Как развиваются сети 5G в России и мире
Прошлый год войдет в историю телеком-отрасли как начало развертывания коммерческих сетей 5G. По оценкам компании Ericsson, на конец 2019-го в мире около 13 млн абонентов пользовались услугами сотовых сетей пятого поколения.
В России технология 5G на начало 2020 года не вышла за пределы тестовых зон, где она с большой долей вероятности останется в ближайшую пару лет. О причинах такой задержки, а также о первых результатах коммерческой эксплуатации 5G в других странах мы и постараемся порассуждать.
ОТ ТЕСТОВ — К ПРАКТИКЕ
Строго говоря, первая коммерческая сеть пятого поколения была запущена еще в 2018 году — в октябре телеком-оператор Verizon сообщил о запуске «первой в мире сети 5G» в четырех городах США: Хьюстоне, Индианаполисе, Лос-Анджелесе и Сакраменто. Однако отсчитывать историю практического использования 5G стоит не с этого момента, а позднее, поскольку упомянутый сервис Verizon предназначался только для домашнего пользования. Дело в том, что оператор запустил сервис 5G Home на основе собственного стандарта 5G TF, тогда как международный стандарт 5G NR на тот момент не был официально утвержден консорциумом 3GPP. Тем не менее сеть продемонстрировала среднюю скорость 300 Мбит/с, в пике достигая 1 Гбит/с. Для подключения устройств к сети необходимо было использовать беспроводную точку доступа, которая соединялась с широкополосным сотовым каналом, раздавая подключение оконечным устройствам по Wi-Fi.
Эта же схема использовалась оператором AT&T, который в декабря 2018 года открыл доступ к сети 5G жителям 12 городов, включая Атланту, Даллас, Хьюстон, Индианаполис, Новый Орлеан и др. По сути речь шла о расширенном бета-тестировании — добровольцы могли получить портативные точки доступа Netgear Nighthawk 5G Mobile Hotspot, которые хоть и снабжены аккумуляторными батареями, но все-таки ориентированы, скорее, на стационарное использование — как альтернатива фиксированному ШПД с гигабитными скоростями без необходимости прокладки ВОЛС «последней мили». Такой сценарий использования 5G, по мнению ряда экспертов, может получить достаточно широкое распространение. Аналитическое агентство Juniper Research прогнозировало, что к 2025 году США займут лидирующие позиции по числу фиксированных ШПД-клиентов через 5G, а 55% всех 5G-подключений будет приходиться на долю Китая, США и Японии.
Первые же практические тесты мобильной связи пятого поколения в коммерческих сетях прошли весной 2019 года, для чего потребовалось выполнение двух условий: обеспечение устойчивого покрытия в городской среде по крайней мере в пределах нескольких кварталов (было достигнуто на сетях в нескольких городах в США операторами AT&T и Verizon) и наличие у потребителей смартфонов с поддержкой 5G. В июне того же года издание CNet сообщило о результатах тестов с предпродажной версией смартфона Samsung Galaxy S10 5G в Лос-Анджелесе, где в нескольких районах AT&T обеспечил покрытие 5G. Это тестирование можно признать одним из самых успешных: на практике были получены результаты, которых ожидали от сотовой связи пятого поколения поставщики и разработчики. В частности, из проведенных 12 измерений в 8 случаях приложение Speedtest зафиксировало скорость соединения выше 1,4 Гбит/с с пиком в 1,78 Гбит/с. В мае 2019 года тесты в сети Verizon в Чикаго демонстрировали скорости на уровне 1,3 Гбит/с (при этом тестировщики жаловались на неустойчивое соединение с 5G, когда смартфон то и дело переключался на 4G), а в сети Sprint в Далласе — на уровне 480 Мбит/с. В то же время в репортажах журналисты отмечали крайне малое время загрузки объемных файлов по сравнению с сетями предыдущих поколений, что и должно продемонстрировать рядовому потребителю преимущества 5G. Так, дистрибутив игры на 1,9 Гб через 5G-соединение в одном из тестов был скачан за 2,5 минуты.
Менее эффектным оказался запуск первой в истории общенациональной сети 5G, которая в апреле 2019 года обеспечила сплошное покрытие в Южной Корее. Владельцы смартфонов Samsung Galaxy S10 5G, с помощью которых сети 5G тестировались в США, по информации Gizchina, жаловались на качество связи в коммерческих сетях SK Telecom, Korea Telecom и LG Uplus. По отзывам, 5G-сервисы на поверку оказались не такими быстрыми и надежными, как в рекламе. Южнокорейские операторы признали, что технология «не оправдала ожиданий потребителей», но заверили, что это трудности старта и в дальнейшем нареканий не будет. Тем не менее на ситуацию отреагировало правительство Южной Кореи, которое вынуждено было создать рабочую группу с еженедельными собраниями, призванными реагировать на жалобы потребителей и добиваться «устранения сбоев и полноценного общенационального покрытия». По результатам тестирования сети с реальной нагрузкой заключили, что у 5G есть существенный недостаток по сравнению с 4G/LTE: для нормального покрытия необходимо устанавливать гораздо больше базовых станций.
В условиях выделения необходимого частотного ресурса установить требуемое количество базовых станций операторам вполне по силам. По данным Ericsson, по состоянию на октябрь 2019 года около половины мобильных операторов в мире заявляли о намерении запустить коммерческие сети 5G. Уже тогда в мире в сетях пятого поколения было зарегистрировано 10 млн подключений. Ericsson прогнозирует, что к 2025 году связь 5G будет доступна 65% населения планеты, ею будут пользоваться 2,6 млрд абонентов, а сети пятого поколения будут пропускать 45% глобального мобильного трафика.
СТРАНА ПИЛОТНЫХ ЗОН
Формально РФ уже включилась в строительство 5G, есть пример покрытия сетью пятого поколения небольшого города (проект МТС в Кронштадте). Однако до покрытия коммерческими сетями городов-миллионников пройдет несколько лет. Пока же, до начала практической конверсии частотного ресурса, необходимого для массового запуска сетей 5G, в России можно говорить лишь о тестировании технологий связи пятого поколения на небольших фрагментах опытных сетей.
С мая 2018 года тестовые сети разворачивает «Ростелеком». Первая из них была запущена в Иннополисе в Татарстане, затем ограниченные участки покрытия появились в Сколково (Москва) и в Эрмитаже (Санкт-Петербург). Опытная зона в Иннополисе, по информации оператора, развернута на оборудовании Huawei с элементами технологии 5G Massive MIMO, а для демонстрации возможностей сети используются трансляция потокового видео в формате 4K и прямые эфиры с камеры с охватом 360 градусов, демонстрируемые в VR-шлемах.
Наиболее масштабная программа тестирования 5G операторами «большой четверки» реализуется в Москве. В начале сентября 2019 года во время демонстрации работы опытной зоны в салоне Tele2 на Тверской улице заместитель руководителя столичного департамента информационных технологий (ДИТ) Александр Горбатько сообщил, что все операторы запустят свои тестовые участки по договоренности с ДИТ. В частности, «Билайн» намерен изучать работу технологии в Сколково, МТС — на ВДНХ и в парке Горького, «МегаФон» — в деловом центре «Москва Сити» и возле МГУ, а Tele2 обеспечила покрытие Тверской улицы от Кремля до Садового кольца. Представитель ДИТ уточнил, что «большая четверка» во всех случаях задействует полосу 28 ГГц.
До начала практической конверсии частотного ресурса, необходимого для массового запуска сетей 5G, в России можно говорить лишь о тестировании технологий связи пятого поколения на небольших фрагментах опытных сетей.
МТС развивает 5G и запускает пилотные проекты совместно с Huawei – соответствующее соглашение было подписано перед Петербургским международным экономическим форумом в 2019 году. Оно предусматривает внедрение решений 5G и IoT, доведение коммерческой сети LTE до уровня 5G-ready, запуск тестовых зон и пилотных сетей на инфраструктурных объектах. Уже после ПМЭФ оператор сообщил о покрытии сетью 5G всей населенной части Кронштадта. В сети была достигнута пиковая скорость 1,2 Гбит/с, причем для тестов использовалось коммерческое оборудование. В сентябре 2019-го МТС сообщила о совместном с Nokia и Qualcomm тестировании смартфонов Samsung Galaxy в Москве, в ходе которого удалось зафиксировать скорость в нисходящем канале до 2,1 Гбит/с.
В феврале текущего года МТС подключила тестовые базовые станции 5G в Москве к транспортной сети XGS-PON на основе ВОЛС, ранее построенной МГТС. Речь идет о пилотной зоне, которая в 2020 году охватит большую часть территории ВДНХ. По данным оператора, подключение базовых станций 5G к сетям XGS-PON делает возможным передачу данных на скорости до 10 Гбит/с и выше. Оператор заявил о готовности подключить к магистральной сети «любое количество базовых станций 5G по всей Москве», обозначив единственное условие — решение вопроса с частотным диапазоном.
Tele2 в развитии 5G заручилась поддержкой компанией Ericsson, с которой в рамках Всемирного мобильного конгресса 2019 года в Барселоне было достигнуто соглашение, предусматривающее установку 50 тыс. базовых станций 5G в 27 регионах России, в том числе в Москве и Санкт-Петербурге. С помощью этих базовых станций к концу лета 2019 года Tele2 обеспечила сплошное outdoor-покрытие пилотной зоны 5G в районе Тверской улицы от Кремля до Садового кольца. В ходе презентации тестовой зоны директор центра 5G-инноваций Ericsson Михаил Филимончик представил два сценария использования 5G. Первый — мониторинг дронами критически важной инфраструктуры (нефте- и газопроводов, линий электропередачи, защищенных объектов). В сетях 5G дроны смогут передавать в режиме реального времени 4К-видео и телеметрию с объектов. Второй сценарий — создание инфраструктуры умных городов с подключением к 5G. Так, сеть умных светофоров с датчиками и камерами позволит контролировать дорожный трафик, передавая информацию даже без миллисекундных задержек в диспетчерский центр.
СУДЬБА НИЖНЕГО ДИАПАЗОНА
Запущенные операторами опытные сети в так называемом верхнем (миллиметровом) диапазоне 26,5—29,5 ГГц демонстрируют полное соответствие практики радиочастотной теории: тесты показывают, что удается обеспечить высокую емкость и пропускную способность с одной стороны и низкие задержки — с другой, но в то же время сеть в указанной полосе спектра характеризуется значительными затуханиями сигнала и низкой проникающей способностью в помещениях.
Операторы неоднократно заявляли, что хотели бы тестировать работу 5G-оборудования и впоследствии разворачивать сети в нижнем (сантиметровом) диапазоне 3,4—3,8 ГГц, который принято считать наиболее перспективным для коммерческих сетей. Несмотря на запущенное компаниями Ericsson, Huawei и Nokia серийное производство оборудования для работы в этом диапазоне, в РФ он занят системами связи силовых ведомств, включая Минобороны. Конверсия частот 3,4—3,8 ГГц возможна, но она затратна и потребует масштабной организационно-технической подготовки, в чем силовики явно не заинтересованы. В августе 2019 года президент РФ Владимир Путин наложил резолюцию «Согласен» на письмо Совета безопасности, в котором была обобщена отрицательная позиция силовых ведомств на выделение частот 3,4—3,8 ГГц для развития 5G в России. В итоге из заключения рабочей группы по проведению аудита загрузки радиочастотного спектра на территории России («Экспресс аудит РЧС 5G») с участием Минкомсвязи, Роскомнадзора, Роскосмоса, Научно-исследовательского института радио, Минобороны и ФСО следует, что наиболее реалистичным представляется выделение операторам для строительства сетей 5G диапазона 4,4—4,99 ГГц.
По мнению вице-президента по развитию бизнеса Qualcomm Europe Юлии Клебановой, создать чипсеты для оборудования на частотах 4,4—4,99 ГГц несложно. Однако, учитывая, что везде, кроме России, спрос на устройства с такими частотами будет крайне ограниченным (о своем намерении использовать их для 5G заявили операторы в отдельных странах Юго-Восточной Азии), вряд ли выпуск таких чипсетов станет массовым. А значит, цены на оборудование и абонентские гаджеты окажутся высокими, что только затормозит развитие 5G в РФ.
Аналитик агентства MForum Analytics Алексей Бойко объясняет противоречивость с выделением частотного ресурса для 5G в РФ желанием регулятора обосновать целесообразность выделения нижнего диапазона не всем операторам на основе конкурсов, как это происходило в случае с 4G/LTE, а единому инфраструктурному оператору, который так или иначе сможет получить полосу 3,4—3,8 ГГц с одобрения государства, после чего операторы присоединятся к нему на безальтернативной основе. А пока этого не произошло, Россия увеличивает свое отставание в развертывании коммерческих сетей 5G от других стран, а операторам «большой четверки» не остается ничего другого, как сообщать об очередном удачном тесте на опытной сети пятого поколения.
