведь им национальные регуляторы уже выделили полосы 3,4–3,8 ГГц, на которых и происходят коммерческие запуски. До тех пор, пока операторы Китая и Японии не освоят полосы частот 3,4–3,8 ГГц, они не приступят к использованию диапазона 4 ГГц, полагает представитель «Мегафона». А это значит, что в ближайшие два-три года оборудование не появится, уверен он.

Переработанная часть концепции чуть лучше предыдущей –– она признаёт 3,4–3,8 ГГц самым перспективным диапазоном для 5G, отмечает источник, близкий к одному из операторов. Несмотря на переработку, концепция по-прежнему прямо не говорит о необходимости использования этого диапазона в России, сетует он. Близкий к другой компании связи источник считает прогрессом то, что важность частот 3,4–3,8 ГГц отражена в концепции.

Основной посыл концепции, касающийся частот, изменился — теперь приоритетными признаны 3,4–3,8 ГГц, отмечает руководитель проектов компании «Спектру менеджмент» Вадим Поскакухин. Но необходимо привести в соответствие с этой установкой и другие части концепции. Также логично было бы четко прописать, что 3,4–3,8 ГГц должны использоваться в первую очередь для покрытия крупных городов уже на первых этапах развития 5G. А 4,4–4,99 ГГц можно применять как вспомогательный диапазон для покрытия относительно малонаселенных территорий через пять-семь лет, по мере готовности оборудования, добавил эксперт.

3,4–3,8 ГГц –– самый перспективный диапазон для выполнения целей, предусмотренных программой развития цифровой экономики, считает представитель «Вымпелкома» Анна Айбашева.

При отсутствии частот 3,4–3,8 ГГц даже тщательно проработанная и согласованная участниками рынка концепция будет малоэффективна, считает представитель Tele2.

Фото: TASS/dpa/picture-alliance/Hauke-Christian Dittrich

— Если мы действительно хотим увидеть коммерческий запуск сетей 5G в России, необходимо провести конверсию этих частот и открыть диапазон операторам, — полагает он.

Представитель МТС отказался от комментариев.

Весь мир признает «золотым» диапазоном для 5G 3,4–3,8 ГГц, все остальные диапазоны рассматриваются как вспомогательные, сказал «Известиям» представитель «Ростелекома». Он надеется на положительное решение вопроса с выделением 3,4–3,8 ГГц. Есть способы высвободить частоты, утверждает он. Если в России не будет использоваться такой диапазон, это как минимум приведет к задержке и удорожанию строительства сетей пятого поколения, предупреждает представитель оператора.

Пока чиновники и связисты спорят о путях развития 5G, уходит время, а значит, откладывается массовое внедрение в России сетей пятого поколения, намеченное на начало следующего десятилетия, рассуждает гендиректор Telecom Daily Денис Кусков. Пока нет ни утвержденного сценария развития 5G, ни понимания, на каком оборудовании (отечественном или зарубежном) они должны работать, ни собственно частот. Такая ситуация может привести к тому, что в развитии новой технологии Россия будет отставать от Европы и передовых азиатских стран на годы, предупреждает эксперт.

Как ранее сообщали «Известия», если 5G в России будет развиваться на экзотических для остального мира частотах, выбор смартфонов для наших пользователей, скорее всего, будет весьма скудным, а доступа к международному роумингу может вообще не оказаться.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

ВКР выделила дополнительные диапазоны частот для 5G

2019-11-26T01:30+0300

2019-11-26T01:30+0300

https://ria.ru/20191126/1561588025.html

ВКР выделила дополнительные диапазоны частот для 5G

https://cdn21.img.ria.ru/images/152100/26/1521002639_0:122:3180:1910_1036x0_80_0_0_3d1049c694449db5bb54f0ec6cd0a232.jpg

РИА Новости

https://cdn22.img.ria.ru/i/export/ria/logo.png

РИА Новости

https://cdn22.img.ria.ru/i/export/ria/logo.png

МОСКВА, 26 ноя — РИА Новости. Всемирная конференция радиосвязи (ВКР) определила для сетей IMT-2020 (стандарт сетей мобильной связи пятого поколения, 5G) дополнительные частоты в диапазоне выше 24 ГГц и гармонизировала для стран БРИКС частотный ресурс 4,8-4,99 ГГц, говорится в сообщении Минкомсвязи РФ.

Указанные диапазоны в России менее загружены, чем наиболее распространенный для 5G диапазон 3,4-3,8 ГГц.

Как отмечается в сообщении Минкомсвязи, в «миллиметровом» диапазоне (выше 24 ГГц) ВКР определила для 5G «беспрецедентно большой» объем радиочастотного ресурса — более 10 ГГц. Гармонизация диапазона 4,8-4,99 ГГц позволит в ускоренном порядке создавать сети IMT-2020, отмечает министерство. «В России он имеет минимальную загрузку правительственными системами, что позволяет сэкономить на конверсии спектра ради внедрения 5G», — говорится в сообщении Минкомсвязи.

7 октября 2019, 21:48

Минкомсвязь хочет снизить стартовую цену на торгах на частоты для 5G

В нем уточняется, что, в частности, под сети связи пятого поколения ВКР-19 определила полосы частот в диапазонах 24,25-27,5 ГГц, 37-43,5 ГГц и 66-71 ГГц.

Диапазон 3,4-3,8 ГГц является приоритетным для 5G, однако в РФ он занят другими службами, в том числе силовыми

Приоритетный для 5G диапазон частот 3,4-3,8 ГГц в РФ занят другими службами, в том числе силовыми, и, как сообщала газета «Ведомости» со ссылкой на источники, президент РФ наложил резолюцию «согласен» на письмо Совета безопасности с отрицательной позицией относительно выделения этих частот для 5G. По данным газеты, военные также против совместного использования частот в этом диапазоне.

12 сентября 2019, 16:06

В «Сколтехе» запустили первую базовую станцию 5G

Сейчас крупнейшие российские сотовые операторы тестируют 5G в других диапазонах — 25,25-27,5 ГГц и 4,9 ГГц. Как ранее сообщал замглавы Минкомсвязи Олег Иванов, в первом квартале 2020 года могут состояться аукционы на частоты 25,25–27,5 ГГц для 5G.

Сейчас крупнейшие российские сотовые операторы тестируют 5G в диапазонах 25,25-27,5 ГГц и 4,9 ГГц. Однако операторы говорили, что эти диапазоны могут использоваться лишь как дополнительные к основному диапазону 3,4-3,8 ГГц.

Всемирные конференции радиосвязи Международного союза электросвязи (МСЭ) проводятся каждые три-четыре года. Конференция 2019 года проходила в Шарм-эш-Шейхе с 28 октября по 22 ноября. Основной ее задачей было внесение изменений в Регламент радиосвязи – международный договор, регулирующий использование радиочастотного спектра и спутниковых орбит, для внедрения ряда новых технологий и систем радиосвязи. В ВКР-19 приняло участие более 3,9 тысяч делегатов из 162 стран-членов МСЭ, в том числе, представляющих операторов связи, производителей оборудования, а также из специализированных агентств ООН (ВМО, ИКАО, ИМО и др.).

Минобороны отказывается передавать сотовым операторам частоты 5G / Habr

О мобильных сетях пятого поколения говорят как о будущем сетевых технологий. 5G нужны для IoT, скоростного интернета и многих других вещей. В России спектр частот 3,4-3,8 ГГц (оптимальный спектр для эксплуатации) контролируется Минобороны. А министерство считает, что сотовым операторам еще рано передавать в пользование частоты для развертывания связи пятого поколения.

Именно такой отзыв министерство дало на проект концепции развития и создания сетей пятого поколения в России. Отзыв дан на проект Минкомсвязи, который был отправлен на согласование в другие министерства. Минобороны просит не торопиться использовать диапазоны, которые не упомянуты в прошлогоднем решении Госкомиссии по радиочастотам (ГКРЧ; речь идет о диапазонах 4,8–4,99 ГГц и 27,1–27,5 ГГц).

По мнению экспертов, одобренные ГКРЧ частоты не годятся для массового использования. Проблема в том, что под диапазон 4,8–4,99 ГГц нет коммерческого оборудования, а диапазон 27,1–27,5 ГГц годится только для локального покрытия.

А вот наиболее подходящий диапазон, для которого есть оборудование, занят связью военного назначения без передачи права на использование. Таким образом, если министерство не предоставит частоты в пользование операторам, то о 5G в России не может быть и речи. А без сетей пятого поколения невозможны беспилотный транспорт, телемедицина, интернет вещей и многое другое.

Специалисты считают, что если затянуть передачу частот диапазона 3,4-3,8 ГГц в коммерческое использование, то Россия может начать технологически отставать. Проблема в том, что в диапазоне работают спецпользователи на устаревших технологиях — для этого необходима конверсия, а регулятору нужно распорядиться прекратить использование устаревших технологий.

Сейчас Россия отстает в «регуляторно-спектральном» вопросе от таких стран, как Южная Корея, США и Китай. В этих странах государство расчистило необходимые диапазоны.

Минутка заботы от НЛО

Этот материал мог вызвать противоречивые чувства, поэтому перед написанием комментария освежите в памяти кое-что важное:

Тенденции развития 5G сетей. Новые частоты E-диапазона и технология OAM

Уже ни для кого не секрет, что с развитием систем беспроводной связи пятого поколения (5G) предлагается использование миллиметрового диапазона длин волн.  Не так давно для соединений точка-точка был стандартизирован E-диапазон, работающий на частотах 71-76 и 81-86 ГГц. Подробнее с его особенностями можно ознакомиться на сайте компании Huawei.

Темпы развития сетей пятого поколения настолько стремительные, что опережают все предыдущие поколения сетей 1G-4G. И если еще пару лет назад внедрение сетей пятого поколения планировалось на 2020 год, то буквально в прошлом году уже стало известно, что некоторые коммерческие сети начнут свою работу уже в 2018 году, опережая тем самым все прогнозы. Технологии  5G позволят обеспечить самые высокие скорости передачи данных, доступные на сегодняшний день. На рисунке 1 показана диаграмма сравнения технологий IMT-Advanced (4G) и IMT-2020 (5G).

Диаграмма была разработана Международным союзом электросвязи (МСЭ), специализированным учреждением Организации Объединенных Наций по информационно-коммуникационным технологиям. Из диаграммы можно сделать вывод, что планируется значительное увеличение скорости передачи данных пользователей (почти на порядок для некоторых характеристик), а также значительное увеличение пропускной способности и зоны радиопокрытия. Для создания сетей следующего поколения потребуется не только реализация нового аппаратного и программного обеспечения, удовлетворяющего требованиям 5G сетей, но также возникает необходимость в разработке инфраструктуры для микроячеистых сетей, так как передача данных будет вестись, в том числе, и на маленьких дистанциях, на частотах до 100 ГГц.  До сетей пятого поколения основное внимание уделялось совершенствованию беспроводных устройств и интерфейсов, но с учетом того, что 5G в перспективе будет перекачивать гигабитный трафик, то остро также встанет вопрос об оптимизации работы всей сети в целом. Именно поэтому в последнее время мы так часто слышим об интернете вещей (IoT), облачных технологиях и пр. Они станут неотъемлемой частью стандарта 5G. Оптимизация коснется непосредственно транзитного узла, соединяющего базовую станцию сотовой связи с поставщиком Интернет-услуг (Fronthaul Aggregation на рисунке 2).

Из рисунка 2 следует, что в соответствии с рабочим документом 5G, транзитная связь от абонента может быть реализована как по проводному каналу с помощью выделенной линии (медной или оптоволоконной) так и с использованием высокоскоростных беспроводных радиомостов (по топологиям точка-точка или точка-многоточка). Развертывание проводного транзитного пути в некоторых местах может быть довольно дорогостоящим и сложным техническим решением. Поэтому в 5G сетях предусмотрены «мультихоповые» (multihop wireless) беспроводные станции, способные обслуживать большие зоны покрытия. К тому же их использование позволит в дальнейшем быстро масштабировать участки сети. В перспективе помимо беспроводных технологий радиодиапазона в 5G планируется использовать оборудование АОЛС (атмосферные оптические линии связи). Но все же основную нишу в 5G сетях займет E-диапазон (E-Band). На рисунке 3 показаны характеристики E-диапазона в сравнении (по скорости передачи данных и расстоянию) с другими технологиями связи:

Оптоволоконная связь обеспечивает скорость передачи данных до 10 Гбит/сек, а достоинством беспроводных сетей E-диапазона является то, что по скорости соединения они приближаются к скорости передачи данных по волокну. Для этого нужно располагать беспроводное оборудование на прямой видимости и использовать высоконаправленные антенны, имеющие узкую ширину луча диаграммы направленности, что минимизирует помехи для соседнего оборудования, работающего в том же диапазоне частот. Для работы оборудования в E диапазоне международный союз электросвязи ITU выделил частоты: 24.25-27.5, 37-40.5, 42.5-43.5, 45.5-47, 47.2-50.2, 50.4-52.6, 66-76 и 81-86 ГГц. Интересно отметить тот факт, что исторически сложилось так, что системы связи, работающие в указанном диапазоне частот, были разработаны для военных целей, а также для космической связи. Поэтому довольно удивительно сейчас то, что этими диапазонами теперь «делятся» с телекоммуникационными компаниями и частными лицами.

 

Новая технология OAM в 5G

Для специалистов в области беспроводной связи не секрет, что существующие на сегодняшний день способы увеличения скорости передачи данных реализуются по большей части программно (это технологии цифровой обработки сигналов, мультиплексирования и пр.). В каких-то аспектах горизонт вычислительных ресурсов достигнут, в связи с чем, большой интерес разработчиков стандартов связи направлен в сторону аппаратного увеличения скорости передачи. Среди прочих, в последнее время наибольшее внимание специалистов сосредоточено вокруг относительно новой технологии OAM (Orbital Angular Momentum). OAM — это технологии мультиплексирования с разделением по орбитальному угловому моменту (ОУМ в русскоязычной литературе), которая ранее уже рассматривалась нашими коллегами [2]. С помощью OAM сигналы можно детектировать по их «закрученности». Сигналы с разной степенью завихрения принадлежат разным информационным потокам.

Интерес к OAM вызван неспроста, ведь в перспективе она может стать неплохим дополнением к многоантенным системам MIMO, позволившим в свое время многократно увеличить доступные скорости передачи данных в радиодиапазоне. И на сегодняшний день накопилось довольно много практических примеров удачной реализации этой технологии. В 2012 году на основе OAM была реализована атмосферная оптическая линия связи на длине волны 1550 нм, которая обеспечила скорость передачи данных в 2.56 терабита в секунду на расстоянии в 1 метр. Примерно в то же время аналогичный эксперимент с применением OAM был реализован на частоте 2.414 ГГц на основе беспроводной технологии Wi-Fi. Достигнутая дальность связи составила 442 метра. Также встречаются варианты реализации OAM на частотах 60 и 28 ГГц.

Пока что демультиплексировать OAM сигнал довольно сложно, так как в процессе распространения сигналы OAM быстро разделяются в пространстве и в конечном итоге их трудно собрать и разделить. В оптическом диапазоне для разделения сигналов используется метод сортировки мод, но затраты на его реализацию довольно материальнозатратны. Описанные эксперименты с удачной реализацией OAM за последние 5 лет сведены в таблицу ниже.

Таблица 1 – Демонстрация эволюции «закрученных» волн в связи за 2012-2017 года

Год	Диапазон*	Дистанция	Скорость	Ссылки на лит-ру
2012	2.414 ГГц	442 м	–	3
2012	1550 нм	1 м	1.37 Тбит/сек	4
2014	28 ГГц	2.5 м	32 Гбит/сек	5
2014	532 нм	3000 м	4 пикселя/сек	6
2014	8.3 ГГц	–	375 Мбит/сек х2	7
2016	60 ГГц	0.15 м	Гбод	8
2017	71-76 ГГц	2 м	3 Гбит/сек	9

* Диапазон частот указан в ГГц для радиодиапазона и в нанометрах для оптического

На методах генерации OAM сигналов останавливаться не будем, отметим лишь, что в ранее указанной статье, опубликованной на nag’e, приводились примеры реализации антенной системы для генерации сигналов такого типа. Один из наиболее очевидных вариантов – это конструктивное изменение зеркальной антенны, приводящее к «закручиванию» радиоволны, как показано на рисунке 4 ниже:

Также отметим, что реализаций антенн, генерирующих OAM, уже сделано довольно много и первое упоминание о них встречается в 1996 году в [10]. Сегодня на предмет использования «закрученных» радиоволн для увеличения пропускной способности канала связи идут большие споры. Одни специалисты довольно оптимистично смотрят на OAM и пророчат ей большое будущее при работе совместно с MIMO, или предполагают даже вытеснение этой технологии. Другие же полагают, что существует ряд причин, по которым применение OAM невозможно в радиодиапазоне, среди них: многолучевое распространение сигнала, необходимость точной фокусировки луча и пр.

Несмотря на споры нельзя не заметить, что Метод Южной Калифорнии, описанный в статье [1] по приему «закрученных» волн на приеме и преобразование волны обратно в плоскую, является довольно хорошим решением, так как прием сигнала может осуществляться стандартной не модифицированной под OAM антенной. Да и дальность связи приличная, почти полкилометра, что является довольно хорошим результатом для тестового прототипа беспроводного антенного тракта.

 

E-диапазон в 5G сетях

Е-диапазон представляет собой спектр электромагнитно излучения, лежащего в частотном диапазоне от 60 до 90 ГГц, рисунок 5:

В США уже выделены для коммерческого использования полосы частот, лежащие в диапазонах 71-76, 81-86 и 92-95 ГГц. А для частного использования могут быть использованы частоты 76-81 гигагерцового диапазона. Системы связи, работающие в E-радиодиапазоне, планируется использовать для организации последней мили в тех местах 5G сетей, где прокладка проводной гигабитной линии связи будет довольно дорогостоящим решением (это районы со сложными горными и водными участками). Так как радиосигналы этого диапазона быстро затухают при отражении от препятствий, то реализуемая топология подключения оборудования – исключительно «точка-точка». Над развитием беспроводных сетей 5G в этом направлении уже работают такие крупные телекоммуникационные компании как Ericsson, Huawei, NEC и Nokia.

Еще несколько лет назад никто и не мог представить себе, что беспроводную связь будут сравнивать по скорости подключения с оптическим волокном. Сейчас же полосу частот 70-80ГГц всерьез собираются использовать на узких участках сети в качестве замены оптоволоконного подключения со скоростью передачи данных до 3 Гбит/сек. Кроме того, беспроводное решение является еще и более экономичным по сравнению с прокладкой оптики.

Компании-поставщики Ericsson и Fujitsu уже успешно выпускают радиостанции E-диапазона. На рисунке 6 пример этого оборудования — Ericsson MINI-LINK PT 6020 от компании Ericsson, реализующий соединение на скорости 1 Гбит/сек и поддерживающий модуляцию до 64 QAM.

Для организации трехгигабитного подключения параболическая антенна должна быть установлена на прямой видимости, иметь высокий коэффициент усиления (> 30 дБ, у примера на рисунке выше 44 дБ) и ширину луча около 1 градуса. Аналогом этой антенной системы является Fujitsu’s BroadOne GX4000.

Сегодня уже идут тестирования на предмет применения OAM модуляции совместно с этими антеннами.

 

Заключение

OAM модуляция является одним из многих методов, которые будут использоваться для достижения требуемой для 5G сетей пропускной способности  и увеличения скорости передачи данных. Многие аспекты этой технологии еще требуют ряда теоретических и практических решений, начиная от генерации «закрученного сигнала» и заканчивая его обнаружением и минимизацией потерь. Несмотря на мнения некоторых скептиков на предмет этой технологии, довольно крупные компании уже начали работу по созданию оборудования под OAM, поэтому мы склонны думать, что «закрученные» радиоволны займут определенную нишу в 5G сетях и станут неотъемлемой частью технологий, позволяющих организовывать беспроводную связь на гигабитных скоростях.

 

При подготовке статьи были использованы материалы:

1. E-band Microwave 
2. Повышение пропускной способности сети с помощью «закрученных радиоволн» 
3. Encoding many channels on the same frequency through radio vorticity: first experimental test
4. Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing
5. High-capacity millimetre-wave communications with orbital angular momentum multiplexing
6. Communication with spatially modulated light through turbulent air across Vienna
7. Development of wireless communication technologies for future multi-gigabit data transmission
8. A dual-channel 60 GHz communications link using patch antenna arrays to generate data-carrying orbital-angular-momentum beams
9. Experimental demonstration of a dual-channel E-band communication link using commercial impulse radios with orbital angular momentum multiplexing
10. The generation of free-space Laguerre-Gaussian modes at millimetre-wave frequencies by use of a spiral phaseplate