Новые технологии в связи сообщение

Обновлено: 28.06.2024

Через пять лет новые беспроводные технологии передачи данных изменят наш мир. Беспилотные автомобили станут безопасными и будут развлекать пассажиров, беспроводная зарядка станет удобной, датчики интернета вещей смогут автономно работать годами, роботы и виртуальные помощники смогут лучше различать окружение и голоса, точность геопозиционирования вырастет до одного метра. И даже появятся новые дизайны интерьеров. Представляем десятку перспективных беспроводных технологий, которые, по версии Gartner, будут в будущем доминировать в корпоративных и бытовых сетях.

Проводов будет еще меньше

За последние два десятилетия беспроводные технологии успели вытеснить из обихода множество традиционных средств связи и передачи информации. В ближайшие пять лет ожидается появление новых типов беспроводных коммуникаций, которые станут основой развития перспективных технологий, например робототехники, автономного наземного и авиатранспорта, медицинских гаджетов.

Существующие беспроводные решения совершенствуются и подстраиваются под нужды разработок нового поколения. В некоторых случаях, напротив, появление принципиально новых перспективных технологических направлений диктует необходимость в разработке необычных коммуникаций со специфическими требованиями к мощности, экономии энергии, программному управлению, большой автономии.

Специалисты исследовательской компании Gartner проанализировали ключевые тенденции и выделили десятку беспроводных технологий, которые займут доминирующее положение на рынке в качестве корпоративных архитектур нового поколения.

1. Сети Wi-Fi

Сети Wi-Fi являются сегодня и останутся как минимум до 2024 года основой высокопроизводительных сетей для дома и офиса. Помимо традиционной роли технология найдет применение в новых разработках. Например, в качестве основы для радиолокационных систем или как элемент двухфакторных систем аутентификации нового поколения.

В конце 2018 года межиндустриальная группа Wi-Fi Alliance объявила о запуске новой версии стандарта – IEEE 802.11ax, который получил маркетинговое название Wi-Fi 6. Новый стандарт совместим с предыдущими версиями и поддерживает диапазоны 2,4 ГГц и 5 ГГц. Устройства стандарта Wi-Fi 6 будут поддерживать множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA). Это означает возможность синхронной передачи данных сразу нескольким клиентам с усредненной скоростью. В дополнение совместная работа технологий MU-MIMO и OFDMA обеспечит поддержку до восьми подключений со скоростью до 11 Гб/с. В стандарте Wi-Fi 5 число таких подключений не превышало четырех.

Новая функция Target Wake Time стандарта Wi-Fi 6 обеспечит возможность установить расписание перехода в режим сна для экономии заряда батареи.

Внедрение Wi-Fi 6 позволит значительно повысить плотность беспроводных сетей, улучшить качество обмена данными в общественных местах с большим числом пользователей на единицу площади – на транспорте, в корпоративных офисах, торговых залах, отелях и на стадионах. Первые коммерческие запуски Wi-Fi 6 намечены на конец 2019 года.

2. Сотовые сети пятого поколения (5G)

Запуск первых сетей сотовой связи пятого поколения (5G) начался еще в 2018 году, однако первые коммерческие проекты в масштабах городских агломераций или целых стран стартовали только в 2019 году. В частности, Южная Корея в апреле 2019 года первая в мире запустила сразу три коммерческие сети мобильной связи 5G в масштабах всей страны. В Китае коммерческая эксплуатация сетей 5G началась в конце мая.

По мнению аналитиков Gartner, на развертывание сетей 5G в глобальном масштабе уйдет пять-восемь лет. Согласно прогнозу GSMA, в России сети 5G охватят до 80% населения уже в 2025 году.

В ряде случаев сотовые сети пятого поколения станут дополнением сетей Wi-Fi в качестве более дешевой альтернативы для высокоскоростной передачи данных с плотным скоплением пользователей – таких как крупные города, аэропорты и производственные предприятия. На первых порах, пока технология 5G только развивается, большинство операторов сосредоточатся на предоставлении услуг скоростного доступа в интернет. Тем не менее в стандарте 5G заложен большой потенциал развития, и последующие его итерации станут базой для развития интернета вещей и ряда других приложений, где критически важной является минимальная задержка сигнала при обмене данными.

Одним из первых стандартов семейства V2X стал принятый в 2012 году IEEE 802.11p, где обмен данными между автомобилями (vehicles to vehicles, V2V) и автомобилями и инфраструктурой (vehicles to infrastructure, V2I) производится с применением беспроводной сети. Следующим шагом стал принятый ассоциацией 3GPP в 2016 году стандарт Cellular V2X (C-V2X), который основан на обмене данными через сотовые сети LTE/4G. Именно эта версия рассматривается в качестве варианта для естественной миграции стандарта в сотовые сети 5G.

По мнению аналитиков, наличие поддержки V2X со временем станет обязательным требованием для новых автомобилей. Но еще до этого момента на рынке начнут появляться модели с интеграцией необходимых протоколов стандарта. Полностью раскрыть потенциал систем V2X смогут лишь сотовые сети 5G.

Повсеместная автоматизация процессов во всех сферах жизни делает неизбежной необходимость развития компьютерных систем и выводит новые технологии в телекоммуникациях на первое место по значимости для человечества.

5G укрепляет позиции

В ближайшем будущем 5G прочно займет свое место в коммерческом использовании. Ожидается, что в Соединенных Штатах 5G будет использоваться в беспроводных домашних сетях или более распространенных широкополосных сетях WTTx.

Распределение спектра частот становится менее скучным

На сегодняшний день существует 5G и миллиметровая волна, но это не самая интересная часть для инженеров. У них появилась возможность подумать о новых способах управления спектром за пределами простого разделения на общий или частный. На пороге появления 6G стоит более творчески подходить к попыткам достичь цели в 1000% мощности. Массивный многоканальный вход-выход позволит пространственно управлять помехами таким образом, который никогда не использовался раньше, и позволит по-новому подходить к пониманию, что означает общее использование сетки как по частоте, так и по пространству.

Интернет вещей укрепляет позиции

Уже стало обыденным, когда какая-нибудь бабушка подключается к облаку, например, для мониторинга здоровья. Google уже знает больше о наших путешествиях, чем мы сами, и теперь в тренде будет мониторинг состояния здоровья.

Скоро нам будут подсказывать, когда делать упражнения, какие виды пищи нам нравятся, и как лучше расчесывать волосы. Развитие новых технологий связи завоевывает все большее пространство в нашей жизни.

Беспилотные механизмы

В наши дни уже никого не удивишь беспилотными автомобилями. Дроны, доставляющие посылки, также попадают в эту категорию, и все это уже давно стало обыденным. Вскоре могут появиться определенные режимы для автомобильного транспорта, например, построение колонны грузовиков, но до этого пройдет еще много времени, прежде чем общество будет готово к полной замене светофоров и другим конструкторским решениям.

Сейчас остро стоит вопрос соперничества между беспроводными сетями малого радиуса действия и LTE. Сочетание этого с интернетом вещей и мониторингом здоровья делает все более реальной шутку о том, что беспилотный автомобиль отвезет владельца в спортзал вместо кондитерской либо высадит в километре от нее, заставив пройти хоть немного пешком, пока дрон доставляет посылку со здоровой пищей, о заказе которой человек даже не догадывался.

Безопасность и конфиденциальность в облаке

На сегодняшний день в контексте интернета вещей остро стоит вопрос о том, как обеспечить безопасность таких вещей, как автоматизация транспортных средств и беспилотных летательных аппаратов; а также как обезопасить в будущем информацию, получаемую с датчиков и приборов по всему телу.

Распределенные регистры, конец банков и начало новой экономики

Стремительный рост курса криптовалют показывает, что валюту можно иметь и без государственных органов. Просто больше нет необходимости в посреднике. В случае с биткоином причиной служит наличие блокчейна, который является примером распределенного регистра. Но блокчейн можно использовать для всех видов транзакций, и уже ходят разговоры о принципиально новом типе экономики.

В будущем это перейдет в телекоммуникационные сети как для использования приложений, так и для управления самими сетями. Ожидается, что такие технологии начнут оказывать заметное влияние, особенно, в странах с развивающейся экономикой.

Умный город

Вероятность жить в городах будущего уже не кажется настолько сказочной. Автомобиль самостоятельно паркуется, система контроля трафика внимательно отслеживает транспортный поток, чтобы свести к минимуму количество и время остановок на светофорах, вероятно, используя информацию с автомобиля о том, куда он планирует перемещаться, мобильный телефон разговаривает с автобусом (или автоматизированным беспилотным транспортным средством совместного пользования) или поездом, чтобы доставить человека от точки A до точки Б с минимальными затратами и в минимальные сроки.

Запах молекулярной коммуникации

Армии наноботов, заполонивших сеть, делают актуальным вопрос их коммуникации между собой в будущем. Малые размеры означают, что обычные радиационные методы (электромагнитные и акустические) являются сложными и неэффективными из-за несоответствия импеданса и среднего поглощения. К счастью, природа уже решила проблему координации нескольких тел небольших размеров, обеспечив выделение и обнаружение сигнальных веществ клетками и органеллами – оригинальными наноботами.

Новые технологии связи: LiFi освещает путь

Все говорят о нехватке радиочастотного спектра. LiFi обещает дополнительный доступ к компьютеру. Идея заключается в том, что светодиод может так сильно изменять свою интенсивность, что человеческий глаз не может его увидеть, но фотодетектор может его обнаружить.

Преимущество LiFi заключается в том, что он не будет проходить сквозь стены, обеспечивая достаточную конфиденциальность для предполагаемого пользователя.

Основные тренды современного мирового коммуникационного рынка базируются на новых технологиях, которые сейчас активно внедряются по всему миру. Яна Белоусова, аналитик по исследованиям рынков компании Bercut, рассказывает, в каких направлениях развиваются зарубежные и российские операторы.

Передовые технологии обладают большим потенциалом для расширения бизнеса и увеличения его капитализации. В этом материале рассмотрим, как под их воздействием меняются рынки, бизнес-модели и сервисы в различных регионах мира.

Как правило, трендсеттерами становятся крупнейшие компании в своей отрасли. За период Как правило, трендсеттерами становятся крупнейшие компании в своей отрасли. За период с ноября 2019 года по октябрь 2020 года лидерами по выручке, по данным исследовательской платформы YCharts, стали AT&T Inc. (США), Verizon Communications Inc. (США), Nippon Telegraph & Telephone Corp. (Япония), China Mobile Ltd. (Китай), Deutsche Telekom AG (Германия), SoftBank Group Corp. (Япония), China Telecom Corp Ltd. (Китай), Telefonica SA (Испания), Vodafone Group PLC (Британия), America Movil SAB de CV (США).

И хотя еще не все операторы представили общественности итоги своей работы за год – многие сделают это только в декабре – в этом списке вряд ли произойдут значительные изменения, и уже сейчас можно сделать вывод, что основная часть гигантов сосредоточена прежде всего в США, Европе, Японии и Китае.

Огромные доходы этих компаний обусловлены тем, что они интенсивно развивают смежные направления деятельности, занимаясь не только предоставлением услуг связи. Тем самым они формируют глобальный тренд на создание экосистем. Кроме того, расширение продуктовой линейки за счет создания новых сервисов – это необходимость, вызванная наполненностью рынка.

В настоящее время уже невозможно сохранять высокую доходность за счет притока новых клиентов – мобильной связью охвачена большая часть населения развитых стран. Рост абонентской базы замедлился, ценовая конкуренция набирает обороты. Предлагая дополнительные услуги, основанные на передовых разработках, операторы нивелируют стагнацию доходов от основного бизнеса.

Важно отметить, что все технологии, на развитие которых сегодня делают ставки крупнейшие операторы, зачастую неразрывно связаны друг с другом. Прежде всего это облачные технологии, большие данные (Big Data), интернет вещей (Internet of Things, IoT), машинное обучение (Machine Learning), искусственный интеллект (Artificial Intelligence, AI). С их помощью игроки рынка создают, в частности, сервисы умного дома и их тарификацию, умных голосовых помощников, новые B2B-услуги, игровые платформы, более совершенные алгоритмы таргетирования.

Ожидается, что с приходом 5G дополнительный ресурс для развития получат сферы, уже использующие технологии больших данных, интернета вещей, облаков и искусственного интеллекта. Среди таких отраслей будут и медицина, и производство, и многие другие – в частности, дополненная и виртуальная реальность, возможность потоковой обработки больших массивов данных обеспечат им значительную эффективность и доступность. C помощью сетей нового поколения интернет вещей получит больше возможностей развития в сложных производственных сферах.

После внедрения связи нового поколения также ожидается подъем в сфере стриминговых сервисов. Этот рынок интенсивно растет уже сейчас, в частности, Азии и Тихоокеанском регионе и особенно активно – в Китае, где проводится большое количество чемпионатов по геймингу. Эти мероприятия, на которых, кстати, зачастую разыгрываются весьма серьезные денежные призы, дополнительно повышают спрос на игры.

Телеком-операторы, в том числе и в России, тоже следуют этому тренду: запустить свои стриминговые платформы пытаются МТС и Tele2. И это довольно ожидаемо, если учитывать статистику: по сведениям Newzoo, Россия находится на 11 месте в мире по объему игрового рынка, а согласно данным Superdata, наша страна является лидером по объему рынка в Европе. По итогам предыдущего года сфера гейминга в России выросла на 15 %. Эксперты предполагают, что в дальнейшем стоит ожидать 20% ежегодного роста этой отрасли.

В настоящее время мировыми лидерами в стриминге являются Twich, принадлежащий Amazon, YouTube и Facebook. Последний не так давно забрал аудиторию платформы Microsoft Mixer после того, как IT-гигант решил закрыть это направление, не выдержав конкуренции. И действительно, соперничество в сегменте довольно жесткое, поэтому многие операторы предпочитают не создавать собственный продукт, а сотрудничать с крупными игроками рынка. Такой тактики придерживается и российский МегаФон.

На данный момент 5G только начинает свое проникновение в жизнь пользователей. В сентябре 2020 года коммерческое использование инфраструктуры начали 103 оператора в 46 странах, десятки других игроков объявили о подобных планах. Аналитики Ассоциации GSM прогнозируют, что лидерство в проникновении 5G до 2025 года будет принадлежать развитым азиатским странам. Тем временем операторы успешно создают решения для физических лиц на базе 4G: например, в Беларуси оператор A1 предоставляет сервисы умного дома на базе IoT.

Таким образом, подобные продукты внедряются уже сейчас, а после запуска 5G они будут набирать обороты.

Сама по себе мобильная связь не уходит окончательно на второй план и не прекращает эволюционировать. В этой области также есть изменения, в частности, все большую популярность получают виртуальные операторы (Mobile Virtual Network Operator, MVNO) – поставщики услуг, не имеющие собственной наземной инфраструктуры и арендующие сотовые вышки. Первое место по количеству MVNO занимает Германия: в этой стране около 135 виртуальных операторов. На Европейский регион приходится 64,5% всех абонентов виртуальных операторов в мире. Это направление также развито в Китае и США.

Россия в этом плане немного отстает от лидеров – на данный момент доля рынка виртуальных операторов по количеству абонентов составляет около 4%. Одна из причин в том, что на нашем рынке крупнейшие операторы создают существенную ценовую конкуренцию и при этом предлагают клиентам обширный набор услуг, связанных не только с традиционным телекомом. Тем не менее тренд на MVNO развивается и в России, зачастую благодаря крупным бизнесам, которые создают операторов, усиливая за счет этого свою экосистему.

Преимущественно появление новых MVNO в России происходит за счёт банковского сектора, у которого есть серьёзная мотивация для запуска виртуального оператора, а главное – достаточно для этого финансовых ресурсов

Например, Сбербанк, используя биллинг и дополнительные сервисы от Bercut, сумел достаточно успешно запустить виртуального оператора СберМобайл. Собственный биллинг позволил им быть гибкими в принятии решений о развитии оператора, реализовывать больше продуктовых моделей. На сегодня СберМобайл сумел занять 6% рынка MVNO и недавно удостоился премии самого инновационного виртуального оператора по версии международного конкурса MVNO Awards 2020.

Как уже было отмечено выше, в целом коммуникационные рынки различных стран развиваются неравномерно. Наиболее насыщенным и зрелым по уровню проникновения связи является европейский, ненамного отстают Россия, Китай и страны Северной Америки. Самую солидную выручку формируют операторы США, наибольший вклад коммуникационной отрасли в ВВП наблюдается в Азиатско-Тихоокеанском регионе, а Китай обгоняет другие регионы по количеству IoT-подключений.

В Юго-Восточной Азии и Африке телеком-сфера развита меньше. По этой причине вкупе с густонаселенностью данные регионы представляют особый интерес для крупных игроков – они активно продвигаются на развивающиеся рынки в том числе при поддержке ООН, которая старается способствовать обеспечению местных жителей доступом к мобильной связи.

Яркий пример – экспансия гигантов в Индию. Ее телекоммуникационный рынок является вторым по величине в мире, и при этом не так закрыт для входа, как китайский. Индийские операторы вступают в партнерства с Amazon, Facebook и Google. Так, например, Amazon вложил около 2 млрд долларов в развитие оператора Airtel; Facebook инвестирует в Reliance Jio.

Гиганты наращивают свое присутствие на рынке связи и электронной коммерции. Это овзаимовыгодная стратегия: операторы получают дополнительные инвестиции для развития, а ИТ-компании – доступ к огромному количеству новых пользователей.

Крупнейшие мировые игроки выходят на рынок Африки – на этом континенте уже развернули деятельность операторы Vodafone и Orange.

В настоящее время российский рынок телекоммуникаций – один из наиболее передовых, и даже с учётом препятствий для коммерческого запуска 5G, операторы активно развивают услуги на базе новейших технологий. МТС, Билайн и Мегафон в своих стратегиях декларируют намерения формировать экосистемы, внутри которых будут предоставляться сервисы на основе IoT, облаков и больших данных.

Впрочем, эти экосистемы уже формируются: Мегафон и МТС имеют собственные финансовые продукты, все операторы большой четвёрки предлагают бизнес-решения в сфере межмашинного взаимодействия (Machine to Machine, M2M) и Big Data.

Таким образом, мы видим, что в целом развитие российского телеком-рынка соответствует мировым трендам, и порой отечественные операторы создают передовые решения. Наши компании меняют бизнес-модели, осваивая новые для себя отрасли, создают виртуальных операторов связи и внедряют услуги на основе современных технологий, в особенности финансовые и развлекательные.

Пока труднодоступными для наших пользователей тенденциями являются сети 5G и полностью дистанционное оформление электронных сим-карт, которое позиционируется европейскими MVNO как одно из преимуществ их услуг. Тем не менее, эксперты ожидают, что документация, регламентирующая эти области на государственном уровне, будет утверждена в ближайшее время.

Данная статья содержит описание процедуры поиска терминалом 5G-UE сети мобильной связи; даны описания и определения: частотной сетки (5G-NR Channel Raster), абсолютных номеров радиочастотных каналов NR-ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number), глобальных номеров каналов синхронизации GSCN (Global Synchronization Channel Number), минимального шага частотной сетки блоков синхронизации. Кратко описана процедура регистрации.

Радиочастоты для сетей 5G

Начало строительства сетей 5G не за горами. И ключевое преимущество здесь получат те операторы и компании, которые смогут получить максимальный радиочастотный ресурс. 3GPP в релизе 15 определил первые частотные полосы для строительства 5G-NR, которые разделены на два блока FR1 (частоты до 6ГГц) и FR2 (частоты свыше 6ГГц). В данной статье перечислены доступные частотные диапазоны, указаны их характеристики:

BW – ширина полосы радиочастот,
BW_GD – ширина защитной полосы,
N_RB – кол-во ресурсных блоков,
SCS – разнос поднесущих,

описана ситуация у российских операторов связи.

Voice over LTE (VoLTE)

VoLTE (по англ. Voice over LTE — голос по LTE) — технология передачи голоса по сети LTE, основанная на IP Multimedia Subsystem (IMS). Позволяет предоставлять голосовые услуги и доставлять их как поток данных по сети LTE. В сетях VoLTE (в отличии от публичной сети Интернет, характеризуемой значительными задержками, джитером, потерей пакетов и нарушением порядка их следования) нижележащие транспортный уровень и уровень доступа обеспечивают необходимый уровень качества услуги (QoS) до пользовательского терминала (end-to-end).

Технологии VoWiFi

Интерфейс eCPRI

Категории мобильных устройств LTE (ue-Category)

3GPP осуществляет классификацию пользовательских терминалов (UE) в зависимости от максимальной скорости передачи в нисходящем (Downlink-DL) и восходящем (Uplink-UL) каналах, допустимым конфигурациям MIMO и поддерживаемым уровням модуляции. Данная информация позволяет базовой станцией выстроить эффективное взаимодействие со всеми подключенными к ней устройствами в зависимости от их возможностей. В настоящей статье приведено описание характеристик терминалов различных категорий.

Читайте также: