В глубине 5G
По данным исследования Глобальной ассоциации поставщиков оборудования для мобильных сетей (GSA), к ноябрю 2020 года количество коммерческих сетей 5G, доступных абонентам для полноценного использования, достигло 122 единицы в 49 странах.
Лидерами в апробации сетей 5G являются Южная Корея и КНР. В Китае технология доступна в 57 городах у трех главных мобильных операторов: China Mobile, China Telecom и China Unicom. GSMA Intelligence (Глобальная ассоциация операторов мобильной связи) прогнозирует, что к 2025 году в Китае будет 460 млн подключений к сетям 5G. Южная Корея уже запустила технологию в 85 городах и рассчитывает, что к 2026 году 90% мобильных пользователей в стране будут подключены к стандарту 5G. Успешные проекты также есть в Швеции, Турции, Эстонии, Японии и США. Четыре главных оператора в Великобритании уже запустили коммерческие сети для абонентов. Подобные сети доступны и в Испании, Франции, Австрии, Финляндии, Германии, Венгрии, Ирландии, Румынии и Латвии. Швейцария уже к концу 2020 года планирует покрыть 5G до 90% населения.
Тема внедрения 5G в России одна из наиболее обсуждаемых на рынке, однако ситуация с запуском стандарта нового поколения не настолько радужная как у соседей.
В 2018 году правительство РФ утвердило национальную программу «Цифровая экономика», в которой зафиксированы показатели, непосредственно касающиеся развития сетей 5G. В частности, прописано количество городов и отраслей, в которых стандарт должен появиться в ближайшее время. Изначально планировалось, что через два года сети 5G будут развернуты в десяти городах-миллионниках. Тестовые площадки и пробные зоны уже есть у четырех главных операторов («МегаФон» в Москва-Сити; «Билайн» в Сколково; МТС на ВДНХ; «Теле2» на Тверской улице). При этом сети 5G пока недоступны для коммерческого использования.
В последнее время все активнее обсуждается предложение строить сети 5G только на отечественном оборудовании, которое, по оценкам производителей, может появиться не раньше 2023 года. Эксперты неоднозначно оценивают ситуацию, рассматривая и альтернативные пути для российского рынка.
Анна Серебряникова (президент Ассоциации больших данных):
Нужно понимать, что 5G может реализовываться по-разному. Это может быть классическая связь и передача данных — большой рынок B2C-клиентов. Также есть специфические применения, а именно локальные профессиональные сети, например, для автономного транспорта при разработке карьеров. Эти локальные сети тоже относятся к 5G, но располагаются в более высоком частотном диапазоне от 24 ГГц. Также к бизнес-сегменту относят проекты, связанные с Интернетом Вещей. Касательно того, что будет развиваться первым, я думаю, что из-за доступности для разработки спектра только в верхнем диапазоне, в первую очередь будут развиваться локальные решения. Мы уже видим локальные пилотные запуски 5G на промышленных территориях. В следующем году их количество увеличится.
Что касается доступа для широкого потребителя, это диапазоны нижнего и среднего сегмента. К ним обычно относят диапазоны 700 МГц, 3,4-3,8 ГГц и 4,8-4,99 ГГц. В этой части мы в ближайшее время скорее всего развёрнутых сетей не увидим в силу нескольких причин. Первое – это недоступность частотного ресурса. Второе – есть требование о том, что сети пятого поколения должны строиться на российском оборудовании. А российское оборудование ещё не произведено. Третий аспект заключается в том, что на данный момент это новая довольно дорогая технология.
Андрей Богославский (инженер VNF компании «ТАЛМЕР»):
Для операторов нужны антенные модули, все это необходимо отдельно покупать. В России не производится телеком-оборудование. Ни антенн, ни базовых станций. Соответственно, вендорам придется это разрабатывать и делать только для России. Может быть, еще какая-то группа стран найдется. Здесь все от массовости зависит. Чем меньше тираж, тем будет дороже.
Выпуск девайсов с нестандартными диапазонами в России не налажен. А заказывать за рубежом под нас — экономически невыгодно. И базовые станции, и абонентские устройства выпускать только под российские диапазоны. И при этом такие девайсы не смогут работать при выезде в роуминг. Их эффективность будет снижена, потому что этого диапазона не будет за границей.
Почему для 5G нужен конкретный диапазон 3,4–3,8 ГГц?
Диапазон 3,4–3,8 ГГц — самый популярный для развития сетей 5G в мире, и, соответственно, под него создано наибольшее количество эффективного оборудования. Он обеспечивает оптимальный баланс между скоростью и покрытием. Но для использования всех возможностей и функций 5G необходим весь спектр частот: низкие до 1 ГГц обеспечивают более широкое покрытие, высокие в миллиметровом диапазоне дают ультраскоростную передачу данных. При этом 3,4–3,8 ГГц — удобная отправная точка, по которой достигнуто согласие в общемировом масштабе.
Сергей Сосин (руководитель интеграционных проектов компании Nexign):
Существуют международные институты стандартизации, такие как 3GPP, где представители разных операторов и мировые эксперты описывают, какие частоты можно выделить под разные сети связи. Разделение на три диапазона — низкие, средние, высокие — условное. В реальности этих диапазонов около 40. Именно на обозначенные в стандартах диапазоны опираются производители смартфонов, IoT-устройств, антенных решений и вендоры базовых станций 5G. Средний диапазон с точки зрения получения 5G-сервиса не отличается от верхнего или нижнего. Под определенный диапазон нужно сделать свою антенну, устройство с чипом.
В пользу 3,4–3,8 ГГц будут действовать экономические рычаги. В Европе и США большинство регуляторов выделили диапазон частот 3,4 ГГц для внедрения 5G. Это означает, что вендоры 5G-оборудования в первую очередь будут делать комплектующие, которые поддерживают именно этот диапазон.
Сделать оборудование в диапазоне 4,4–5,0 ГГц тоже можно, просто это устройство будет стоить дороже только по причине того, что рынок устройств, поддерживающих частоты 4,4–5,0 ГГц, будет в несколько раз меньше рынка для диапазона 3,4–3,8 ГГц. С другой стороны, судя по опыту развития LTE, через несколько лет появятся универсальные чипы для большинства диапазонов, примером может служить выход на рынок iPhone 12 с поддержкой обоих диапазонов — 3,4 ГГц и 4,4 ГГц.
Анна Серебряникова (президент Ассоциации больших данных):
Во-первых, для того, чтобы дойти до потребителя, нужно чтобы максимальное количество оконечных устройств (телефонов, планшетов, компьютеров) поддерживало этот стандарт. А 3,4-3,8 ГГц – это основной стандарт развития 5G во всех развитых экономиках. Применение диапазона 4,8 – 4,99 есть в Китае и некоторых странах, но это значит, что мы будем ограничены только китайскими устройствами. И, соответственно, проникновение в рынок этой услуги будет затруднено.
Во-вторых, важна пропускная способность и плотность базовых станций, которые необходимо установить для диапазона 4,8 ГГц. По теоретическим исследованиям базовые станции нужно ставить плотнее в два раза по сравнению с 3,4-3,8 ГГц, а в практических испытаниях даже в три. Соответственно, чтобы покрыть одну и ту же территорию нужно вложить в несколько раз больше денег.
Третий фактор связан с международной координацией. Международный союз электросвязи и все регламенты говорят о том, что диапазон 4,8-4,99 ГГц используется военными НАТО. Из этого следует, что у нас на приграничных территориях, где есть страны-члены НАТО, например в Прибалтике, будет защитное пространство 450 км. И, соответственно, вся северо-западная часть России вообще не попадёт в 5G, если использовать этот диапазон, как основной.
Альтернативные пути развития 5G
Некоторые эксперты считают, что существует альтернативный подход к развитию сетей 5G — «переиспользование» частот, применяемых операторами для 4G и 5G, а именно функционал DSS (Dynamic Spectrum Sharing). Суть метода заключается в следующем: базовая станция, в зависимости от нахождения в соте соответствующих абонентов — 4G и 5G, — определяет, какой режим необходимо активировать в данный момент.
В марте 2020 МТС совместно с Ericsson провели тесты технологии динамического перераспределения частотного ресурса между сетями 4G LTE и 5G в Уфе. По словам представителей МТС, это не даст таких же скоростей, как внедрение 5G в традиционных диапазонах, но позволит создать базовое покрытие и в перспективе объединить частоты LTE с частотами 5G, например, в диапазоне 3,5 ГГц, что значительно расширит покрытие сетей 5G.
Сергей Сосин (руководитель интеграционных проектов компании Nexign):
Dynamic Spectrum Sharing — сложная технология, которая позволяет обеспечить максимальное покрытие 5G для новых пользователей и вместе с тем продолжать обслуживать большинство текущих пользователей в сетях предыдущего поколения. Но я подчеркну, что сейчас в России это невозможно: нет разрешения регулятора. Чтобы ускорить развитие 5G, даже не нужно использовать сложные технологии, достаточно будет снять запрет на использование существующих частот 2G/3G/4G под сети пятого поколения. Тогда операторы смогут переиспользовать имеющиеся у них частотные ресурсы. Кто-то откажется от 3G, кто-то от 2G, кто-то задействует технологию DSS, которая позволит экономически выгоднее утилизировать имеющиеся ресурсы. Например, «Теле2» успешно работает в Московском регионе и без 2G.
Андрей Богославский (инженер VNF компании «ТАЛМЕР»):
Первым «кандидатом» на выключение является 3G. Dynamic Spectrum Sharing позволит разделить один частотный диапазон между двумя технологиями 4/5G, что будет оправдано на первых этапах развития сети 5G. Следующим этапом будет вывод из эксплуатации сетей устаревших поколений и соединение нескольких частотных диапазонов с помощью технологии Multi Carrier Aggregation для нужд 5G-сети. То есть для передачи данных одного пользователя можно одновременно выделять каналы в разных диапазонах частот. Например, если есть свободные ресурсы на базовой станции, то выделяться будет комбинация диапазонов 2,6 ГГц, 3,5 ГГц и даже 800–900 МГц. При этом пропускная способность всех этих каналов будет суммироваться.
Но, остановившись на данном решении, ситуацию не спасешь. Это будет обязательным условием для 5G с возможностью использовать сразу несколько диапазонов для передачи одного потока данных. Здесь каждый диапазон частот будет именно для конкретных целей. Диапазон 3,5 ГГц — для увеличения скорости на открытых пространствах с движущимися объектами при средней плотности терминалов на такую площадь.
При переиспользовании частот эффект все равно будет заметно меньше без 3,5 ГГц, если мы останемся на существующих частотах и попробуем делать агрегацию именно на них. При этом, скорее всего, понадобится более оперативно выводить из эксплуатации 3G и прочие технологии. В результате эффект от внедрения 5G без частот 3,5 ГГц будет все равно меньше.
Анна Серебряникова (президент Ассоциации больших данных):
Есть ещё возможность в диапазоне 2,4-2,6 ГГц развивать сети 5G. Такой диапазон у операторов есть, у «МегаФона», например, его вообще довольно много благодаря сделке по покупке «Скартела», что было большим достижением. Да, действительно, монетизация этого спектра и перевод его в 5G возможен. На данный момент рано что-то по этому поводу говорить, сейчас идёт этап экспериментов. И когда они успешно завершатся, тогда можно будет говорить о том, чтобы запускать 5G в этом диапазоне. Но опять же, частот всегда недостаточно.
Частоты для оператора – это основной ресурс. Соответственно, дополнительные частоты всё равно потребуются.
Регулятор, я думаю, будет готов идти таким путём, но мы пока его об этом не просим. В силу того, что непонятно как быть с отечественным оборудованием.
Отечественное оборудование для 5G
В ноябре текущего года президиумом правительственной комиссии была утверждена «дорожная карта» внедрения 5G в России, в которую заложен принцип импортозамещения.
Согласно документу, к 2024 году в России планируется развернуть сети 5G с использованием отечественного оборудования не менее чем в десяти городах-миллионниках. При этом объем капитальных вложений в строительство 5G должен составить 152 млрд руб. (к 2030 году — 241,3 млрд руб.), а число абонентов достигнет около 5 млн человек (к 2030-му — 50 млн). Кроме того, планируется запуск 20 проектов в ключевых отраслях экономики на базе сетей 5G, а доля отечественного оборудования в инфраструктуре коммерческих сетей должна составить 30%. Доля российских компаний на мировом рынке решений на базе 5G должна составить 1,8%, а объем продаж на внутреннем рынке — 19,5%. Также одна из целей — достижение Россией в международных рейтингах по уровню развития 5G восьмого места.
Анна Серебряникова (президент Ассоциации больших данных):
Это действительно уже принятое решение. Отечественное оборудование – это обязательное требование. Сейчас вопрос в трактовке того, что это такое. Потому что степень локализации оборудования может существенно отличаться. И если мы примем некоторый поступательный порядок локализации оборудования, то можно будет говорить о более-менее ускоренном развитии. Если воспринимать требование прямолинейно, придется ждать, пока появится оборудование, полностью произведённое в России.
Экспортный потенциал отечественного оборудования очень сильно зависит от диапазонов. Если наше оборудование будет работать в гармонизированных диапазонах, тогда есть шансы создать конкурентоспособную отрасль. Если мы будем идти своим путём и, условно, следовать за китайскими производителями, то, конечно, китайские производители нас всегда будут побеждать в конкурентной борьбе. У них госполитика направлена на очень серьёзную поддержку производителей. Если мы таких механизмов не выработаем, то, соответственно, конкурентоспособными не будем. Сомневаюсь, что для нас откроется американский рынок, но рынок близлежащих стран, например, мог бы открыться, если мы остановимся на правильных диапазонах.
В следующем материале о внедрении 5G в России мы обсудим с экспертами такие вопросы как: лицензия на создание коммерческих сетей 5G, что это значит для игроков рынка и конечных пользователей, а также влияние 5G на бизнес в разных отраслях.