MWC 2017: план розробки і результати польових випробувань стандарту 5G
В рамках конференції Mobile World Congress, яка пройшла днями в Барселоні, відбувся захід 5G Test Summit, в якому взяли участь представники IMT-2020 PG (International Mobile Telecommunication 2020 Promotion Group) - групи, яка займається розробкою і тестуванням компонентів 5G. У їх число входять найбільші оператори стільникового зв'язку (AT&T, China Mobile, NTT DOCOMO, Vodafone) і виробники телекомунікаційного устаткування: (Ericsson, Datang, Huawei, Intel, Keysight, MediaTek, Nokia, Qualcomm, Rohde & Schwarz, ZTE). Метою саміту стало затвердження єдиного стандарту бездротового зв'язку нового покоління (5G), демонстрація планів по роботі над його прийдешніми версіями і результатів польових випробувань різних компонентів 5G, які провели оператори і постачальники обладнання.
Перш ніж приступити до стандартизації 5G,
3GPP (3rd Generation Partnership Project) - організація, що затверджує міжнародні стандарти стільникового зв'язку, - планує внести нові можливості в LTE. Остання на даний момент специфікація LTE, випущена 3GPP, міститься у виданні 13 (Release-13) і включає спеціальні заходи, спрямовані на адаптацію існуючих мереж до потреб «Інтернету речей» (зокрема, додаткові радіочастоти в LTE і оптимізації GSM/EDGE). У виданні 14, над яким ведеться робота в даний момент, можливості IoT (Internet of Things) будуть розширені в бік кращого позиціонування, числа абонентів, мобільності, енергоефективності та пропускної здатності. Окрема увага приділяється комунікації автомобілів між собою і з іншими типами пристроїв.
Архітектурі 5G будуть присвячені два наступні видання. Видання 15 заплановано до виходу у вересні 2018 року і покриє основний набір завдань, пов'язаних з комерційним впровадженням зв'язку п'ятого покоління. Розглядаються два способи експлуатації радіомереж 5G - з опорою на LTE як «якір» і повністю незалежне функціонування. Пріоритетними сценаріями використання на даному етапі є, з одного боку, широкосмуговий бездротовий доступ, з іншого - передача даних з низькою латентністю і високою надійністю, затребувана в критично важливих додатках IoT (наприклад, контроль дорожнього трафіку). Частотний діапазон, нижню зону якого займе IoT, спочатку буде простягатися від 600 МГц до 40 ГГц.
Під час роботи над виданням 15 діятимуть експериментальні некомерційні мережі, що використовують радіоканал 5G. Ближче до кінця цього періоду можлива поява нестандартизованих комерційних мереж, а після публікації видання 15 мережі 5G відкриються для комерційної експлуатації.
Видання 16, заплановане на березень 2020 року, завершить роботу з тестування та стандартизації технологій бездротового зв'язку п'ятого покоління. До того моменту верхня межа діапазону частот 5G досягне 100 ГГц. Частина спектра, зайнятого мережами 3G в даний час, буде віддана мережам 5G. Крім того, будуть досліджені можливості розвантаження ліцензованого спектра за рахунок неліцензованих частот, які використовуються WiFi, і застосування ретрансляторів (relays) на кордонах сот.
Також у виданні 16 будуть краще описані способи доступу до функцій 5G для різних сервісів. Наприклад, широкомовна і мультивіщальна передача (broadcast/multicast), комунікації в IoT (mmTC - Massive Machine-Type Communications). Функції короткої відстані (proximity services) дозволять абонентським терміналам, що знаходяться поблизу один від одного, комунікувати безпосередньо.
Деякі з операторів і виробників обладнання, що входять в IMT-2020 PG, вже провели польові випробування ключових технологій зв'язку п'ятого покоління. Наприклад, у Китаї завершилося масштабне тестування за участю Alcatel-Lucent, Datang, Ericsson, Huawei, Nokia, Samsung і ZTE. Була досягнута швидкість передачі даних 20 Гбіт/с в діапазоні, близькому до міліметрового (частота 28 ГГц), і дальність зв'язку аж до 350 м на частоті 15 ГГц.
Американська AT&T провела своє випробування на тих же частотах і отримала швидкості в 933 і 940 Мбіт/с (прийом і передача відповідно), які в даному випадку були обмежені пропускною здатністю дротового каналу (1 Гбіт/с). Затримка передачі даних у радіоканалі при цьому склала 2 мс.
Японський оператор DOCOMO спільно з Ericsson досяг пропускної здатності в 10 Гбіт/с на абонентський термінал і понад 20 Гбіт/с на соту з двома терміналами. Компанія припускає, що до 2020 року комерційні абонентські пристрої освоять швидкість в 5 Гбіт/с, а потім - і 10 Гбіт/с. У тесті DOCOMO зв'язок зберігався на дистанції до 500 м в умовах прямої видимості на частоті 15 ГГц, а також у разі, якщо лінію видимості закриває будівля, але є відображення від інших будівель (з пропускною здатністю 3 Гбіт/с). На обладнанні Samsung оператор домігся результату в 2,5 Гбіт/с на частоті 28 ГГц при зв'язку автомобілем, що рухається зі швидкістю 150 км/год.