Большой скачок

фото: Ericsson

Наши вещи стремительно уходят в интернет. Чем не начало для фантастического рассказа? Однако это не фантастика, а прогрессирующая небывалыми темпами реальность.

Интернет забрался не только в телефоны, но и в бытовую технику, часы, да куда угодно. Сегодня мы наблюдаем стремительно увеличивающийся поток устройств, которые можно подключить к всемирной паутине. При этом общая тенденция такова, что в конечном итоге будет подключено все, начиная со светофоров, автомобилей, медицинского оборудования и заканчивая системами электроснабжения. В сети общаются не только пользователи – там постоянно на связи бесчисленная армия машин, которая корректирует свои действия и обменивается информацией.

Раз число «разговаривающих» в интернете людей и устройств постоянно прибавляется, соответственно, растут объемы передаваемых данных, и необходимы все более высокие скорости. «К 2020 году объемы информации, обращающейся в сети, вырастут в 1000 раз», – делает прогноз на будущее координатор проекта METIS Афиф Оссейран во время встречи с журналистами в штаб-квартире Ericsson в Стокгольме. Консорциум METIS был создан недавно и нацелен на разработку фундаментальных концепций сетей пятого поколения (5G) и определения дальнейших путей развития мобильной связи.

Оссейран отмечает, что сейчас по всему миру работают более 5 млрд мобильных приспособлений, большинство из которых представляют собой терминалы, компьютеры и планшеты. В будущем ожидается, что число подключенных устройств, задействованных в умных городах, умных домах и интеллектуальных энергосетях, превысит количество пользовательских устройств в 10–100 раз.

Обеспечить бесперебойную работу 50 млрд (а возможно, и 500 млрд) аппаратов – задача непростая. Вместе с ростом количества подключаемых устройств будут значительно возрастать и требования к сети. Потоковое видео, файлообменные сети и облачные сервисы по-прежнему будут оставаться наиболее популярными приложениями, требуя все более высоких скоростей. В офисных помещениях и городской среде, где плотность обращений к виртуальной среде наиболее высокая, необходимо будет получать стабильную скорость передачи данных в несколько гигабит в секунду (Гб/сек.). Такая скорость позволит синхронизировать локальные хранилища с облачными и сетевыми дисками, передавать видео сверхвысокой четкости и поддерживать работу приложений виртуальной и дополненной реальности.

Рост числа подключенных устройств будет сопровождаться появлением новых способов их применения, что приведет к возникновению новых требований к сетям, варьирующихся в зависимости от приспособления и от конкретной цели использования. В этом исследователи видят серьезный вызов, с которым могут справиться новые технологии, а именно сети пятого поколения. Если обобщить детали и говорить в целом, то это передача гигабайтов данных в секунду через гибридные сети, в которых объединяются технологии передачи данных второго, третьего поколений плюс новые технологии. Эта формулировка не претендует на исключительность даже потому, что сами ученые до конца не уверены, как эти сети будут выглядеть. Зато они досконально разобрались с тем, что именно от них нужно будет пользователю, и предложили свой прогноз развития событий.

Существующие технологии мобильного широкополосного доступа, такие как HSPA и LTE, будут развиваться и далее, выступая основой нового стандарта сетей пятого поколения. Так, например, повсеместно станут доступными скорости передачи данных на уровне сотен Мбит/сек. Обеспечение высокого качества доступа к высокоскоростным мобильным сервисам будет возможным благодаря внедрению технологии интеллектуальных антенн с большим числом управляемых элементов, освоению новых диапазонов более высокой степени координирования между базовыми станциями. Появятся новые сценарии развития сетей. Все больше операторов будут прибегать к стратегии развертывания малых сот. Сверхплотные сети будут состоять из маломощных базовых станций, устанавливаемых с гораздо более высокой плотностью по сравнению с существующими на сегодня. В крайних случаях внутри помещений базовые станции будут устанавливаться в каждой комнате, а вне зданий будут размещаться по отношению друг к другу на расстоянии фонарных столбов.

В будущем еще более важную роль станет играть энергоэффективность, которая должна стать главной целью при проектировании всех решений сетей 5G. Сокращение радиуса сот в плотных сетях, а также интеллектуальные возможности «спящего» режима базовых станций, минимизация сигнального трафика при обнаружении сети и синхронизации значительно уменьшат энергопотребление в сетях пятого поколения.

Технологии 5G к 2020 году и после потребуют значительно большего диапазона частот и более широких несущих в целях поддержки ожидаемого прироста трафика и еще более высоких скоростей передачи данных, и это не считая уже ведущихся работ по поиску частотных диапазонов для современных систем LTE и HSPA. Будут необходимы новые частотные спектры, как в уже используемых сегодня, так и в верхних диапазонах. Первое необходимо для улучшения качества обслуживания на глобальном уровне, а второе обеспечит более широкие полосы для сверхвысокого качества обслуживания в конкретных ситуациях.

Реализация проекта «5G к 2020 году» сделает возможным неограниченный дос­туп к информации. Совершенно очевидно, что для реализации этой перспективы необходимо будет решить проблему возрастающего числа подключающихся к сети приспособлений. Разнообразие подключенных устройств, приложений и задач позволяет спрогнозировать, что 5G станет результатом интеграции существующих технологий радиодоступа – как усовершенствованных LTE и HSPA, так и более специализированных, направленных на конкретные цели.