Глобальный прогресс в области 5G. Ноябрь 2018
Свежая информация об испытаниях, внедрениях и запусках сетей 5G, представлена в ноябре 2018 года Ассоциацией GSA.
В GSA насчитывают 192 оператора в 81 стране, которые инвестируют в развитие 5G. Под этим подразумевается едва ли не любая активность оператора - от вендорской демонстрации до тестов или испытаний, либо получение лицензии на полевое тестирование технологии 5G, либо запуск сети 5G или хотя бы анонсирование планов такого запуска.
Всего в GSA насчитали более 524 анонсов демонстраций, тестов или испытаний. В основном, когда речь идет о 5G, это означает, что говорится о 5G NR (радиоинтерфейсах), которые предназначены для работы в частотных диапазонах, которые ранее не использовались операторами мобильной связи и ШПД, сетевом слайсинге, который позволяет предоставлять услуги различным типам клиентов или услуги разного типа, а также о различных комбинациях технологий, как massive MIMO, сложном бимформинге, что необходимо для достижения высоких скоростей, а также об опорных сетях, облачном и краевом компьютинге, что позволяет поддерживать низкий уровень задержек.
Недавние тесты также включают запуски пилотных сетей 5G, тестирование приложений 5G, как, например, подключенные по 5G беспилотники, приложения для использования на стадионах, голографические вызовы или подключенные транспортные средства. Стандарты 3GPP подразумевают использование NR в комбинации с существующими сетями LTE в так называемом режиме NSA. Этот набор стандартов был принят в декабре 2017 года. 3GPP Rel.15 описывают SA 5G NR, то есть возможность запуска самостоятельной сети 5G без опоры на сеть LTE, эта версия стандарта была принята в июне 2018 года. Дальнейшая эволюция стандарта, известная как 3GPP Rel. 16 как ожидается будет принята в декабре 2019 года.
Как минимум, в 87 проектах испытывалась технология massive MIMO (mMIMO) в контексте 5G. Под mMIMO в GSA понимают использование 64 или большего числа передатчиков, либо меньшее число передатчиков, но в более высокочастотных диапазонах. Также зафиксировано 26 проектов, в которых был задействован слайсинг.
В документе не подсчитывались тесты, где речь шла о таких испытаниях, когда применялось MIMO низких порядков - на 8, 16 или 32 канала передачи данных, несмотря на то, что некоторые операторы именуют соответствующие технологии pre-5G или 5G. Также не включались в данные проекты, где не предоставлялась информация о том, MIMO какого порядка применялось в тесте.
Частотные диапазоны, используемые для тестов
Телеком-регуляторы в разных странах находятся либо в процессе подготовки к проведению частотных аукционов по распределению лицензий и частот операторам 5G, либо планируют распределение частот 5G. В то же время, операторы активно экспериментируют с потенциально доступными для них частотными диапазонами.
На рисунке ниже показаны частоты, которые операторы используют для тестирования и демонстраций решений 5G, в случаях, когда соответствующее сообщение содержало информацию о используемом диапазоне частот. В некоторых испытаниях исследовались различные частотные диапазоны, поэтому данные частично дублируются. Также операторы зачастую не уточняют в своих сообщениях верхнюю и нижнюю границу реально использованной полосы, ограничиваясь информацией о частотном диапазоне.
Несмотря на то, что на первый взгляд, наиболее активно используется в тестах диапазон 28 ГГц, если просуммировать различные варианты использования частот в диапазоне от 3300 МГц до 3800 МГц, то получится еще большая группа, что можно видеть на круговой диаграмме ниже. Диаграмма показывает, какие именно частотные диапазоны использовались в тестах, сгруппированных согласно новым обозначениям частотных диапазонов 5G, которые приняты в 3GPP.
Диапазон n78 (3300-3800 МГц) - это наиболее частот используемый операторами частотный диапазон для тестов и исследований. Диапазон n257 (26.5-29.5 ГГц) - второй по популярности частотный диапазон.
Пропускная способность сети
Одна из ключевых метрик о которых чаще других сообщают операторы, это пиковая пропускная способность, которая достигалась в различных тестах и испытаниях. Сравнивать демонстрации и испытания вряд ли уместно, поскольку как правило для их проведения используется различное оборудование и различные частотные полосы. И все же отметим, что многие операторы сообщали скорости, которые достигали более 1 Гбит/c. Испытания, где фиксировались очень высокие скорости передачи данных - это “проверки концепции”, пока что не ожидается, что в коммерческих сетях 5G будут предоставляться настолько большие скорости, которые показаны на диаграмме ниже. Эта диаграмма обобщает данные о проведенных на конец ноября 185 тестах и демонстрациях, о которых операторы сочли необходимым рассказать.
График скоростей в нисходящем канале
Уровень задержек в сети
От сетей 5G ожидают существенного сокращения задержек распространения сигналов по-сравнению с существующими сетями мобильного доступа, прежде всего, сетями LTE. Задержка - это еще одна ключевая метрика, которая может описывать демонстрацию или тест. К сожалению, данные о демонстрациях и тестах несопостовимы, поскольку речь идет о самых разных конфигурациях сети (где-то речь идет только о задержках в радиоинтерфейсе, где-то о “конечной” или “полной” задержке). Даже при проведении полевого тестирования, как правило не обеспечивались условия в которых работают реальные сети связи, но лишь демонстрировалось то, насколько низкие задержки могут наблюдаться в сетях 5G. Тем не менее, интересно было отметить, что в большинстве экспериментов с 5G, достигался уровень задержек от 1 до 1.99 мс.
График частотности задержек распространения
Запуски и внедрения 5G
В 2018 году несколько операторов заявили о запуске ими сетей 5G. Крупнейшим из таких операторов является Verizon в США, эта компания запустила предоставление услуг фиксированного беспроводного доступа в различных городах. Сеть Verizon не является совместимой со стандартами 3GPP (а использует собственные спецификации 5G оператора, но Verizon обещает заменить ее на сеть 5G, которая будет стандартизованной в ближайшем будущем).
Другие запуски носят ограниченный по площади характер. Это, например, запуск 5G операторами Elisa в Финляндии и Эстонии (услуги мобильного доступа и на базе FWA); Etisalat, ОАЭ (FWA); TIM и Fastweb в Италии; TIM, Сан-Марино; Vodacom, Лесото (FWA). Во всех перечисленных случаях речь идет о весьма скромной зоне обслуживания сети 5G, тем не менее, операторы либо подтверждали доступность абонентских терминалов, либо начало обеспечения услуг 5G кому-либо из клиентов на коммерческой основе.
Также были сообщения о запусках, когда операторы отмечали, что они запустили коммерческую эксплуатацию базовых станций 5G, но пока что ожидают коммерческой доступности абонентских устройств, что необходимо для коммерческого предоставления услуг. Либо говорится о запуске 5G под тестовой лицензии - в этом случае для начала предоставления услуг 5G на коммерческой основе придется подождать пока будут выданы соответствующие лицензии, либо речь идет о пре-коммерческих пилотных запусках. К этой группе относятся, например, сообщения таких операторов, как Telstra, Австралия; TeliaSonera, Финляндия; Ooredoo Кувейт и Катар; Zain, Кувейт и STC, Саудовская Аравия.
Число операторов, которые анонсировали запуски сетей 5G с предоставлением услуг коммерческого доступа к этим сетям, как ожидается, существенно возрастет в течение 2019 года и 1H2020, поскольку будут появляться все в большем разнообразии терминалы 5G, прежде всего, смартфоны. В целом 80 телеком-операторов в 46 странах объявили о намерениях начать предоставление услуг 5G своим клиентам в период с 2018 по 2022 год. 2020 год скорее всего станет очень важным годом, если подразумевать запуски 5G, поскольку сейчас известно о планах запустить 37 сетей 5G в коммерческую эксплуатацию в 2020 году.