Сергей Коробов, директор по развитию бизнеса Qualcomm Europe, Inc., представляет видение компании - как операторы будут двигаться к 5G. Автор конспекта - Алексей Бойко.

Хотя кажется что до запуска сетей 5G осталось совсем немного времени, на деле начался и будет тянуться переходный период, когда на передний план все более выходят различные технологии LTE-A, в частности, LTE-A Pro. В Qualcomm уверены, что внедрение на поддержки LTE-A CA - необходимый шаг для каждого оператора, который намерен в дальнейшем запускать поддержку технологии 5G.

+ 2 +

Среди причин, побуждающих операторов развивать свои сети связи, следует отметить постоянный рост востребованности услуги мобильной передачи данных, прежде всего, видео.

Слева на картинке представлен прогноз компании Ericsson роста спроса на мобильную передачу данных. К 2022 году объем передаваемых данных в мире достигнет порядка 70 ПБ в месяц. Кроме того, рост идет по экспоненте. Рост за период с 2010 года по 2022 раз - более, чем в 250 тысяч раз.

В Qualcomm понимают, что производитель чипсетов должен соответствовать требованиям рынка, и стараются развивать технологии необходимыми темпами. Cкорости загрузки данных, поддерживаемые современными системами связи, составляют 1.2 Гб/c, что соответствует росту скоростей в 650 раз за период с момента появления первых устройств для работы в сетях 3G.

+ 3 +

Какие проблемы решает гигабитное LTE-соединение?

Одно из существенных преимуществ - более быстрое соединение даже в условиях загруженных трафиком сетей мобильного доступа.

Когда мы говорим о скоростях мобильного доступа в сетях с гигабитным соединением, следует понимать, что никто не имеет в виду, что все это делается для того, чтобы предоставить какому-то одному абоненту в секторе скорости выше 1 Гбит/c. Очень мало кому на сегодня пригодилось бы гигабитное соединение в таком вот персональном режиме.

Ценность поддержки гигабитных скоростей состоит в том, что при внедрении их поддержки на сетях обычно вырастают и средние скорости получения информации абонентскими устройствами. А это полезно для всех пользователей сети.

Многие пользователи уже успели привыкнуть к безлимитному интернету, и в Qualcomm считают, что вскоре операторы смогут вернуться к идее предоставления услуг мобильного ШПД без ограничения объемов (то есть к так называемым "безлимитам").

(АБ: Мне такой прогноз представляется спорным, поскольку у операторов, конечно, растут возможности в плане объемов пропуска трафика, но, с другой стороны, потребление трафика растет нелинейно и потому могут возникнуть "ножницы", когда скорость роста потребления войдет в противоречие со скоростью обновлением технологий и с инвестиционными возможностями операторов. В этом плане условно "помегабайтная" оплата, то есть за единицу потребления трафика, представляется более разумной схемой взаимодействия провайдера услуг и абонентов. Тем не менее операторам стоит обратить внимание на такой прогноз).

Другие особенности гигабитного LTE - высокие скорости при работе мобильных приложений. Это будет особенно заметно при работе с удаленными и облачными хранилищами информации. Что позволит добиваться хорошего пользовательского опыта даже в случаях, когда устройство, которым располагает абонент, - не самое дорогое. В ситуациях, когда вся информация и обработка находятся в облаке, устройство может быть и недорогим, и простым, со сравнительно небольшим объемом памяти и не с самым мощным процессором.

Проблемы реализации гигабитных подключений, это, прежде всего, необходимость использования вдвое большего числа антенн.

+ 4 +

На картинке показано, как эволюционирует LTE для того, чтобы обеспечивать все более высокие пропускные способности сетей LTE.

Для достижения пропускной способности 150 Мбит/с на сектор хватает одной полосы в 20 МГц.

Чтобы нарастить скорости, запустили технологию LTE-A с агрегацией частот. При использовании двух полос по 20 МГц (LTE-A 2CA) удается обеспечить пиковые скорости на 1 сектор в диапазоне до 300 Мбит/с.

Для получения скоростей до 600 Мбит/с можно воспользоваться агрегацией 4 полос частот по 20 МГц, то есть реализовать технологию LTE-A 4CA. Как правило, таких частотных ресурсов у оператора нет, поэтому он может пользоваться комбинацией LTE-A CA, 2-3 полос частот в лицензируемых участках спектра и 1-2 полос частот в диапазоне Wi-Fi 5 ГГц (эту технологию называют LAA).

Для получения скоростей до 800 МГц можно задействовать комбинацию агрегации 4-х полос частот в лицензируемом спектре, а также запустить поддержку модулирования 256QAM, если позволяет производительность процессоров сетевого оборудования. Либо вместо лицензируемых частот задействовать также частоты Wi-Fi в режиме LAA.

Для получения скоростей до 1.2 Гбит/с, требуется задействовать целый ряд технологий: агрегацию четырех полос частот LTE-A 4CA; модуляцию 256QAM; а также заменять антенны базовых станций на антенны с поддержкой 4x4 MIMO. Конечно, полосы частот для агрегации могут быть только из лицензионных диапазонов, здесь также можно применять LAA. Возможны и другие реализации поддержки 1.2 Гбит/c, например, поддержка не 4CA, а 5CA.

Тем не менее сейчас обычно, когда говорят об 1.2 Гбит/c, подразумевают именно LTE-A 4CA (с использованием лицензируемых и нелицензируемых диапазонов частот).

Основным ограничителем сегодня выступает вычислительная мощность процессоров модемов. Самые лучшие из них способны поддерживать одновременно не более 12 потоков данных, как это делает модем Snapdragon X20, поддерживающий все перечисленные выше технологии. (Модем может работать с тремя полосами по 20 МГц и с MIMO 4x4, или с четырьмя полосами по 20 МГц, но без MIMO 4x4).

Модем X20 интегрирован в процессор Snapdragon 845, но также доступен и как самостоятельное устройство в собственном корпусе. В интегрированном виде модем потребляет меньше энергии. Чипсет 845 уже коммерчески доступен партнерам Qualcomm. Ждем анонсов терминалов на этом процессоре на CES и в Барселоне в начале 2018 года. X20 не поддерживает mMIMO, его возможности ограничены 4х4.

Можно предположить, что следующая версия модема Snapdragon сможет поддерживать уже больше потоков данных, что позволит работать с еще более высокими пиковыми и средними скоростями. Но пока что именно X20 остается топовым модемом линейки, которым оснащаются топовые процессоры 845.

+ 5 +

На процессоре Snapdragon 835 (первый процессор Qualcomm с поддержкой гигабитных скоростей) уже выпускаются или будет выпущены в начале 2018 года целый ряд флагманских моделей различных производителей.

АБ: К сожалению, не всегда выпущенное устройство реализует все возможности процессора. Например, могут быть подключены не 4 антенны, а только 3, что не позволит увидеть на таком устройстве 1 Гбит/c даже если вы единственный пользователь сектора в сети, где поддерживается возможность гигабитных подключений.

Вполне очевидно, что выбор гигабитных устройств есть уже сейчас, и будет быстро расширяться.

АБ: К сожалению, в России пока нет сетей, которые бы давали возможность пользования этими смартфонами с полной отдачей. Так называемый "запуск гигабитного LTE" в Москве МегаФоном считать осуществленным летом 2017 года нельзя, поскольку зона действия поддержки гигабитных скоростей на момент запуска была ограничена по-сути офисом оператора - такие запуски обычно называют тестами на коммерческой сети. У других операторов ограничен частотный ресурс, что затрудняет запуск поддержки гигабитных скоростей. Так что ждем старта поддержки гигабитных скоростей все же в московской сети МегаФон. Оператор ведет работу по переоснащению части базовых станций в центре города, устанавливая антенны 4x4. Этот процесс не будет быстрым и масштабным, гигабитный LTE еще долго будет оставаться в Москве точечным явлением. А гадать о том, когда он станет доступен за пределами столицы, я и вовсе не возьмусь. Так что с покупкой гигабитных моделей торопиться не стоит, заметить их скоростные возможности у вас вряд ли получится.

Тем более, что в начале - середине 2018 года можно ожидать анонсов и выхода в продажу смартфонов на процессоре 845 с его возможностями поддержки до 1.2 Гбит/c.

+ 6 +

Операторы прекрасно понимают, что скачок с поддержки LTE на одной "несущей" к 5G вряд ли возможен. И активно развивают гигабитный LTE. По данным Qualcomm уже 38 операторов в 23 странах мира "планируют или уже протестировали LTE-соединение гигабитного класса".

АБ: Я не готов поддаться магии цифр. Тесты - это весело, но если взять данные GSA за конец сентября 2017 года, то из 38 инвестирующих в технологию операторов найдется только 7 (семь), которые обеспечили (как правило, точечно) поддержку гигабитных скоростей и устройств Cat.16. Вот их список:

- AIS, Таиланд
- AT&T, США
- China Unicom, Китай
- DNA Finland, Финляндия
- Optus, Австралия
- Sprint, США
- Telstra, Австралия

Тем не менее, трудно спорить с Сергеем, что при выпадении будущего абонента 5G из сети 5G, он должен попасть в сеть, которая ему обеспечит сравнимый пользовательский опыт. Так что многие операторы безусловно постараются обеспечить поддержку гигабитного LTE-A Pro или хотя бы поддержку скоростей в районе 700-800 Мбит/c в ближайшие пару лет.

+ 7 +

Qualcomm принимает участие во многих показах технологии гигабитного LTE-A Pro.

АБ: Что неудивительно, поскольку у компании практически всегда получаются лучшие модемы, которые и выходят обычно раньше, чем у других производителей.

+ 8 +

Картинка поясняет, почему операторы с таким вниманием относятся к теме гигабитного LTE.

Дело в том, что такие сети обеспечивают оптимизированную передачу данных, экономят использование ресурсов сети. Если на сети реализована поддержка Cat.16, то для передачи файла, который требовал в сети Cat.4 задействования 39 выделенных блоков, в сети Cat.16 хватит 8 блоков.

Проще говоря, в сеансе взаимодействия с пользователем сеть освобождается существенно быстрее. Такой сетью может воспользоваться больше абонентов, получив при этом хороший пользовательский опыт.

Если оператор начинает включать на своей сети гигабитный интернет даже спотовым методом, то при условии, что у части абонентов есть устройства с поддержкой гигабитного интернета, растет средняя скорость передачи данных даже для тех из них, кто пока не располагает смартфоном с поддержкой гигабитного LTE. Понятно, что для тех, у кого такие смартфоны есть, средние скорости оказываются еще выше.

В Qualcomm надеются, что масштабное развертывание гигабитного LTE позволит операторам вернуться к идеям безлимитных тарифных планов.

+ 9 +

В августе 2017 года Strategy Analytics проводила исследования ряда рынков, где внедрены безлимитные тарифные планы, и аналитики компании отмечают рост прибыли у операторов, перешедших на безлимиты.

Что несомненно, так это позитивное восприятие абонентами такой тарификации. К сети оператора она предъявляет жесткие требования, поскольку при безлимитной модели абоненты пользуются сетью чаще и больше, что требует соответствующей пропускной способности и производительности, а это всегда дополнительные инвестиции.

+ 10 +

Еще одна веха 2017 года для Qualcomm - это компьютеры с постоянным подключением к сети.

Это новое поколение компьютеров под ОС Windows 10 (обычной версией этой ОС), построенных на мобильной платформе Qualcomm Snapdragon 835.

В 2018 году появятся новые модели этих компьютеров на базе новых мобильных процессоров Qualcomm.

Мобильные процессоры достигли того уровня мощности, когда их возможностей вполне хватает для такого использования.

Плюсов у такого компьютера немало и, прежде всего, это постоянная подключенность и поддержка гигабитного подключения (при условии, что компьютер находится в зоне покрытия сети гигабитного LTE).

Второй плюс - высокая энергоэффективность компьютера. Первая версия компьютера может работать без подзарядки около 20 часов. В режиме эпизодического использования компьютер выдерживает без подзарядки до 3 суток, утверждают производители. Есть модели от Asus и HP.

+ 11 +

Таким образом, гигабитное LTE-соединение должно стать основной для выигрышной стратегии оператора при переходе к 5G. Это то, что операторы могут делать уже сегодня, не дожидаясь, пока завершится стандартизация 5G, и регуляторы выдадут необходимые бумаги для развертывания сетей 5G.

Решения инфраструктуры LTE-A Pro доступны на рынке, абонентские устройства также доступны, а их ассортимент расширяется. Нет причин по которым не стоит запускать поддержку гигабитного LTE на сетях операторов.

+ 12, 13, 14 +

В июле - августе 2017 года Qualcomm и Nokia провели совместное исследование пользовательских ожиданий от сетей 5G. Исследование проводилось в 6 странах (в России не проводилось), всего было опрошено порядка 6 тыс. абонентов, владельцев смартфонов.

Исследование показало - потребность в повышении скоростей есть. Более 86% абонентов хотели бы пользоваться более быстрыми, чем сегодня сетями, или иметь возможность подключиться к такой сети после покупки следующего смартфона. Каждый второй опрошенный заявил, что обязательно приобретет смартфон с поддержкой 5G в качестве своего следующего смартфона.

Около 50% заявили, что предпочли бы использовать безлимитные тарифы, когда перейдут на 5G.

+ 15, 16 +

Qualcomm в 2017 году анонсировал первый модем с поддержкой 5G - Snapdragon X50, это серия многорежимных модемов с поддержкой всех стандартов от 5G-NR и предыдущих стандартов: LTE, 3G, 2G.

На одном чипе модем способен поддерживать частоты диапазонов до 6 ГГц, а также частоты оптического диапазона. В смартфонах этот модем появится в 2019 году.

Стандарт 5G NR будет финализирован в начале 2018 года - это первый и пока единственный стандарт 5G.

+ 17 +

Пятое поколение сетей мобильной связи и ШПД несет вместе с собой новые бизнес модели, возможность применения мобильных сетей новыми индустриями, существенный скачок в использовании мобильной связи.

Абоненты продолжат пользоваться голосом и мобильной передачей данных. Но также появится множество новых применений сети, которые ранее были невозможны.

Прежде всего потому, что в сетях 5G будет возможна поддержка одновременно множества устройств, на порядки большего их количества, нежели в сетях 4G/LTE. Это дает "зеленый свет" IoT-применениям.

Существенно меньшее время задержки - это также катализатор для появления новых приложений, например, в сфере промышленного роботизированного производства, в автомобильной индустрии.

+ 18 +

Когда мы говорим об автоиндустрии, одна из основных технологий на сегодня - это C-V2X. Так обозначается подключенность автомобиля ко "всему":

V2I - к дорожной инфраструктуре, к системам управления дорожным движением, локальным и/или централизованным;

V2V - "автомобиль-автомобиль", это, прежде всего, системы предотвращения столкновений;

V2N - подключение автомобиля к сети, например, для обеспечения возможности дистанционного управления автомобилем в реальном времени, использования различных облачных сервисов.

V2P - "автомобиль-пешеход", система оповещения автопилота о пешеходах, велосипедистах.

Речь не идет о каком-то отдаленном будущем, которое наступит через много лет. Уже анонсирован чипсет 9150, обеспечивающий поддержку C-V2X.

+ 19, 20 +

Qualcomm анонсировал и развивает решение C-V2X на базе чипсета Qualcomm 9150. В 2017 году состоялись испытания решения в Германии и Франции. В 2018 году испытаний будет больше, в них примут участие и другие компании.

+ 21 +

LTE создало условия для развития массового IoT уже сейчас, не дожидаясь появления сетей 5G.

С приходом 3GPP Rel.13 появились такие перспективные технологии, которые сейчас активно внедряются, как NB-IoT и eMTC. Они популярны в связи с рефармингом GSM спектра.

И, конечно, после 3GPP Rel.16 5G NR обеспечивает спецификации для полноформатного IoT.

(будет продолжено в ближайшие минуты)

+ 22 +

Несмотря на то, что компания Qualcomm вкладывает огромные усилия и средства в разработки для 5G, мы считаем очень важным сделать так, чтобы переход к 5G с точки зрения сети, например, если говорить о скоростях в сетях, был более эволюционным, нежели чем революционным. Операторы должны подготовить свои сети с помощью технологии LTE Advanced Pro. Это создаст важный базис для сетей 5G.

Сети 5G обеспечат возможность для появления новых применений мобильного ШПД, в том числе, в автомобильной индустрии на базе технологии C-V2X. И в интернете вещей, поскольку сеть 5G сможет обслужить в каждой соте намного больше вещей. Возможны разнообразные применения, требующие передачи или очень малых объемов данных, например, раз в месяц. Или частую передачу данных, или передачу с большими скоростями. Или их комбинацию. 5G обладает достаточной гибкость, чтобы обслужить самые разнообразные сценарии применения этой технологии.

+

Подписывайтесь на Telegram-канал, посвященный телекому и IT

+ +