Государственный фонд фондов
Институт развития Российской Федерации

Media Review

Эксперт: сети 5G в России могут заменить почти все телекоммуникационные системы связи

Одним из главных отличий сетей пятого поколения от четвертого является то, что технологии 5G должны обеспечить возможность гарантированной скорости реакции сети.


Мобильные сети пятого поколения могут заменить большинство действующих телекоммуникационных систем связи, в числе которых распределительные эфирные телевизионные сети, различные виды телефонии и профессиональной радиосвязи, и создать новые рынки высокотехнологичных услуг в сферах медицины, транспорта и «умной» городской инфраструктуры. Об этом в понедельник ТАСС сообщил заместитель директора Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Технологии беспроводной связи и интернета вещей» на базе Сколковского института науки и технологий Виталий Шуб.

Некоммерческий консорциум 3GPP (англ. 3rd Generation Partnership Project), занимающийся разработкой и утверждением международных стандартов в сфере сотовой связи, должен принять стандарты для сетей 5G в декабре 2019 года, полагают эксперты. В июне рабочая группа по цифровым технологиям при АНО «Цифровая экономика» (среди учредителей — крупнейшие компании, связанные с технологическим сектором, и правительство РФ) одобрила дорожную карту по беспроводным технологиям, согласно которой к 2024 году предполагается создание 25 пилотных зон 5G на основе отечественного оборудования. Вице-премьер РФ Максим Акимов двумя неделями ранее сообщил о том, что вопрос выделения диапазонов частот решится к 2021 году. а первые зоны коммерческой эксплуатации сетей 5G появятся в Москве, Санкт-Петербурге и Казани, где уже существуют пилотные зоны развития этих технологий.

Одним из главных отличий сетей пятого поколения от четвертого является то, что технологии 5G должны обеспечить возможность гарантированной скорости реакции сети. Параметры задержки сигнала, которые в следующем поколении сети должны будут варьироваться в пределах 1–10 миллисекунд при скоростях передачи от 1 до 10 гигабит в секунду, имеют важное значение не только для потокового вещания, но и работы компонентов интернета вещей, дронов и беспилотного транспорта — без высокой скорости реакции сети нельзя добиться стабильной и корректной работы устройств. Как раз эти перспективные технологические рынки будут призваны развить сети пятого поколения.

«Сети пятого поколения с гарантированной скоростью реакции, заложенной в них при помощи международной стандартизации физической и логической сетевой топологий, фактически позволят беспилотным и дистанционно-управляемым аппаратам стать реальностью, создав площадку для появления новых рынков и сервисов — телеуправляемых автомобилей, услуг в сфере телемедицины и дистанционных хирургических операций, областях развития технологий умных зданий и городов. В теории пятое поколение должно заместить абсолютное большинство телекоммуникационных систем, которые сейчас действуют — распределительных эфирных ТВ-сетей, различных видов телефонии и профессиональной радиосвязи, кроме опорной транспортной оптоволоконной системы связи, которая вне конкуренции — и по скорости передачи сигнала, и по качеству самой сети. Но, скорее всего, 5G полностью заместит эфирное телевидение, даже цифровое», — пояснил Виталий Шуб.

Говоря о возможных изменениях в сфере цифрового телевидения, где гонка цифровых разрешений и кодеков требует все большей пропускной способности каналов передачи данных, а прием сигнала в России предполагает установку антенны, эксперт приводит в пример компанию Huawei. Производитель уже объявил о выпуске SUHD 8К-телевизора с встроенным 5G-модемом.

«Это как раз тот синергетический эффект от сочетания телевидения сверхвысокого разрешения и сотовых сетей со сверхширокой полосой канала передачи данных, который может лечь в основу интернет-телевидения сверхвысокого разрешения в будущем. Цифровое эфирное ТВ без 5G зайдет в тупик из-за того, что частотного ресурса и скоростей передачи для его развития просто не остается», — пояснил Виталий Шуб.

Использование 5G различными устройствами (от смартфона до беспилотного автомобиля) потребует сегментации самих сетей, считает эксперт.

«В этой области может оказаться эффективным подход, который условно называется «slicing», или «нарезка» сети. Скорее всего, сети будут «нарезаться» в зависимости от качества самой услуги, какие-то частотные диапазоны или виртуальные сегменты или домены сети будут предназначены для беспилотников, какие-то — для смартфонов и планшетов, какие-то — для телевизоров SUHD, какие-то — для интернета вещей. К примеру, для телеуправляемых автомобилей, дронов, или ряда корпоративных инфраструктурных решений подойдёт миллиметровый диапазон, работа в котором требует, чтобы получатель сигнала всегда находился в зоне «прямой видимости» базовой станции», — считает Виталий Шуб.

Инфраструктура 5G

Центр компетенций НТИ «Технологии беспроводной связи и интернета вещей» на базе Сколтеха должен стать одним из основных двигателей развития 5G в России. Помимо разработчиков, которые входят в консорциум центра, он объединяет на одной площадке «Клуба 5G» крупнейших производителей оборудования, операторов связи и регуляторов. В задачи специалистов центра входит разработка решений для создания инфраструктуры сетей пятого поколения. Инфраструктура сетей 5G, как и сетей шестого поколения, будет все больше напоминать глобальную сеть wi-fi.

«Концепция сетей пятого поколения такова, что 80% инфраструктуры будет составлять оптоволоконная транспортная сеть, чья плотность, пропускная способность и степень проникновения в здания будут постоянно расти. В сетях 6G этот показатель может достичь 90% и более. Сети будущего станут результатом интеграции wi-fi и сотовой сети, где миниатюрная базовая станция по своим размерам и функциональным характеристикам будет напоминать wi-fi роутер. Это значит, что не абонент будет находиться в зоне действия сети, а сама сеть будет всюду следовать за абонентом», — считает Виталий Шуб.

Специалисты Центра компетенций НТИ, работающие над созданием мобильных сетей следующих поколений, намерены объединить усилия с коллегами из Центра фотоники и квантовых материалов Сколковского института науки и технологий, ведущих фундаментальные исследования в этой области. Ранее разработчики Сколтеха в рамках совместной лаборатории с компанией Huawei создали энергоэффективный декодер для смартфонов китайского производителя, поддерживающих сети 5G.

«Именно наши специалисты стали одними из первых в мире, кто несколько лет назад разработал базовую станцию для сетей 4G. Мы продавали их для лабораторных исследований в многие страны вплоть до выхода на рынок промышленных гигантов. Очевидно, что в силу объёма производства мы не могли с ними конкурировать по стоимости. Без [соответствующей] промышленной политики государства о массовом производстве таких устройств и выходе на международные рынки не может идти речи, так как цена всегда зависит от объемов производства», — сказал ТАСС ректор Сколковского института науки и технологий Александр Кулешов.

К декабрю 2019 года Центр компетенций НТИ готовится представить свою концепцию развития сетей 5G, детально прописывающую роли конкретных разработчиков, производителей оборудования и институтов развития в достижении задач по построению, в частности, физической архитектуры сетей, состоящих из систем базовых станций, радиоэлементов, контроллеров и оптоволоконных транспортных систем.

Работа по внедрению технологий 5G в коммерческий сектор начинается в ряде стран сразу же после принятия международных стандартов, считает Виталий Шуб. К этому моменту производители оборудования, как правило, готовы представить коммерческие образцы, а сотовые операторы — начать их внедрение.

«Смена поколений сотовой связи происходит раз в десять-двенадцать лет, и разрыв между принятием стандарта и коммерческим запуском сети, как правило, достаточно небольшой. Так как в этой отрасли стандарт формируется как отраслевой консенсус между регуляторами (национальными администрациями связи и администраторами национального частотного ресурса), производителями оборудования и операторами связи об уровне технологий, который принимается в качестве базового. Следовательно, к моменту принятия стандартов предсерийные образцы уже, как правило, готовы», — пояснил он.

6G

Как предполагают эксперты, сети 6G еще больше увеличат скорость передачи данных — до 100 гигабит в секунду и выше, со скоростью реакции менее 1 миллисекунды (при просмотре каналов потокового вещания с изображением высокой четкости задержка составляет 10 миллисекунд). Изменится и поддерживаемая плотность устройств в сети. Если в сетях 5G она сможет достигать 1 млн устройств на 1 кв километр, то в сетях следующего поколения этот показатель возрастет.

Работа сетей шестого поколения потребует использования новых диапазонов частот, в том числе и так называемого терагерцового или субмиллиметрового диапазона — от 300 гигагерц до 3 терагерц. Для генерации, обработки и передачи сигнала в таком диапазоне нужны будут новые устройства, изготавливаемые методами нанофабрикации, которых пока ещё нет. Разработки по созданию подобных устройств специалисты Центра компетенций НТИ начали в 2019 году.

«Международные стандарты для сетей шестого поколения будут приняты не раньше выхода минимум одного-двух дополнительных релизов консорциума 3GPP в отношении сетей 5G, которые выйдут ближе к середине 2020-х годов. Следовательно, наши прогнозы — это утверждение 3GPP международных стандартов для сетей 6G к 2030 году и последующее внедрение технологий», — сообщил ТАСС представитель Центра компетенций НТИ.

Нацпроекты

В нацпроекте «Цифровая экономика» запланировано создание сети 5G в первом российском городе к 2021 году и в 10 городах к 2022 году. Задачи развития этих технологий интегрированы и в нацпроект «Наука», в рамках которого в России созданы 14 Центров компетенций Национальной технологической инициативы, развивающих рынки будущего, в том числе — в сфере телекоммуникаций.


Место проведения: