В лабораторное тестирование и полевые испытания технологий 5G за последние два года были сделаны значительные инвестиции. Да и само развитие систем пятого поколения вышло далеко за рамки вендоров, лабораторий и сетей операторов.
К началу декабря 2017 г. Ассоциация поставщиков оборудования (GSA) определила более 80 операторов в 45 странах мира, которые проводят или проводили демонстрации, тестирования либо получают лицензии для начала полевых испытаний технологий 5G. Всего они насчитали более 140 отдельных демонстраций, тестов и полевых испытаний, которые можно идентифицировать как тестирование технологий пятого поколения (диаграмма 1).
Диаграмма 1. Количество испытаний 5G на страну
В США 5G − целевая государственная программа, поэтому они «впереди планеты всей»: AT&T Mobility уже развернула тестовые сети в двух городах, а Verizon − в 11 городах. В России 5G также попадает под определение цифровой экономики, на эту технологию обращено пристальное внимание регулятора.
К ключевым тестируемым технологиям стандарта 5G можно отнести тестирование интерфейсов нового радио (NR), работающего в тех диапазонах спектра, которые ранее не использовались для мобильных телекоммуникационных услуг; сетевой слайсинг для поддержки бесшовной доставки определенной услуги конкретному типу клиентов; комбинации технологий (массивное MIMO или сложный Beamforming), необходимых для достижения очень высоких скоростей, либо Backhaul, Cloud и MEC (Mobile Edge Computing) для обеспечения очень низких задержек на сети.
На самом деле ни одно испытание технологий 5G в настоящий момент не может считаться таковым, так как процессы стандартизации в 3GPP еще не завершены. Процесс стандартизации режима NSA (Non-standalone) для новых радиосетей, способных работать наряду с существующими сетями LTE, должен быть завершен в июне 2018 г. Решения для автономного режима (SA) 5G NR должны быть специфицированы в сентябре 2018 г.
Операторы, которые уже продемонстрировали свою готовность, находятся в процессе тестирования или получают лицензии для начала тестирования 5G.
| ОПЕРАТОР | СТРАНА | ОПЕРАТОР | СТРАНА | |||
| Cable & Wireless Communications (Flow) | Антигуа | Ooredoo | Катар | |||
| Optus | Австралия | Telekom Romania | Румыния | |||
| Telstra | Австралия | Megafon | Россия | |||
| 3 Austria | Австрия | MTS | Россия | |||
| Batelco | Бахрейн | Rostelecom | Россия | |||
| beCloud | Беларусь | Tattelecom | Россия | |||
| Proximus | Бельгия | Vimpelcom (Beeline) | Россия | |||
| Telenet | Бельгия | Smart | Филиппины | |||
| Claro | Бразилия | TIM San Marino | Сан-Марино | |||
| Bell Canada | Канада | STC | Саудовская Аравия | |||
| Telus | Канада | Zain | Саудовская Аравия | |||
| China Mobile | Китай | M1 | Сингапур | |||
| China Telecom | Китай | Singtel | Сингапур | |||
| China Unicom | Китай | Starhub | Сингапур | |||
| Tele2 Eesti | Эстония | KT | Южная Корея | |||
| Elisa | Финляндия | LG U+ | Южная Корея | |||
| Sonera | Финляндия | SK Telecom | Южная Корея | |||
| Bouygues Telecom | Франция | Telefonica | Испания | |||
| Orange | Франция | Dialog Axiata | Шри-Ланка | |||
| Deutsche Telekom | Германия | Mobitel | Шри-Ланка | |||
| Telefonica | Германия | TeliaSonera | Швеция | |||
| Vodafone | Германия | Swisscom | Швейцария | |||
| 3 Hong Kong | Гонконг | Chungwha | Тайвань | |||
| Smartone | Гонконг | Far Eastone | Тайвань | |||
| Magyar Telecom | Венгрия | AIS | Таиланд | |||
| Telkomsel | Индонезия | True Corp | Таиланд | |||
| Fastweb | Италия | Turk Telekom | Турция | |||
| Linkem | Италия | Turkcell | Турция | |||
| Telecom Italia | Италия | Du | ОАЭ | |||
| Vodafone | Италия | Etisalat | ОАЭ | |||
| Wind | Италия | Arqiva | Великобритания | |||
| KDDI | Япония | EE | Великобритания | |||
| NTT Docomo | Япония | Vodafone | Великобритания | |||
| Softbank | Япония | Lifecell | Украина | |||
| Viva | Кувейт | AT&T Mobility | США | |||
| LMT | Латвия | C Spire | США | |||
| Alpha | Ливан | Sprint | США | |||
| Celcom Axiata | Малайзия | T-Mobile | США | |||
| Telenor | Норвегия | US Cellular | США | |||
Во всем мире регуляторы прорабатывают вопрос, какие диапазоны спектра использовать под 5G. В то же время многие операторы проводят тестирования сразу в нескольких диапазонах (диаграмма 2).
Диаграмма. Полосы спектра, которые наиболее часто использовались операторами при тестировании технологий пятого поколения
Самым популярным является диапазон 28 ГГц, который наиболее свободен во многих странах для использования под мобильную технологию и уже принят как диапазон первой волны коммерческих сетей 5G.
Один из ключевых показателей при тестировании − максимальная пропускная способность, достигнутая во время испытаний. Конечно, не все тесты и демонстрации действительно сопоставимы, поскольку они используют разные количество спектров и типы оборудования, есть отличия и в физической среде и используемых приложениях. Однако отметим, что многие из проводивших тесты сообщают, что скорости, превышающие 1 гигабит в секунду, были достигнуты достаточно легко. Испытания, в результате которых обеспечивались весьма значительные скорости (десятки гигабит и выше, вплоть до 120 гигабит), являются доказательством концепции высокой производительности технологий 5G, но это не значит, что коммерческие сети 5G смогут предоставить такие скорости с самого начала эксплуатации.
К наиболее значимым проектам по тестированию возможностей и готовности технологий пятого поколения можно отнести тестирования, организованные в Китае IMT-2020 (5G) Promotion Group при поддержке китайского правительства. В рамках проекта тестировалось оборудование и решения 5G ведущих мировых производителей. Проверялись Е2Е готовность всей цепочки оборудования, возможность его работы в максимальном количестве диапазонов, а также пропускная способность на сектор, величина минимальной задержки и максимальное количество соединений. Наилучшие результаты практически во всех категориях продемонстрировала компания Huawei: самое большее количество действующих элементов Е2Е сети, таких как NGC (ядро нового поколения), AAU (активные антенные устройства с поддержкой функции M-MIMO), CPE (пользовательский модем). Также была достигнута максимальная производительность сектора в 32 Гбит/с (средняя 28 Гбит/с) при ширине частотного канала в 200 МГц в диапазоне частот 3,5 Ггц, получена наименьшая задержка, равная 0,368 мс, и максимальное количество соединений при массовом подключении более 1 млрд соединений. Компания прошла тесты на всестороннее взаимодействие с производителями чипов Medianek и Spreadtrum и производителями измерительного оборудования Rohde & Schwarz и Keysight Technologies. На месте тестирования, в районе Хайру в Пекине, более 100 каналов видео 4K были переданы без обрывов для различных мобильных сценариев на мобильные устройства. Одним из самых ярких примеров использования технологий 5G стала демонстрация сервиса подключенного автомобиля (управление автомобилем на расстоянии более чем 50 км).
Еще один пример − тестирование технологии Massive Multiple-Input-Multiple-Output (M-MIMO – система мультиканальной независимой обработки), направленной на увеличение пиковой скорости передачи трафика, средней скорости передачи данных и пропускной способности сот в широкополосных беспроводных сетях, прежде всего там, где не обеспечиваются условия прямой видимости. Эти решения, демонстрирующие превосходные показатели пропускной способности, могут применяться и на сетях LTE.
Тестирование технологии M-MIMO успешно прошло в России. Летом 2017 г. в Москве компания МТС совместно с компанией Huawei протестировала конфигурацию 64T64R в диапазоне 2,6 ГГц для сетей LTE TDD. Была получена пиковая пропускная способность на сектор 703 Мбит/с при ширине канала в 20 МГц, а осенью конфигурацию 32T32R для сети LTE FDD в диапазоне 1800 МГц протестировал «МегаФон» также совместно с компанией Huawei и с результатом более 600 Мбит/с на сектор. В сентябре 2017 г. Sprint и Ericsson представили результаты полевого тестирования M-MIMO в диапазоне 2,5 ГГц в Сиэтле и Плано, Техас. Использовались лицензионные частоты оператора и решение Ericsson. В начале сентября 2017 г. Ericsson заявила, что испытания M-MIMO были частью тестов, которые проводились на сети LTE FDD T-Mobile US на трех сайтах в Балтиморе, Мэриленд. Оператор Sprint, США, планирует задействовать на своей сети LTE технологию массивного MIMO (M-MIMO), заменяя традиционные антенны базовых станций антенными решетками 64T64R (128 антенных элементов). Как ожидается, это может нарастить емкость сети связи до восьми раз.
21 декабря 2017 г. на пленарном заседании Группы по разработке технических спецификаций сетей радиодоступа (TSG RAN) консорциума 3GPP в Лиссабоне были успешно представлены первые практически реализуемые спецификации «нового радио» (New Radio) для сетей 5G. В его разработке участвовали компании AT&T, BT, China Mobile, China Telecom, China Unicom, Deutsche Telekom, Ericsson, Fujitsu, Huawei, Intel, KT Corporation, LG Electronics, LG Uplus, MediaTek Inc., NEC Corporation, Nokia, NTT DOCOMO, Orange, Qualcomm Technologies, Inc., Samsung Electronics, SK Telecom, Sony Mobile Communications Inc., Sprint, TIM, Telefonica, Telia Company, T-Mobile USA, Verizon, Vodafone и ZTE. Это событие создает фундамент, который позволит мировой отрасли мобильной связи начать повсеместное использование «нового радио» для сетей 5G уже в 2019 г., благодаря чему в скором времени можно будет говорить о переходе от этапа тестирования в эпоху коммерческого использования технологий пятого поколения.
Автор: Дмитрий Конарев, ведущий эксперт по беспроводным технологиям компании Huawei в России
В статье использовались материалы GSA.
