Кабельщик: ГКРЧ разрешила использовать для 5G частоты, ранее задействованные под LTE, а также диапазон 4,63–4,99 ГГц. Можно ли теперь говорить, что основной частотный барьер для развития 5G устранен, или "золотой диапазон" 3,4–3,8 ГГц все-таки остается незаменимым?
Евгений Девяткин: Безусловно, выделение полосы частот 4,63–4,99 ГГц (n79) позволяет в полной мере реализовать ключевые преимущества сетей 5G по сравнению с LTE. С точки зрения возможности обеспечения высоких скоростей передачи данных и необходимой пропускной способности эта полоса практически не уступает диапазону 3,4–3,8 ГГц.
На сегодняшний день наиболее заметным преимуществом диапазона 3,4–3,8 ГГц остается более развитая экосистема абонентских устройств, поддерживающих соответствующие частоты. Однако этот разрыв постепенно сокращается.
n79 вполне может стать одним из основных диапазонов для массового развертывания 5G в крупных городах и других районах с высокой плотностью населения и трафика. При этом для обеспечения сплошного покрытия малонаселенных и удаленных территорий использование n79 экономически неэффективно. Но в этом отношении n79 принципиально не отличается от диапазона 3,4–3,8 ГГц. Поэтому наиболее рациональной представляется многодиапазонная сеть: низкие частоты обеспечивают широкое и устойчивое покрытие, а n79 — высокую скорость и емкость там, где сосредоточено большое количество пользователей.
– Насколько реалистично обеспечить устойчивое покрытие n79 внутри зданий? Потребуется ли внедрение дополнительного оборудования?
Обеспечить покрытие внутри зданий в диапазоне n79 возможно, однако на частотах около 4,63–4.99 ГГц выше потери при прохождении сигнала через стены, стеклопакеты и другие элементы зданий.
Большое значение поэтому будут иметь активные антенные системы с поддержкой beamforming, позволяющие динамически формировать диаграмму направленности и концентрировать энергию в направлении конкретных пользователей.
При этом базовые станции с пассивными антеннами могут обеспечить indoor-покрытие вблизи базовых станций, однако его качество и глубина проникновения сигнала будут существенно зависеть от плотности сети и характеристик зданий.
Для сложных объектов — крупных торговых и бизнес-центров, аэропортов, стадионов, производственных зданий — дополнительно могут применяться indoor-системы, малые соты и распределенные антенные системы.
– Как можно решить проблему с тем, что большинство смартфонов, используемых в стране, не поддерживают диапазон n79?
Здесь я бы разделил проблему на две части.
Первая — устройства, в которых диапазон n79 аппаратно поддерживается, но его использование ограничено программным обеспечением или региональной конфигурацией. После появления в России коммерческих сетей в этом диапазоне у операторов и регуляторов появляется основание взаимодействовать с производителями устройств по вопросу активации соответствующей поддержки там, где это технически возможно.
Вторая и более значительная часть — смартфоны, которые физически не поддерживают n79. Здесь решить вопрос программным обновлением уже невозможно: по мере естественного обновления парка устройств они будут постепенно заменяться новыми моделями. Появление реальных коммерческих сетей 5G в n79 создаст дополнительный стимул выбирать устройства с поддержкой этого диапазона.
– Даст ли использование существующих LTE-частот для 5G ощутимое повышение скорости и снижение задержки или это прежде всего способ быстрее запустить новый стандарт без принципиального улучшения качества связи?
– Здесь стоит разделять внедрение самой технологии 5G и появление большого нового частотного ресурса.
Если 5G разворачивается исключительно в тех же полосах частот, которые сегодня используется LTE, радикального многократного роста скорости пользователь, скорее всего, не увидит. Тем не менее переход на 5G позволяет более эффективно использовать имеющийся спектр, повышать общую пропускную способность сети, лучше обслуживать большое количество одновременно подключенных пользователей и постепенно внедрять новые возможности сети. А наиболее заметный для пользователя прирост скорости возникнет тогда, когда 5G получает дополнительно широкие полосы, такие как n79.
– Как перераспределение частот между LTE и 5G скажется на абонентах 4G? Есть ли риск, что ради появления 5G ухудшатся емкость и скорость действующих LTE-сетей?
– Теоретически такой риск существует, если оператор одномоментно заберет значительную часть частотного ресурса у LTE и передаст ее 5G, в то время как большая часть абонентов продолжит пользоваться устройствами 4G.
Однако на практике рефарминг спектра проводится постепенно, по мере изменения структуры абонентской базы. Чем больше пользователей переходит на устройства с поддержкой 5G, тем больший объем спектра можно безболезненно переводить из LTE в NR.
Кроме того, сеть может одновременно использовать разные диапазоны для различных поколений связи и гибко перераспределять ресурсы между ними. На достаточно продолжительном переходном этапе LTE и 5G будут сосуществовать. Задача оператора заключается в том, чтобы перераспределять спектр постепенно, не допуская заметного ухудшения качества услуг для существующих абонентов 4G.
– Каким основным техническим требованиям должны соответствовать отечественные базовые станции 5G для массового развертывания сетей?
– Основные радиотехнические параметры базовых станций определены решением ГКРЧ. При этом с точки зрения массового развития сети особенно важны два класса оборудования: базовые станции с традиционными пассивными секторными антеннами и станции с активными антенными системами.
Первый вариант дешевле и технологически проще и может эффективно использоваться там, где требования к емкости и покрытию относительно невысоки.
Однако для плотной городской сети в диапазоне n79 особенно важны активные антенные системы с поддержкой Massive MIMO и beamforming. Они позволяют одновременно формировать несколько пространственных лучей, увеличивать спектральную эффективность сети и улучшать качество связи, в том числе для пользователей внутри зданий.
Помимо, собственно, радиочасти, отечественные решения должны обеспечивать полноценную поддержку архитектур 5G, необходимых интерфейсов и функций 3GPP, агрегации частот, современных алгоритмов управления радиоресурсами и интеграции с существующими LTE-сетями.
То есть задача заключается не просто в том, чтобы создать базовую станцию, которая формально может передавать сигнал 5G, а в том, чтобы ее характеристики по емкости, надежности и эффективности были сопоставимы с требованиями современных операторских сетей.
– Какое количество базовых станций потребуется для выполнения утвержденной программы внедрения 5G и соответствует ли этот объем возможностям отечественных производителей?
– Здесь важно разделять общее обновление инфраструктуры мобильных сетей и непосредственно строительство 5G. В рамках действующих программ до 2030 года предусматривается производство и установка порядка 75 тыс. отечественных базовых станций мобильной связи. При этом значительная часть уже существующего оборудования предназначена для модернизации существующей сети и должна поддерживать переход от LTE к 5G посредством программного обновления.
Сейчас основная задача заключается уже не только в разработке оборудования, но и в масштабировании серийного производства и его массовом внедрении в операторские сети.
– Насколько российская технологическая экосистема готова к полноценной сети 5G Standalone с собственным ядром, а не только к запуску 5G поверх инфраструктуры LTE?
– Я бы сказал, что сегодня российская экосистема находится на переходном этапе.
Для первого этапа массового внедрения технически проще использовать архитектуру NSA, при которой радиодоступ 5G работает совместно с уже существующей инфраструктурой LTE. Такой подход позволяет значительно быстрее начать строительство сети и использовать уже развернутую инфраструктуру операторов.
Одновременно в России ведется разработка собственных решений для ядра 5G Standalone. Такие решения уже существуют, в том числе на уровне опытной и предкоммерческой эксплуатации, однако переход к полноценной массовой SA-сети требует не только самого ядра. Необходимо обеспечить совместимость большого числа компонентов, биллинга, систем управления сетью, абонентских устройств, механизмов безопасности и самого радиодоступа.
Поэтому запуск радиосети 5G и создание полноценной экосистемы 5G SA — это несколько разные по сложности задачи. Вероятнее всего, развитие будет происходить поэтапно: от использования существующей LTE-инфраструктуры к постепенному внедрению полноценной архитектуры Standalone.
– Можно ли назвать конкретные сроки, когда обычный абонент, а не участник форума или посетитель тестовой зоны, сможет воспользоваться полноценным 5G?
– Конкретный момент будет зависеть от темпов строительства операторами коммерческих сетей после принятия частотных решений.
На сегодняшний день уже создано главное регуляторное условие — определен частотный ресурс, который можно использовать для строительства 5G. Следующий этап — серийное развертывание отечественных базовых станций и формирование коммерческих зон покрытия.
Поэтому речь уже идет не о принципиальной возможности появления 5G, а о скорости масштабирования сети. Первые коммерческие зоны будут закономерно появляться в крупнейших городах и районах с наиболее высокой концентрацией трафика, после чего покрытие будет постепенно расширяться.
Важно также понимать, что "появление 5G в городе" и сплошное покрытие всего города — это разные этапы. Первоначально новая сеть почти неизбежно будет дополнять существующую LTE-сеть.
– Почему доступ к 5G фактически ограничен крупнейшими операторами? Есть ли технические основания не допускать независимые MVNO?
– С чисто технической точки зрения принципиального запрета для работы MVNO в сети 5G нет. Виртуальный оператор может пользоваться радиодоступом инфраструктурного оператора так же, как сегодня это происходит в сетях LTE.
Более того, архитектура 5G в перспективе создает дополнительные возможности для виртуализации сети, включая network slicing, когда различные виртуальные операторы или корпоративные клиенты могут получать логически изолированные ресурсы одной физической инфраструктуры.
Поэтому вопрос участия MVNO является прежде всего вопросом модели доступа к сети, коммерческих соглашений между операторами и регуляторных условий, а не фундаментального технического ограничения технологии 5G.
На первом этапе, когда сеть только строится и требуется значительный объем инвестиций, логично, что основную инфраструктуру разворачивают крупнейшие операторы. Но после ее появления технических препятствий для предоставления доступа MVNO значительно меньше.
– Нужен ли России единый инфраструктурный оператор 5G или такая модель снизит конкуренцию и замедлит внедрение новых решений?
– У модели единого инфраструктурного оператора есть как преимущества, так и недостатки. Совместное использование инфраструктуры позволяет уменьшить капитальные затраты, избежать параллельного строительства нескольких практически одинаковых сетей и более эффективно использовать ограниченный радиочастотный ресурс.
С другой стороны, конкуренция операторов распространяется не только на тарифы, но и на качество радиосети, скорость внедрения новых технологий и выбор технических решений. При единственной инфраструктурной сети часть этих стимулов может уменьшиться.
Поэтому здесь возможны промежуточные модели: совместное использование отдельных элементов инфраструктуры или радиосети при сохранении независимых ядер, сервисов и конкурентных предложений операторов.
– На каком этапе сегодня находятся российские исследования в области 6G?
– К сожалению, сегодня российские исследования в области 6G пока заметно уступают по масштабу работам, которые ведутся крупнейшими мировыми технологическими центрами. Наиболее значительные программы исследований и стандартизации развиваются в Китае, США, странах Европейского союза, Японии, Южной Корее и Индии.
В России существуют отдельные исследования университетов, научных организаций и компаний. В частности, ведутся работы, связанные с перспективным радиочастотным спектром, моделированием сетей следующего поколения и оценкой технологий IMT-2030 в рамках Международного союза электросвязи.
Однако пока эти работы носят достаточно фрагментарный характер. Чтобы существенно влиять на будущий облик 6G, недостаточно начать заниматься этой тематикой непосредственно перед внедрением стандарта. Необходимо участвовать уже сейчас — на этапе формирования требований, исследования потенциальных технологий, стандартизации и определения перспективного спектра.
Именно на этом этапе решения отдельных компаний и исследовательских групп постепенно превращаются в глобальный стандарт, который затем используется десятилетиями.
– Насколько оправданно готовиться к внедрению нового поколения связи, пока в стране еще не создана массовая коммерческая сеть 5G?
– Готовиться к 6G необходимо уже сейчас. Исследования каждого нового поколения мобильной связи начинаются значительно раньше его коммерческого развертывания, поскольку между формированием концепции, разработкой стандартов, созданием оборудования и появлением массовой сети проходит много лет.
Значительная часть решений будет эволюционным развитием того, что уже создается для 5G: виртуализированная архитектура сети, Massive MIMO, облачные платформы, технологии управления радиоресурсами и использование искусственного интеллекта.
При этом 6G должно существенно расширить применение таких направлений, как интеграция наземных и спутниковых сетей NTN, использование искусственного интеллекта непосредственно в управлении сетью, а также ISAC — совмещение функций связи и радиолокационного зондирования.
– Какие конкретные ошибки, допущенные при подготовке к запуску 5G, нельзя повторить при формировании российской стратегии развития 6G?
– Главный вывод из истории с внедрением 5G заключается в том, что вопросы радиочастотного спектра нельзя откладывать до момента, когда технология уже готова к коммерческому развертыванию.
Необходимо заранее определить полосы частот, которые потенциально могут использоваться сетями нового поколения, провести исследования совместимости с существующими радиослужбами и сформировать понятные условия их использования.
Не менее важно своевременно принимать решения о технологической нейтральности, чтобы операторы могли постепенно внедрять 6G в уже используемых полосах LTE и 5G, не ожидая появления полностью нового диапазона.
При этом в случае 6G ситуация с диапазоном 3,4–3,8 ГГц, возникшая при развитии 5G, может и не повториться. Одним из наиболее перспективных диапазонов для будущих сетей IMT рассматриваются частоты выше 6 ГГц. В России уже существует возможность ориентироваться на диапазон 6425–7125 МГц, для которого в 3GPP стандартизована полоса n104. Данная полоса частот отмечена в национальной таблице распределения как перспективная для внедрения IMT, а на ВКР-23 где принималось решение о ее идентификации для IMT наша делегация была одна из тех кто ее активно продвигала и поддерживала и ее продвижение случилось во многом именно благодаря нашим усилиям.
Но тут безусловно стоит отметить, что одного наличия частот недостаточно. Учитывая, что зарубежное оборудование по разным причинам нам будет скорее всего недоступно, параллельно необходимо развивать отечественное оборудование, исследовательские компетенции, участвовать в работе консорциума 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project) и МСЭ (Международный союз электросвязи) и формировать собственные технические предложения еще на этапе стандартизации.
Если начать заниматься всеми этими вопросами только после окончательного утверждения стандарта 6G, страна снова окажется в положении догоняющей. Поэтому, пожалуй, главный урок 5G состоит в необходимости синхронно развивать три направления: спектр, технологии и стандартизацию.
