!digital-transformation (846914), страница 50
Текст из файла (страница 50)
44G/LTE Advanced5G42,2 Мб/с100 Мб/с150 Мб/с1000 Мб/с10000 Мб/сРис. 3.28. Максимальная теоретическая полоса пропускания(Мбит/с) мобильных технологий от 3,5G до 5G.Источник: GSMA IntelligenceВторой, не менее значимой характеристикой мобильной сети является задержка при передаче трафика. Разные сервисы требуютразличной задержки. К примеру, потоки данных от приложений виртуальной реальности наиболее требовательны к задержкам (как видно на рисунке 3.29 — не выше 1 миллисекунды), тогда как трафик отсетевых датчиков может обрабатываться при задержках в секунды.Поскольку 5G предлагает минимальные задержки в 1 миллисекунду, у мобильного оператора появляется возможность охватить максимальный спектр разнообразных приложений, удовлетворив спрослюбого клиента.279Цифровая трансформация: анализ, тренды, мировой опытУслуги, которые могут быть реализованы на базе 5GЗадержкаCистемаавтопилот1 мсДополненнаяреальностьВиртуальнаяреальностьУСЛУГИ, которые могут быть реализованы на базе сетей “до 5G”10 мс100 мс1000 мсСистемаэкстренногооповещенияГрупповойвидеочатИнтерактивныеигрыДистанционноеуправление устройствомс обратной связьюДистанционноеуправлениеАвтомобильная устройствомсистемаоповещенияSOSМониторинграспределеннойсети датчиковГарантированныйдоступв облако< 1 мб/сСтационарныйабонент1 мб/сТактильныйинтернетЭкстреннаясвязь черезИнтернетПотоковоевидео10 мб/сАбонент с возможностьюизменения местоположенияБеспроводныйоблачныйофис100 мб/сМобильныйабонентПолезнаяполосапропускания>1 Гб/сВзаимодействиеM2MРис.
3.29. Требования по полезной полосе пропусканияи задержке для реализации разных сервисов.Источник: GSMA IntelligenceИз диаграммы на рисунке 3.29 виден диапазон решений, для которых требуется сеть высокого качества уровня 5G. Это, в частности,виртуальная и дополненная реальность, спектр применения которойварьируется от маркетинговых задач по продвижению разнообразныхпродуктов на рынок массового потребителя до сферы развлечений. Также востребованы разнообразные технологии по удаленному управлению объектами, к примеру, система «автопилот» для автомобиля.
Всеэто разнообразие приложений, как уже говорилось ранее, отличает необходимость минимальных задержек и большой полосы пропускания.По мере развития технологий и вовлечения в процесс цифровойтрансформации все новых предприятий будет появляться все больше и больше «умных» устройств, требующих доступ к сети. В сетяхсвязи по всему миру предполагается экспоненциальный рост объематрафика, и сети 3G/4G могут не справиться с такими потоками. Степень проникновения высокоскоростного доступа в стране — это важный фактор экономического развития. По оценкам Всемирного банка,280Глава 3.
Роль телекома в цифровой трансформацииувеличение в стране проникновения высокоскоростного доступа в интернет на 10% дает ей прибавку ВВП в 1,39%. Поэтому практическиво всех развивающихся странах увеличение проникновения высокоскоростного доступа в интернет включено в национальные стратегииразвития. В этой связи крупным операторам необходимо планироватьмодернизацию сетей на технологию 5G.В качестве базовой компоненты в сетях 5G реализован высокоскоростной доступ в интернет, который отличается от текущих показателей на порядки.
Второй важной составляющей 5G является поддержка лавинообразной регистрации устройств IoT. Третьей составляющей является гарантия минимальных задержек для того, чтобыподдержать всю гамму приложений (см. рис. 3.30).ПоддержкалавиннойрегистрацииразнообразныхабонентскихустройствМинимальныезадержкиВысокоскоростнойдоступв сетьРис. 3.30. 5G строится на «трех китах»Высокоскоростной доступ в сетях 5G требует применения новыхчастот, о чем расскажем более подробно в этой главе позднее. Для поддержки различных приложений, требующих минимальной задержки,в 5G планируется использовать технологию так называемой «сетевойнарезки» (network slicing), когда для организации связи между пользователем и его сервером формируется индивидуальная виртуальная«труба», то есть взаимодействие клиента и его сервера происходит понезависимому относительно остальных виртуальному каналу.
Важнымаспектом при реализации технологии 5G является возможность масштабирования объемов передачи данных, независимого от контрольной информации: в этих сетях процессы для передачи данных и процессы поддержки контрольной информации будут четко разграничены.281Цифровая трансформация: анализ, тренды, мировой опыт5G: как это работает?Развитие мобильных сетей конкурирующих операторов, предлагающих услуги на основе аналогичных решений, привело к дефициту свободных радиочастот. Возможность использования различныхфрагментов частотного спектра по запросу становится все болееважной. Именно способность одновременного использования ресурсов разных диапазонов частот отличает сети 5G от сетей предыдущих поколений.Наибольший дефицит свободных частот наблюдается в диапазоне до 6 ГГц.
Сети 5G будут задействовать как данный участокспектра, гарантируя обратную совместимость с мобильными технологиями предыдущего поколения, так и высокочастотный спектр.Высокочастотные участки радиоспектра необходимы сетям 5G длядостижения высоких скоростей передачи данных: для этого возможно, например, использование диапазонов 24,25–27,5 ГГц и 37–43,5 ГГц. Проблема в том, что эти миллиметровые волны, в отличие от частот ниже 6ГГц, имеют больший коэффициент затуханиясигнала, что приводит к сложностям при проникновении радиосигнала сквозь препятствия.
Соответственно, большой коэффициентзатухания удорожает создание сетей с качественным бесшовнымпокрытием.Решением для создания бесшовного покрытия в 5G является одновременное использование малых сот (их также называютфемтосоты) и макро базовых станций. Данный подход уже оправдал себя для сетей 3G/4G, а для сетей пятого поколения такое комбинированное решение является штатным.Комбинированное использование микро- и макробазовых станций позволяет оптимизировать трудозатраты на обеспечение бесшовного покрытия. К примеру, для мест массового скопления людей(типа стадионов, парковых зон) либо решений для офиса хорошоподходят микробазовые станции, предоставляющие высокие скорости передачи (до 10 Гбит/с).
Стоимость микробазовой станции (БС)ожидаемо ниже, чем совокупная стоимость макро БС, для которойнеобходимо еще предусмотреть мачту и подвести отдельное электропитание.Еще одной отличительной особенностью 5G является штатноеиспользование многоэлементных антенн (так называемых Massive282Глава 3. Роль телекома в цифровой трансформацииMIMO18) (рис. 3.31). Эта технология, дополняющая арсенал новшеств5G в части радиотехнологий, предназначена для одновременногоприема и передачи сигнала между базовой станцией и абонентскимтерминалом с использованием более одного потока.
Таким образом,реализуется возможность двунаправленной передачи данных по нескольким каналам. Для абонентского устройства это означает наличие нескольких приемо-передающих элементов, входящих в составантенн. Чем большее количество антенн поддерживается устройством, тем большую полосу пропускания можно получить. Посколькудвунаправленная связь по многим каналам может реализовыватьсядля разных абонентов одновременно, повышается общая емкостьсети и увеличивается количество обслуживаемых абонентов.MassiveMIMOMIMO4G5GРис. 3.31 Технологии многоэлементных антенн Massive MIMOи направленной передачи сигнала (beamforming).Источник: [51]Многоэлементные антенны имеют высокое энергопотребление.В частности, для абонентского устройства потребуется внедрениеMIMO (англ.
Multiple Input Multiple Output) — метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, в котором передача данных и прием данных осуществляются системами из нескольких антенн18283Цифровая трансформация: анализ, тренды, мировой опытновых алгоритмов использования энергоресурсов батареи. Для базовой станции излучение радиосигнала равномерно в пределах всегопокрытия, особенно для участков, где нет абонентов, малоэффективно. Чтобы фокусно создавать покрытие, в 5G применяют фазированные антенны. Они позволяют избежать взаимных помех при одновременном излучении антенн Massive MIMO. Технология фазированной антенны позволяет автоматически формировать луч диаграммынаправленности в сторону абонента. Результатом станет повышение эффективности передачи данных и возможность обслуживаниябольшего числа абонентов.
Таким образом, радиотехнологии, принятые в 5G, предназначены для более оптимального использования частотного спектра, повышения эффективности при передаче данныхи увеличения количества обслуживаемых абонентов.5G для абонентских терминалов будет означать одновременнуюподдержку разных стандартов мобильных радиотехнологий. Приэтом механизмом регулирования доступа в мобильную сеть конкретного стандарта для абонента будет ассоциированный с радио-модулем программный ключ. Практика с SIM-картами для аутентификации при попадании в сеть мобильного оператора уйдет в прошлое.Регулирование метода доступа в сеть в итоге примет вид подписки наконкретный вид связи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
