5G как движущая сила четвертой индустриальной революции

Тема 5G уже неоднократно поднималась на страницах "Кабельщика". Мы говорили о преимуществах стандарта с точки зрения скорости передачи данных и минимизации задержки, разбирали вопросы безопасности. Но тема эта, как нам представляется, далеко не исчерпана. Напротив, мы стоим сейчас на пороге четвертой технологический революции, итогом которой станет переход к новой, постиндустриальной реальности. В этом дивном новом мире, отчасти виртуальном, коммуникации, в том числе и видеокоммуникации, поднимаются на новый уровень и начинают играть решающую роль. Технологической основой этой новой реальности послужит стандарт 5G. Возможно, в дальнейшем появятся стандарты, еще более продвинутые и удобные, но на сегодняшний день именно 5G позволяет сделать решающий шаг в космос нового мира. Поэтому сейчас мы остановимся на конкретных примерах внедрения 5G для улучшения коммуникаций и видеостриминга.

Внедрение стандарта 5G в Великобритании началось еще в мае 2019 года, и в последнее время все ведущие мобильные операторы страны предлагают подключение по этому стандарту в большинстве крупных и даже не очень крупных городов. Довольно подробный разбор победного шествия этой технологии по Великобритании опубликован в октябре 2020 года. Сейчас EE, Vodafone, Three, O2, Sky Mobile и BT отчаянно конкурируют за абонентов, предлагая супервыгодные условия подключения и новые модели смартфонов со значительной скидкой.

Мобильный оператор Orange только что запустил свою сеть 5G в 15 французских муниципалитетах, включая Ниццу, Марсель, Ле-Ман, Анже и Клермон-Ферран. К концу 2020 года более 160 муниципальных образований Франции охвачены 5G. Запуск 5G с тактовой частотой 3,5 ГГц обеспечивает повышение скорости передачи данных в 3–4 раза по сравнению с 4G. 1 октября в ходе аукциона Orange получил наибольшую долю частотных блоков с диапазоном 90 МГц. Сейчас развертывание в основном сосредоточено на этих новых частотах 3,5 ГГц, но может быть дополнено использованием частот 2,1 ГГц. Развертывание будет происходить постепенно и в конструктивном диалоге со всеми местными властями: будучи ответственным оператором, Orange стремится, с одной стороны, удовлетворить растущие потребности своих клиентов не только в мобильной связи, но и в использовании иных приложений смартфонов с технологией 5G, а с другой – заручиться поддержкой экологов, убеждая их, что эта технология является более "зеленой".

И действительно, исследование Nokia и Telefónica показало, что сети 5G на 90% более энергоэффективны на единицу трафика, чем сети предыдущего поколения, 4G. Исследование, которое проводилось в течение трех месяцев 2020 года, было сосредоточено на энергопотреблении сети радиодоступа (RAN) в сети Telefónica. Развертывание сетей 5G должно значительно увеличить трафик, поэтому крайне важно, чтобы потребление энергии не увеличивалось с той же скоростью.

В ходе всестороннего тестирования были изучены 11 различных заранее определенных сценариев, в которых измерялась энергия, потребляемая на 1 Мбит/с, в зависимости от распределения нагрузки трафика. Результаты показали, что технология 5G RAN значительно более эффективна, чем предшествующая технология, когда речь идет о потреблении энергии в расчете на пропускную способность трафика. В исследовании, в котором использовалось оборудование Nokia AirScale, включающее базовые станции AirScale и решения AirScale для массивных адаптивных антенн MIMO, объединены фактические показания энергопотребления базовых станций на месте в разных сценариях нагрузки трафика, от 0 до 100%, а также удаленный мониторинг фактического энергопотребления пользователей через системы управления сетью. Таким образом, 5G – это изначально более экологичная технология с бóльшим количеством бит данных на киловатт энергии, чем у любого предыдущего поколения беспроводных технологий.

Тем не менее и для сетей 5G требуются дальнейшие действия по повышению энергоэффективности и минимизации выбросов CO2, которые будут сопровождаться экспоненциально увеличивающимся трафиком данных. На уровне базовой радиостанции и сети имеется несколько функций энергосбережения, таких как функции энергосбережения 5G, развертывание малых сот, новая архитектура и протоколы 5G, которые можно объединить для значительного повышения энергоэффективности беспроводных сетей.

При внедрении технологии 5G речь пойдет не только о смартфонах, но и о мобильных донглах, которые, по сути, могут заменить приставки платного ТВ.

Так, аппаратный ключ OTT HDMI от Orange для мобильного телесмотрения был впервые внедрен во Франции еще 5 лет назад, летом 2015 года, и позволил зрителям смотреть телеканалы и получать услуги Orange (VoD, replay, Dailymotion) в любом месте, независимо от провайдера широкополосного доступа. Orange, напрямую конкурирующий с Google Chromecast, является первой французской телекоммуникационной компанией, предоставившей такой тип ключа OTT, который можно применить к любому подключенному устройству. Стоимость ключа в момент внедрения была не столь высока – около 40 евро. При переходе на новый стандарт 5G ключ придется, конечно, заменить, но это не станет для зрителей большой финансовой проблемой.

Итак, в нашем дивном новом мире 5G традиционной кабельно-спутниковой схеме платного ТВ остается все меньше места. Исторически платное телевидение хорошо поднялось на спортивном показе, но из этой ниши его также начала вытеснять новая технология.  Так, в декабре 2020 года DAZN – спортивная стриминговая служба – заключила партнерские отношения с японской телекоммуникационной компанией KDDI, чтобы предоставить клиентам в Японии улучшенные впечатления от просмотра спортивных состязаний по технологии 5G. Соглашение знаменует собой первую интеграцию плана платежей DAZN в сети 5G. С 11 декабря клиенты с мобильными телефонами с поддержкой 5G смогли смотреть DAZN в улучшенном качестве: с более высокой скоростью загрузки и значительным сокращением задержки при прямых трансляциях. В рамках партнерства клиенты получат трехмесячный доступ к DAZN через тарифный план Data Max 5G, что позволит им видеть столько спорта, сколько они хотят, с безлимитным тарифом на передачу данных.

Макото Такахаси, президент KDDI Corporation, сказал: "Мы очень рады, что благодаря этому партнерству можем предоставить клиентам совершенно новые впечатления от просмотра спортивных состязаний. Мы намерены повышать привлекательность 5G устройств для всех клиентов с помощью богатого предложения контента от DAZN, основанного на нашей концепции “5G для всех”". Бен Кинг, главный специалист по подписке DAZN, добавил: "Миллионы фанатов по всей Японии уже изменили способ просмотра спортивных трансляций через DAZN. Просмотр стал легче, более гибким и доступным, чем раньше. Возможности 5G и наше партнерство с KDDI открывают нам невероятные возможности, чтобы вывести спортивные состязания на новый уровень. Теперь болельщики в Японии могут наслаждаться игрой своих любимых команд из J. League, NPB, Formula 1 и Premier League в превосходном качестве 5G. И мы надеемся на тесное сотрудничество с KDDI для изучения возможностей, которые предоставляет 5G для создания более интерактивных и увлекательных возможностей просмотра, включая данные в реальном времени, сообщества, геймификацию, дополненную и виртуальную реальность. Чтобы отпраздновать это событие, мы даем всем клиентам KDDI 5G DAZN бесплатно в течение первых трех месяцев".  Портфель прав DAZN в Японии включает ведущие национальные и международные футбольные соревнования, в том числе J. League, Premier League, La Liga, Serie A, Ligue 1 и Кубок Англии, а также NFL, Formula 1, WTA, FIBA и Yomiuri Giants, Hanshin из NPB. Tigers, Chunichi Dragons, Tokyo Yakult Swallows, DeNA Baystars и Pacific League Baseball.

В Германии активное внедрение 5G идет уже год. Первым в игру вступил Deutsche Telecom, затем подключились Vodafone и другие операторы. На уровне поставщика оборудования для сотовых станций в жесточайшую схватку за объемы продаж вступили Huawei и Ericsson, но в результате сложных политических баталий второй по величине рынок после Китая оказался для Huawei недоступен. В целом Европа – северная, южная и центральная – организованно и слаженно внедряет 5G технологию регион за регионом.

Хотя решение о внедрении 5G в США было принято еще в 2016 году, реальное выделение частот и строительство сетей шло ни шатко ни валко: только в 2019-м удалось освободить часть спектра, необходимого для разворачивания сетей. Все так неспешно и тянулось бы по сей день, но в марте 2020-го ударил кризис пандемии, который придал процессу необходимое ускорение. Можно сказать, что сейчас США утратили свою лидирующую роль во внедрении 5G технологии, о которой так громогласно заявляли еще 2–3 года назад.

В России над созданием мобильной связи 5G работают операторы МТС, Мегафон, Билайн и Tele2. Они тесно сотрудничают с вендорами Huawei, Nokia и Ericsson, которые помогают им разрабатывать необходимое оборудование и конечные устройства, потому что по закону оборудование должно быть произведено в России. Мегафон развернул первую тестовую сеть на площадке Санкт-Петербургского экономического форума. Реальная скорость передачи 5G составила 1,24 Гбит/сек. Позже на другом мероприятии – Нижнегородском бизнес-саммите – была взята планка в 5 Гбит/сек. МТС проводил пилотные запуски сотовой связи 5G во время чемпионата мира по футболу. Реально достигнутая скорость – 4,5 Гбит/сек на оборудовании Nokia. Кроме этого, МТС планирует использовать технологии от Ericsson и Samsung. МТС – единственный на сегодняшний день оператор, у которого есть полноценная лицензия, действительная до июля 2025 года. Tele2 подписал договор с Nokia для построения сети 5G, но полноценных запусков или даже тестирований не проводил ни этот оператор, ни "Билайн".

Итак, мы видим, что внедрение 5G началось по всему миру: оно признано перспективным и носит необратимый характер. Этот процесс обеспечивают огромные инвестиции. Приведем лишь некоторые цифры. По данным ABI research, таблица поставок смартфонов в 2020–2025 годах в миллионах штук выглядит следующим образом:

  2020 2021 2022 2023 2024 2025 Среднегодовой рост (CAGR) 2020–2025

Смартфоны по всему миру

1281,2 1379,4 1446,3 1494,6 1538,4 1583,3 3%

Смартфоны 5G

192,1 368,1 549,3 777,2 985,3 1150,3 43,0%

Смартфоны 5G% от общего числа

15,0% 26,7% 38,0% 52,0% 64,1% 72,7%  

 

Продажи смартфонов 5G будут расти экспоненциально, достигнув к 2025 году 1,15 млрд единиц, что составит более 70% от общего объема продаж смартфонов. Это станет самым ускоренным внедрением нового поколения мобильных технологий в истории. Ожидается, что продажи смартфонов и аксессуаров с подключением 5G будут расти более агрессивно по сравнению с устройствам 4G и на момент полного запуска 5G превзойдут предшествующие технологии почти по всем показателям, включая число мобильных устройств, абонентов и сетей. Объем продаж будет превышать 4G в течение ряда лет, в первые годы в основном за счет Китая.

Инвестиции в инфракструктуру предполагается сделать достаточно серьезные, но и возможности сети будут значительно отличаться от того, с чем мы привыкли иметь дело. Один из интереснейших аспектов мобильной архитектуры 5G – это так называемый слайсинг, или сегментация сети (англ. network slicing), который наверняка найдет применение в сетях фиксированной связи либо за пределами мобильных и стационарных сетей.

Оператор мобильной сети сможет "нарезать на ломтики" сетевые ресурсы (маршрутизаторы и каналы) вместе с вычислительными ресурсами и ресурсами хранения (для NFV и облачных приложений) и выделять их сервисам. Эта технология появилась в рамках ориентированного на сотовую связь проекта 3GPP. Слайсинг сети 5G может принести к 2026 году около $8,9 млрд при среднегодовом темпе роста 76%, что, возможно, приведет к падению доходов поставщиков услуг стационарной связи (CSP). Но для отрасли в целом использование новых значительных возможностей роста будет зависеть от готовности внедрять новые технологии, такие как базовые сети 5G и принципы, основанные на облачных технологиях. С другой стороны, компании-гиганты, такие как Microsoft и Amazon, осознают эту динамику и позиционируют себя соответственно с решениями для телекоммуникационных компаний, такими как Amazon Web Services (AWS) Wavelength и Microsoft Azure Edge Zones, особенно при развертывании периферийных вычислений.

ABI Research прогнозирует, что при внедрении 5G глобальный доход от облачных услуг для телекоммуникационных компаний вырастет к 2025 году до 29,3 млрд долларов с 8,7 млрд долларов в 2020-м при среднегодовом темпе роста (CAGR) за 5 лет в размере 27%. Рост облака телекоммуникационных компаний будет обусловлен в основном инвестициями в облачную инфраструктуру, такими как виртуальные сетевые функции (VNF), управление и сетевая оркестровка (MANO) и облачные функции (CNF). ABI Research полагает, что к 2025 году рынок облачных услуг для телекоммуникационных компаний в Северной Америке будет стоить 10 млрд долларов, за ним последуют 9 млрд долларов в Азиатско-Тихоокеанском регионе (APAC) и наконец 8,2 млрд долларов в Европе.

Введение облачных технологий в бизнес-среду телекоммуникационных компаний также обусловит некоторые сдвиги в цепочке создания стоимости. Например, телекоммуникационным компаниям сейчас предлагается второй вариант развертывания облака – подход с использованием нескольких поставщиков, при котором разные поставщики сетевого оборудования несут ответственность за различные облачные компоненты. Хотя этот подход, по-видимому, дает некоторые преимущества, такие как предотвращение привязки к одному поставщику, он также требует существенной координации усилий посредством не только надежного MANO, но и координации между всеми заинтересованными сторонами на определенных ключевых этапах развертывания облака телекоммуникационной компании, в частности на этапе проектирования и планирования.

В течение нескольких ближайших лет предстоит серьезная работа как по разворачиванию непосредственно инфраструктуры, так и по наращиванию сложности ПО и взрывному росту всевозможных приложений для 5G, причем услуги телевидения, а также других развлечений и игр будут лишь малой частью этой огромной трансформации, которая происходит глобально и окажет влияние на развитие человечества в целом.