Несколько миллиардов человек в мире уже имеют доступ к сетям 5G. При этом в России все еще рассуждают, нужны ли они, и предлагают сразу перейти к шестому поколению. Насколько это реалистично, каковы перспективы внедрения 5G в РФ и почему предлагаемый сейчас частотный диапазон неинтересен операторам связи в интервью ведущего научного сотрудника Центра инженерной физики Сколтеха Виталия Шуба.
Технология в фазе зрелости
Кабельщик: Оцените текущую ситуацию с внедрением 5G и 6G.
Виталий Шуб: В настоящее время международный стандарт 6G еще не принят. Технология 5G развивается с 2018 года, и она уже вошла в фазу зрелости. Сейчас модно говорить о том, что она провалилась, но я хотел бы сразу развенчать этот миф. На самом деле все с точностью до наоборот.
Как мы помним, в 2000 году ООН назвала технологию GSM самой успешной в истории человечества, потому что за 10 лет к сети GSM подключили один миллиард абонентов. А технология 5G развивается примерно в три раза быстрее. Как при этом она может быть не успешна? Только в одном Китае уже 1,15 млрд человек подключено к сетям пятого поколения.
– Какие еще технологии сейчас востребованы в мире?
– Сравнительно новым применением технологии 5G, которое показала "звездный", взрывообразный рост, является Fixed Wireless Аccess. Это технология беспроводного широкополосного абонентского доступа, радиоаналог медного кабеля или волоконной оптики. Ее применяют там, куда кабель или оптику тащить дорого, сложно или невозможно.
В странах, где тоже очень специфические условия, у этого сервиса также взрывообразный рост. Это США и Индия, причем по разным причинам. В США – большое количество малоэтажной индивидуальной застройки и многочисленная высокодоходная абонентская база. Кабель класть дорого, но при этом ARPU составляет порядка 70–100 долларов в месяц. В Индии все наоборот. Чудовищная плотность нищего-полунищего населения, абсолютно неразвитая телекоммуникационная инфраструктура, огромный запрос на широкополосный интернет. А перекопать всю страну крайне сложно из-за ее рельефов и местной специфики. Люди не могут платить много за связь, но там сложилась экономия масштаба, ведь абонентов очень много, пусть и мало платящих.
Сеть 4G исчерпала ресурсы
– Как известно, в Сколково построили единственную в России достаточно крупную сеть пятого поколения.
– Мы подключили к корпоративной сети 5G большое количество резидентов, в итоге у нас было отработано около 120 кейсов B2B, то есть в том секторе применений 5G, который называется сейчас "частными", "индустриальными" или "корпоративными" сетями, и в секторе B2C.
Узнали на практике, в условиях реальной городской застройки Сколково, как работают сети пятого поколения в том частотном диапазоне, который нам выдали в качестве эксперимента, – 4.8–5 ГГц. Тот же частотный ресурс впоследствии регулятор пытался предложить операторам сотовой связи для коммерческих применений и широкого развертывания. Мы провели первые испытания этой технологии в реальных условиях – на открытой местности и внутри зданий.
– Какие преимущества у технологии 5G с точки зрения пользователей?
– Она дает более высокие скорости передачи и, соответственно, емкости сети, более устойчивую связь, возможность передавать больше информации и предоставлять большее количество сервисов, в том числе и с беспрецедентной гарантией их качества. Конечно, сам значок "5G" на экране смартфона еще ничего не означает. Но это первая технология сотовой связи, где заданы стандарты качества. До этого сотовая связь развивалась в совершенно уникальной для современной экономики парадигме – абонент исправно платит каждый месяц за сервис, но никто не гарантирует ему определенный уровень качества. Да и вообще доступ к услуге в зоне покрытия сети – по принципу "на кого бог пошлет".
Теперь же стандарты четко прописывают уровни QoS. У пятого поколения есть три уникальных атрибута: скорость передачи до 10–20 гигабит в секунду, задержки сигнала не более 10 миллисекунд и плотность размещения абонентов (устройств Интернета вещей) – максимум миллион на один квадратный километр. Максимальная емкость должна составлять порядка 10 гигабит в секунду на одну соту.
Одно из многочисленных преимуществ 5G – можно передавать видео в реальном времени в высоком разрешении. Организовать трансляцию в прямом эфире в хорошем, студийном качестве. Если находишься в зоне сетей 5-го поколения, можно вести в реальном времени видеорепортаж с разрешением 4К или даже 8К – мы это проверили в реальных экспериментах.
По сравнению с десятками мегабит в секунду в сетях LTE (четвертого поколения), сети сотовой связи пятого поколения стран-лидеров в 5G показывают скорость на уровне 200–500 мегабит в секунду. При этом существующие сети уже практически повсеместно полностью исчерпали свои ресурсы из-за более низкой, по сравнению с 5G, спектральной эффективности.
Потребители точно почувствуют плюсы, если сети 5G будут построены правильно. У них будет лучше покрытие, более высокая и стабильная скорость передачи, меньше обрывов, зависаний и так далее. Качество сервиса должно улучшиться.
Основа проблемы – частоты
– Какие перспективы внедрения 5G в России?
– Сетей пятого поколения в стране вообще нет, кроме нашей, пилотной. Но они должны быть построены. Чтобы они появились, нужны три вещи – частоты, оборудование и инвестиции.
С частотами сейчас ситуация очень неопределенная, потому что диапазон 3,5 ГГц, который считается корневым, или, не очень корректно, "золотым", – не очень удачен для сотовой связи. Но более низкой единой частоты по всему земному шару для сотовой связи 5G не нашлось. Он в России не выделен. Вместо него операторам сотовой связи предложили так называемый "китайский" (из-за его принятия в основном в Китае и некоторых странах ЮВА) диапазон, 4.8–5.0 ГГц, не соответствующий частотному распределению в европейской зоне, к которой относится и РФ. Построив сеть в Сколково, мы экспериментально обнаружили и показали, что радиоволны этой частоты гораздо менее применимы для "коврового" покрытия вне и внутри зданий, чем "корневые" частоты 3.5 ГГц и ниже. Они гораздо хуже проходят через железобетонные стены и окна, особенно металлизированные.
Возникают большие проблемы с покрытием внутри здания, радиосигнал быстро затухает, демонстрируя эффект так называемой "первой стены". То есть когда уже за первой стеной или окном здания сигнал очень слабый или связь вообще недоступна.
Операторы это знают, и поэтому им данные частоты неинтересны. Из-за того что у частот 4.8–5.0 ГГц очень плохое покрытие внутри зданий, чтобы обеспечить покрытие, сопоставимое с сетями 2G/GSM, 3G, 4G, им надо ставить дополнительно большое количество новых базовых станций (БС). Для этого нужны новые, огромные инвестиции.
К тому же производители БС производят очень мало оборудования для этого диапазона, так как он непопулярный, в основном – китайские производители для своего же рынка. Кроме того, после 2022 года все основные производители оборудования сетей сотовой связи, включая китайских, ушли с рынка РФ. Да, сейчас
в России БС для сетей 4G и 5G уже выпускают серийно, но производственных мощностей пока еще недостаточно.
– Ваш прогноз, когда возможно появление сетей пятого поколения в РФ?
– Я не могу прогнозировать за правительство – когда оно выдаст частотный(е) диапазон(ы), который(е) удовлетвори(я)т операторов. Все-таки это государственная задача. Аукционы провели, но они сорвались, потому что частоты для операторов оказались непривлекательны. А других им не предложили. Основа всей проблемы – это именно частоты, а не оборудование.
А наиболее подходящие 3,5 ГГц заняты силовыми структурами, спутниковым оператором, военными, космонавтами. Это так называемые "спецпотребители", которые имеют наивысший приоритет в распределении национального радиочастотного ресурса.
Коридор возможностей обеспечивает государство
– Какие есть пути решения проблемы?
– Еще один вариант – получить сравнительно быстро сервис пятого поколения на существующих сотовых сетях 2/3/4G. Это так называемый рефарминг частот, или принцип "технейтральности", – то есть переиспользовать радиочастоты второго, третьего, четвертого поколения для сети пятого поколения.
Сейчас операторы в стране проводят рефарминг частот третьего поколения в четвертое,
в LTE. Речь идет о частотах диапазона 2,1 ГГц. Операторы наперегонки, чтобы решить хоть как-то проблему с емкостью, меняют БС третьего поколения на БС четвертого поколения в тех же частотных диапазонах.
Это уже проходили в Бразилии, и случился скандал, потому что частотные полосы в этих диапазонах уже, чем те, которые нужны для эффективного развертывания сетей 5G. Люди увидели, что у них на телефонах появился значок 5G, им стали говорить, что они должны за это больше платить. А потом очень быстро выяснилось, что, собственно, ничего качественно не изменилось. Что скорости передачи остались практически теми же, качество – то же. Если в существующих частотах 3G и 4G поставить БС пятого поколения, прирост скорости составит порядка 30%. Это неплохо, но явно недостаточно, чтобы обеспечить радикальный прорыв в плане повышения емкости сетей. Тем не менее в недавнем интервью один из операторов заявил, что собирается пойти по этому пути.
– То есть все упирается в политическую волю?
– Сотовая связь всегда работает в коридоре возможностей, который обеспечивает государство. Частотный ресурс в любой стране жесточайшим образом контролируется властями. В мире сети 5G уже строят вовсю, к ним уже подключены несколько миллиардов абонентов. И пока частоты в РФ не выделены, ни о каком бизнесе 5G говорить нельзя.
– Есть мнение, что можно миновать 5G и сразу перейти в 6G. Что думаете по этому поводу?
– Это бредовая, абсурдная и безответственная идея. Скорее всего, ее продвигают люди, которые просто не хотят, чтобы сотовая связь в РФ прогрессировала, и хотят отложить ее развитие до 2035, 2040 года. Те, кто работает в отрасли, прекрасно знают, что телекоммуникационные сети развиваются эволюционно. Каждое поколение сетей сотовой связи "стоит на плечах предыдущего" и переиспользует всю уже построенную гигантскую "наследованную" инфраструктуру, включая магистральные, региональные и городские проводные оптоволоконные сети и системы передачи в них. Нужны не только новые БС, нужно оптоволокно с наивысшими параметрами скорости передачи. Для шестого поколения требования будут еще жестче. Сеть 6G не сможет развиваться на инфраструктуре, устаревшей на 20 лет. Это все равно, что за день из музея сделать гостиницу.
Стандарт шестого поколения будет принят в 2028–2030 годах. После этого начнется постепенное развитие сетей 6G. Для России, как ни странно, хороший момент во всей этой истории заключается в том, что в качестве одной из кандидатных полос для 6G может быть выделена полоса 4,4–5.0 ГГц. К моменту принятия стандарта она уже, возможно, будет легализована. И ее сможет переиспользовать операторское сообщество для сетей 6G.
Есть и другие аргументы – в мире хорошо известна корреляция между развитием сотовых сетей и развитием экономики в целом. Прирост инвестиций в сотовые сети вызывает рост ВВП. Поэтому люди, которые говорят, мол, давайте мы сейчас останемся на четвертом поколении и будем ждать шестого, обрекают экономику на отставание в росте на 1–3% в год.
В целом под шестое поколение заявлено большое количество футуристических сервисов, которые должны сделать жизнь еще более счастливой, яркой, гармоничной и приятной. Например, голографическое телеприсутствие, иммерсивная реальность. Это некий фантастический мир, где будет возможно все что угодно.
– Выходит, что у развития сетей 5G в РФ больше противников, чем сторонников?
– Я могу вам сказать ретроспективно, поскольку занимаюсь сотовой связью с 1994 года, – каждый раз приход нового поколения связи вызывал такую же реакцию. Для операторов сотовой связи смена ее поколений – это как острый нож. Мы это проходили с GSM, 3G, 4G. Каждый раз нас уверяли, что "нашему" потребителю это не нужно (как будто "наш" потребитель чем-то отличается от рядового американца, китайца или индийца). Но это, конечно, не так. Отсутствие спроса среди абонентов невозможно определить, потому что для начала должно быть сформировано предложение. Это модель формирования спроса по принципу "demand, driven by supply" – то есть "спрос, определяемый предложением". Как человек может оценить свою потребность или отсутствие потребности в 5G, если он его не видит и не знает, что получит?
