Верен идее соединить мир

ai-for-good

5G - пятое поколение технологии подвижной связи

​​​​​​​​​5G BCKGROUNDER
Конкурс фотографий Форума ВВУИО 2018 года. Голографические очки в мастерской по программированию, Мексика​​​

Общий обзор

  • Развитие услуг подвижной широкополосной связи происходит в соответствии с требованиями потребителей. Для прогнозируемого роста объемов трафика, числа устройств и услуг, а также необходимого повышения приемлемости в ценовом отношении и улучшения восприятия пользователем потребуются инновационные решения.
  • Развертывание IMT-2020 ожидается с 2020 года, а испытания 5G и предварительная коммерческая деятельность уже ведутся, чтобы оценить предлагаемые технологии и полосы частот, которые могут использоваться для этой цели. Ожидается, что, передавая огромные объемы данных значительно быстрее, устанавливая надежные соединения для чрезвычайно большого числа устройств и обрабатывая весьма крупные объемы данных с минимальной задержкой, 5G будет соединять людей, вещи, данные, устройства, транспортные системы и города в "умной" сетевой среде связи.
  • Ожидается, что 5G будет поддерживать такие приложения, как "умные" дома и здания, "умные" города, видео в формате 3D, работу и игры в облаке, дистанционную медицинскую хирургию, виртуальную и дополненную реальность и масштабное межмашинное взаимодействие для автоматизации отрасли, а также беспилотные автомобили. Сети 3G и 4G в настоящее время сталкиваются с проблемами при поддержке этих услуг.
  • Ожидается, что благодаря своим масштабам и охвату 5G ускорит достижение всех 17 Целей в области устойчивого развития (ЦУР), от приемлемой в ценовом отношении и чистой энергии до ликвидации голода.

Проблемы и решения: создавая сети 5G для будущего


Ожидается, что после развертывания сети 5G обеспечат повышение скорости и пропускной способности для поддержки масштабного межмашинного взаимодействия и предоставления услуг с малой задержкой и высокой надежностью для приложений с жестким временным режимом. При таких масштабных целях сети 5G сталкиваются со значительными эксплуатационными проблемами, такими как соблюдение более высоких уровней стабильности[1], безопасности[2] и надежности[3]. Сети 5G должны иметь высокие показатели в различных условиях, таких как городские районы плотной застройки, точки доступа в помещениях и сельские районы. В ряде стран начались испытания 5G, и их результаты находятся на стадии оценки, а многие компании успешно завершают конкретные ограниченные испытания.

Как и предыдущие поколения подвижной широкополосной связи, сети 5G будут использовать радиочастотный спектр. Радиочастотный спектр делится на полосы частот, распределяемые службам радиосвязи таким образом, чтобы каждая полоса использовалась только службами, которые могут сосуществовать между собой. Увеличение трафика и скорости, требующееся для 5G, вызовет потребность в гораздо более эффективных технологиях использования спектра, а также в большом объеме дополнительного спектра, превышающем тот, который в настоящее время используется 3G и 4G. Бóльшая его часть поступит из полос частот выше 24 ГГц, которые создают значительные проблемы в отношении распространения радиоволн и также используются рядом служб радиосвязи, в первую очередь для спутниковой связи, прогнозов погоды и мониторинга ресурсов Земли и изменения климата.

Чтобы избежать помех между 5G и этими службами и тем самым обеспечить жизнеспособную экосистему подвижной связи в будущем – а также снизить расценки благодаря экономии за счет масштаба и обеспечения функциональной совместимости и роуминга – необходимо принять и применять на глобальном уровне национальные и международные регуляторные нормы в этих полосах. Ввиду этого дополнительный спектр, который будет использоваться 5G, необходимо определить и согласовать на глобальном уровне. По той же причине радиотехнологии, используемые в устройствах 5G, должны поддерживаться согласованными на глобальном уровне стандартами.

Вклад МСЭ


​МСЭ играет ключевую роль в разработке и принятии этих глобальных регуляторных норм и стандартов. Члены МСЭ работают над обеспечением того, чтобы сети 5G были защищенными, стабильными, функционально совместимыми, безопасными для здоровья человека и энергоэффективными и чтобы они работали без помех. В управлении использованием согласованного на глобальном уровне радиочастотного спектра и стандартами для 5G МСЭ играет роль ключевой движущей силы в развитии и внедрении 5G.

Сектор стандартизации МСЭ играет объединяющую роль в отношении технологий и архитектур проводных элементов систем 5G.

Управление использованием радиочастотного спектра

Спектр представляет собой ограниченный природный ресурс, который может использоваться в любой и из любой точки на Земле и в космосе. Поскольку радиоволны распространяются независимо от государственных границ, использование участка спектра в одной географической зоне может отрицательно сказаться на способности использовать тот же участок в других зонах, причиняя вредные помехи. Вследствие этого использованием спектра следует управлять на национальном и международном уровнях.

Роль МСЭ, в рамках его Сектора радиосвязи (МСЭ-R), заключается в обеспечении рационального, справедливого, эффективного и экономичного использования радиочастотного спектра всеми службами радиосвязи, включая спутниковые службы, в частности избегая вредных помех и ликвидируя их.

Для этого радиочастотный спектр делится на полосы частот, распределяемые службам радиосвязи таким образом, чтобы каждая полоса использовалась только службами, которые могут сосуществовать между собой. Эти распределения и процедуры, обеспечивающие международное признание и защиту от помех видов использования спектра в каждой стране и в космосе, излагаются в Регламенте радиосвязи МСЭ (РР). РР представляет собой международный договор, ратифицированный и применяемый всеми Государствами – Членами МСЭ. Он действует с 1906 года и обновляется раз в четыре года всемирными конференциями радиосвязи МСЭ (ВКР), для учета развития технологий и видов использования спектра.

Каждый спутник, каждое воздушное судно или водное судно, каждая телевизионная или радиостанция, каждое мобильное устройство, каждый оборонный радар, радар воздушного движения или морской радар используют определенную полосу частот, как предписывается Регламентом радиосвязи. Глобальное распределение полос частот МСЭ позволяет всем службам радиосвязи сосуществовать без помех. Это дает всем заинтересованным сторонам, в том числе участвующим в развитии 5G, уверенность в том, что эти полосы будут доступны для использования и защищены во всех странах в обозримом будущем. Другими словами, это создает уверенность для долгосрочных инвестиций, что представляет собой основу для устойчивого развития экосистемы.

Наряду со снижением помех к преимуществам согласованного использования спектра относятся содействие экономии за счет масштаба, помощь в построении рынков, возможность глобального роуминга и снижение стоимости и конструктивной сложности оборудования.

В рамках четырехгодичного процесса исследований и подготовки к Всемирной конференции радиосвязи МСЭ (ВКР‑19) заинтересованные стороны со всего мира стремятся достичь согласия относительно распределения и определения дополнительного спектра для Международной подвижной электросвязи (IMT, общий термин, используемый МСЭ для обозначения 2G, 3G, 4G, 5G и будущих поколений служб подвижной широкополосной связи) на этой конференции.

Первые случаи полномасштабного коммерческого применения 5G ожидаются вскоре после доработки спецификаций для IMT-2020 в 2020 году. Регуляторные органы различных стран мира уже объявляют тендеры на получение лицензий на эксплуатацию сетей 5G в полосах частот, распределенных МСЭ и определенных или ожидаемых к определению для IMT.

Управление воздействием электромагнитных частот на человека

Как и предыдущие поколения, сети 5G будут генерировать электромагнитные поля. Воздействие этих полей на население регулируется международными и национальными нормами. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) устанавливает рекомендуемые пределы. МСЭ сотрудничает с ВОЗ для обеспечения руководства и рекомендаций по мониторингу радиоустановок и соблюдения ими этих пределов.

Установление стандартов для согласованных на глобальном уровне, стабильных, безопасных и надежных 5G

МСЭ много сделал для разработки глобальных стандартов подвижной связи. Система стандартов для Международной подвижной электросвязи (IMT) охватывает этапы отрасли 3G и 4G и будет продолжать развиваться как 5G с IMT-2020.

В начале 2012 года МСЭ приступил к разработке системы "IMT на 2020 год и последующие годы", создавая условия для деятельности по исследованию 5G и устанавливаятребования и концепцию для 5G. В рамках программы IMT-2020 МСЭ члены Союза разрабатывают международные стандарты для эффективного функционирования сетей 5G.

Стандарты МСЭ поддерживают такие инновационные методы создания сетей, как создание сетей с программируемыми параметрами, виртуализация сетей, организация ориентированных на информацию сетей и усовершенствованные периферийный и транзитный трафик. Эти инновации сыграют ключевую роль в том, чтобы сделать сети 5Gбыстрее, "умнее" и рентабельнее. Эти стандарты МСЭ также дают компаниям электросвязи возможность предоставлять инновационные услуги по мере их адаптации к меняющимся потребностям пользователей в эпоху великих перемен. Ожидается, что полностью их потенциал инноваций в создании сетей с программируемыми параметрами раскроется в среде 5G.

Процесс установления стандартов объединяет правительства, регуляторные органы, операторов подвижной связи, производителей, отраслевые организации, академические организации и другие органы стандартизации из разных стран мира в поддержку разработки приложений 5G в областях надежности и стабильности сетей, кибербезопасности, конфиденциальности данных, анализа больших данных, энергоэффективности и искусственного интеллекта для повышения эффективности сетей 5G. Принятие МСЭ стандартов IMT-2020 придаст тем, кто вкладывает средства в сети 5G, уверенности в том, что эти стандарты будут применяться повсеместно, создавая экономию за счет масштаба и тем самым демонстрируя преимущества согласованности на глобальном уровне.

[1] Network stability allows everyone to communicate, access data, and share information reliably, as needed.

[2] Network security is an over-arching term that describes that the approach, policies and procedures implemented by a network administrator to avoid unauthorized access, exploitation, or modification of a network and its resources.

[3] Reliability is when computer-related networks or components perform consistently according to expectations.​