Связь / Статьи
за рубежом стандарты связи услуги связи
18.6.2018

По широкой полосе на высокой скорости

В каких частотных диапазонах будет развиваться 5G


Начало коммерческой эксплуатации сетей связи пятого поколения ожидается в России в 2020 году. Одно из приоритетных условий внедрения 5G – наличие частотного ресурса. Эксперты также предупреждают о необходимости разработки методик расчета электромагнитной совместимости (ЭМС) и выдачи разрешений на использование частот (РИЧ) с учетом особенностей технологии.

Кто поделится спектром?

В восьми российских городах-миллионниках сети связи пятого поколения должны появиться к 2020 году. Вопрос, на каких диапазонах будет развиваться новый стандарт, пока окончательно не решен.

Для наиболее эффективного и быстрого внедрения 5G требуется выделение новых полос радиочастот в различных диапазонах

Об этом на конференции Национальной радиоассоциации напомнил генеральный директор ФГУП НИИР Валерий Бутенко.

Дорожная карта развития сетей пятого поколения в европейских странах предусматривает использование полос радиочастот ниже 1 ГГц (для обеспечения покрытия), в диапазоне 3,7 ГГц (для обеспечения емкости) и выше 24,25 ГГц (для обеспечения сверхвысокой скорости – до 20 Гбит/с).

Актуально это и для нашей страны. По словам В. Бутенко, выделение нескольких диапазонов в различных участках спектра позволит в полной мере реализовать потенциал сетей 5G и способствовать цифровизации российской экономики.

В диапазоне ниже 1 ГГц для сетей пятого поколения в Европе обозначены полосы 694–790 мегагерц. Как рассказал гендиректор НИИР, в данном спектре в ЕС планируется использовать 2×30 МГц для развертывания сетей с широким покрытием, которые должны обеспечить предоставление минимальных сервисов сетей 5G за пределами крупных городов в сельской местности и вдоль транспортных магистралей.

Этот диапазон уже выделен в России для внедрения сетей подвижной радиотелефонной связи, однако он занят цифровыми сетями эфирного телевещания, не введен в оборот и не используется для предоставления услуг. В этих условиях одна из актуальных задач для развития 5G в нашей стране – высвобождение спектра 694–790 мегагерц.

Другой диапазон – 3–6 гигагерц. В настоящее время в рамках 3GPP в нем определены следующие полосы: 3300–3800, 3300–4200 и 4400–5000 мегагерц. Однако эти радиочастоты описывают лишь потенциальные экосистемы оборудования. Реальное же развитие рынков определится планами стран по фактическому внедрению тех или иных полос, пояснил В. Бутенко.

«Для Российской Федерации наиболее целесообразным является рассмотрение выделения частотного ресурса для сетей 5G в диапазоне 3400–3800 мегагерц. Только эта полоса может обеспечить внедрение широкополосных услуг нового поколения в ближайшие пять лет. Выбор других частот приведет к существенной задержке появления сетей 5G в России», – сказал В. Бутенко.


Частоты снизу доверху

В рамках 3GPP сформировано три частотных плана для сетей пятого поколения выше 24,25 ГГц: 26,5–29,5, 24,25–27,5 и 37–40 гигагерц. Первый базируется на предложении Южной Кореи по использованию полос для сетей 5G. Он включает радиочастоты, уже выделенные для пятого поколения в США (27,5–28,35 ГГц). Также этот план в полном или частичном объеме рассматривают Япония, Мексика и Египет.
Второй частотный план (24250–27500 МГц) предложен Европой. Его интенсивно исследуют в рамках подготовки к Всемирной конференции радиосвязи (ВКР-19).

В рамках третьего в США выделены диапазоны 37-38,6, 38,6-40 ГГц для лицензируемого использования.

Для Российской Федерации, исторически тяготеющей к использованию европейских частотных планов, наиболее целесообразным является применение полосы 26,5–27,5 гигагерц. И в этом диапазоне единственной существенной проблемой внутри страны станет взаимодействие с земными станциями спутниковой службы исследования земли (ЗС ССИЗ), подчеркнул В. Бутенко.

«В настоящее время диапазон частот 26,5–27,5 ГГц рассматривается как один из наиболее перспективных. В нем проведено наибольшее количество исследований», – рассказал заместитель генерального директора ООО «Гейзер-телеком» Игорь Желтоногов. Эксперт добавил, что

сети 5G в полосах выше 24 ГГц будут использоваться в местах массового скопления людей. Для обслуживания территорий станут применяться диапазоны ниже 6 гигагерц

Коммерческое внедрение сетей связи пятого поколения в полосах выше 24,25 ГГц ожидается только ближе к 2025 году, уточнил В. Бутенко. По этой причине сейчас для внедрения на территории РФ широкополосных услуг требуются полосы 3400–3800 МГц, а для минимального набора сервисов с большим покрытием востребована полоса 694–790 мегагерц.

«Для начала активного внедрения сетей 5G на всей территории РФ необходимо также проведение комплексных мероприятий по конверсии радиочастотного спектра в технологически освоенных полосах частот», – сказал В. Бутенко. По словам эксперта, наиболее привлекательным по соотношению минимальные капвложения/максимальная площадь охвата является диапазон 790–862 мегагерц. Стоимость проведения конверсии в этой полосе частот оценивается в 7 млрд руб. ежегодно в течение 12 лет (общая сумма – 84 млрд руб.).


Бойкая торговля мегагерцами

Один из первых аукционов по распределению спектра для 5G был проведен в Великобритании весной 2018 года

На торги выставили частотные блоки в полосах 2,3–2,4 и 3,4–3,6 гигагерц.
По итогам торгов оператор EE limited заплатил 303,5 млн фунтов стерлингов за полосу частот шириной 40 МГц в диапазоне 3,4 гигагерц. Hutchison 3G – 164,4 млн фунтов стерлингов за 20 МГц в 3,4 ГГц. Telefónica UK – 205,9 млн фунтов стерлингов за 40 МГц в 2,3 ГГц и 317,7 млн фунтов стерлингов – за 40 МГц в 3,4 гигагерц. Vodafone заплатил 378,2 млн фунтов стерлингов за 50 МГц в 3,4 гигагерц.

Совокупный доход от аукциона составил почти 1,4 млрд фунтов стерлингов. «Активное участие операторов в торгах, проведенных в Великобритании, свидетельствует об их заинтересованности в развитии сетей 5G. Результаты говорят о том, что в диапазоне 3,4 ГГц компаниям целесообразно иметь частотный ресурс объемом порядка 40 мегагерц. Полученный по итогам торгов доход оказался выше ожидаемого, это говорит о высокой конкуренции за частоты», – прокомментировал заместитель директора НТЦ Анализа ЭМС ФГУП НИИР Евгений Девяткин.

В этом году о планах по распределению спектра для сетей 5G заявили США и Южная Корея.

В Соединенных Штатах торги предполагается провести в ноябре, на них будут выставлены частоты в диапазонах 24 и 28 гигагерц.
В Южной Корее аукцион прошел 15 июня. На торги было выставлено 280 МГц в диапазоне 3,5 ГГц и 2400 МГц в диапазоне 28 гигагерц. Участие в аукционе приняли все три национальных оператора республики – SK Telecom, KT и LG Uplus.

В Министерстве науки и информационных технологий Южной Кореи уверены, что продажа новых частот позволит ускорить коммерциализацию 5G, которая запланирована на март следующего года.

О планах провести подобный аукцион в России в конце 2018-го заявлял глава Минкомсвязи Николай Никифоров.


Плотные группировки РЭС

Радиоволны на высоких частотах затухают быстрее, чем на низких, поэтому зона обслуживания одной базовой станции (БС) 5G меньше по сравнению с 4G. Но использование таких диапазонов нужно для достижения предельных скоростей, необходимых для ряда сервисов.

По этим причинам
операторы будут вынуждены устанавливать много оборудования, базовых станций 5G понадобится в сотни раз больше, чем БС предыдущих поколений связи

Основным же преимуществом низкочастотных участков спектра является обеспечение оптимального покрытия без дополнительных инвестиций в развитие сетевой инфраструктуры. Спектр ниже 1 ГГц оптимален для решений, которые нетребовательны к высокой скорости передачи данных.

Уже очевидно, что капитальные затраты операторов на 5G будут на порядки выше, чем на предыдущие стандарты. «На начальных этапах сети пятого поколения будут развертываться в местах, которые обеспечивают большой потенциальный спрос на услуги этой технологии, – прогнозирует В. Бутенко. – Такой “островковый” характер покрытия 5G поддерживается операторами, заинтересованными в рентабельности сервисов при достаточно высокой стоимости развертывания сетей».

Точное количество БС будет зависеть от целого ряда факторов, включая особенности городской застройки и рельеф местности. Число радиоэлектронных средств (РЭС) может достигать 30 на квадратный километр.

По мнению начальника отдела регуляторного обеспечения сети Филиала ПАО «МТС» Макро-регион «Сибирь» Вадима Сиделина, более плотное размещение БС потребует изменения разрешительной системы для ввода РЭС в эксплуатацию. Эксперт считает целесообразным производить расчеты электромагнитной совместимости (ЭМС) и выдачу разрешений на использование частот для группировок БС, размещенных на конкретной территории, а не для отдельных радиоэлектронных средств. Число и параметры базовых станций при этом нужно фиксировать на этапе регистрации РЭС.

Эксперт ПАО «МТС» Василий Скрынников подчеркнул важность заблаговременной разработки методик расчета ЭМС, учитывающих специфику оборудования для 5G. По его словам, это необходимо для быстрого развертывания будущих сетей связи пятого поколения.

Изображение: RSpectr, freepik.com

Еще по теме

Сотовым операторам необходим переход на российское core-оборудование

Когда в России запустят собственное производство сырья для изготовления оптоволокна

Как изменятся лицензионные требования к операторам связи

Текущая ситуация и перспективы борьбы с телефонным мошенничеством

Организация коммуникаций в различных отраслях: особенности и тренды

Минпромторг планирует увеличить количество уровней локализации производства оборудования связи

Какие перспективы у рынка отечественных базовых станций

Российские телеком-операторы организовали совместные проекты для сохранения и развития инфраструктуры в интересах абонентов

Инициативы регулятора по технологическому развитию рынка телекоммуникаций

Как «большая четверка» мобильных операторов развивает инфраструктуру в условиях санкций

Что нужно знать о стремительно растущем виде онлайн-мошенничества

Как развитие сетей связи влияет на скорость доставки контента пользователям

Как совершенствуют антифрод-системы для борьбы с мошенниками 

Для развития спутников связи необходимо наращивать выпуск отечественной космической техники

Будущее рынка спутникового IoT в России