Шостий гігагерц для 5G чи WiFi: світ розділився на два табори

Проблематика стійкості національної інфраструктури в умовах повномасштабних військових дій не вичерпує порядку денного національного ринку телекомунікацій. На ньому не тільки тягар невідкладних завдань, йому доводиться дбати й про перспективні напрями. Одним із найскладніших, навіть найболючіших питань традиційно є управління радіоспектром. Які питання хвилюють професійну спільноту світу? Що з них стосується справ в Україні? Одним із сюжетів, який заслуговує на увагу української громади (насамперед фахового середовища), є пошук оптимальної політики щодо  діапазону 6 ГГц. Чому думки стосовно цієї теми в різних країн розділилися та яку стратегію може обрати Україна, розповів Mind телеком-експерт Роман Хіміч.

У своїй доповіді британський Ofcom, один із найавторитетніших регуляторів світу, наголошує на важливості цього питання і дає його стислу картину: «Існує велика глобальна політична дискусія щодо довгострокового майбутнього верхнього діапазону 6 ГГц (6425–7125 МГц). Кілька країн уже зробили його доступним для використання без ліцензій, включно з Wi-Fi, і він також включений до порядку денного наступної Всесвітньої конференції з радіозв'язку для потенційного використання потужними мобільними технологіями, зокрема 5G. Галузевий інтерес розділений між цими двома майбутніми способами використання».

Інакше кажучи, йдеться про вибір між використанням величезної – майже пів гігагерца – смуги радіочастот або виключно операторськими компаніями або всіма охочими за допомогою загальнодоступних, неліцензованих WiFi- та подібних технологій.

Як і решта держав світу, Україна братиме участь у визначенні рекомендацій Міжнародного союзу електрозв'язку (МСЕ) на черговій Всесвітній конференції радіозв'язку в грудні 2023 року. МСЕ є найвищим міжнародним органом, який здійснює узгодження відповідних національних політик у глобальному масштабі. Україну на цій конференції представлятиме Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах електронних комунікацій, радіочастотного спектра та надання послуг поштового зв’язку (НКЕК).

Читайте також: Конфліктні частоти: чи вдасться телеком-регулятору поповнити держбюджет на декілька мільярдів гривень до кінця року

Частот багато не буває

Після чотирьох років, які минули з моменту появи перших 5G-мереж, уже можна стверджувати, що вони  спроможні спричинити своєрідну революцію в кількох секторах вітчизняної економіки. Найбільш перспективними в Україні виглядають такі сфери застосування цих мереж:

• По-перше, організація бездротових фіксованих мереж доступу до інтернету (Fixed Wireless Access, FWA). Своїми феноменальними успіхами в Сполучених Штатах 5G-технології зобов'язані в першу чергу масовому попиту на FWA-мережі. Після 30 із гаком років використання пропрієтарних, тобто нестандартних рішень оператори нарешті отримали повноцінний «конструктор» стандартизованих елементів. Це забезпечує різке зменшення операційних і капітальних витрат, спрощує розгортання, розвиток та підтримку мережевого господарства.
• По-друге, 5G-технології демонструють великий потенціал як інструмент трансформації індустріальних активів. Наприклад, зараз накопичено неабиякий успішний досвід перетворення складських і виробничих комплексів на так звані смарт-виробництва. Навіть більш популярною опцією може стати дистанційне керування професійною технікою та обладнанням: кранами, кар'єрними й шахтними машинами тощо. Війна ще більш ускладнила ситуацію з кваліфікованими кадрами, а дистанційне керування дозволяє суттєво (на 15–25%) збільшити коефіцієнт використання обладнання та задіяти операторів, які фізично перебувають за межами країни.

Разом із перевагами 5G-технологій останні роки виявили й вузькі місця стратегій, якими керувалися від початку оператори та регуляторні органи. Зокрема, у весь зріст постало частотне питання.

Потреба в частотах, які необхідні операторам для реалізації можливостей 5G-мереж, невпинно зростає. Зараз йдеться про потребу в смугах радіоспектру загальною шириною щонайменше 2 ГГц. Саме такі цифри містять і матеріали GSMA, і звіт Європейської палати аудиторів стосовно виконання стратегії ЕС щодо розвитку 5G-мереж. Це великі цифри. Для порівняння: зараз в Україні мобільні оператори використовують приблизно 400 МГц частот, тобто вп'ятеро менше.

Джерело: презентація Deutsche Telekom на 2-му європейському вебінарі 6 ГГц – грудень 2021 року. 

Спільний звіт GSMA и Coleago Consulting містить докладне обґрунтування причин, чому має ітися саме про виділення додаткового спектру.

Загальновідомі особливості організації радіоспектру змушують шукати додаткові гігагерци в так званому середньому діапазоні частот, який починається від полоси 3,5 ГГц та охоплює усю смугу 6 ГГц. GSMA очікує, що 2030 року 5G-мережі забезпечуватимуть у глобальному масштабі додатково $960 млрд ВВП. Майже 65% загальної соціально-економічної цінності створюватимуть саме середні смуги.  

Річний вплив 5G на ВВП за діапазонами, 2020–2030 роки

Середні смуги ідеальні за межами міст, у неурбанізованій місцевості та на виробництвах. Відома проблема з проникненням радіосигналу середнього діапазону вирішується там, де можна забезпечити пряму видимість. При цьому варто сказати, що завдяки досягненням сучасних радіотехнологій можна говорити про аналогічне покриття в діапазонах 6 ГГц та 3,5 ГГц. Це було підтверджено моделюванням і польовими випробуваннями перших прототипів обладнання. 

5G чи Wi-Fi?

Останні роки відзначилися феноменальним прогресом не тільки операторських технологій на кшталт мобільного зв'язку, а й продуктів, призначених для самостійного використання кінцевими споживачами. Класичними можна вважати продукти на базі сімейства стандартів 802.11, більш відомих як Wi-Fi. Найновіше покоління цих продуктів, так званих WiFi6, пропонує функціональність, яка багато в чому нагадує традиційні мережі стільникового зв'язку. Власне кажучи, саме так його позиціонують самі виробники, наголошуючи на взаємодоповнювальному характері стільникового зв'язку та Wi-Fi-мереж. 

То кому ж віддати перевагу – операторам чи кінцевим користувачам? На жаль, ці радіотехнології не сумісні. З огляду на те, що 5G і Wi-Fi мають працювати на різних частотах, постає питання, скільки середніх частот слід виділити для кожної з них?

Останні два роки в індустрії домінує думка, що прогрес технологій Wi-Fi дає змогу навіть в умовах щільної міської забудови задовольнити перспективні потреби домогосподарств за допомогою вже наявного діапазону середніх частот. Моделювання типової міської квартири засвідчило, що під час використання каналу 160 МГц у діапазонах 5 ГГц або 6 ГГц кожна точка доступу Wi-Fi 6/6E може забезпечити пропускну спроможність приблизно 500–1000 Мбіт/с залежно від можливостей точки доступу. Більш просунуті точки доступу підтримуватимуть пропускну здатність близько 2 Гбіт/с у каналі 160 МГц.

За таких обставин немає рації виділяти для WiFi-мереж нові смуги частот.

Читайте також: 5G по-українськи: як впливає геополітика на розвиток мережі п'ятого покоління

Що пропонують МСЕ та GSMA?

Наразі в МСЕ розглядають діапазон 6 ГГц як можливість задовольнити потребу в спектрі для мобільних  мереж. Більшість регуляторних органів розглядає для ліцензійного використання як мінімум верхню частину (6425–7125 МГц) діапазону. У свою чергу GSMA рекомендує урядам і регулюючим органам такий підхід:

• плануйте надати 2 ГГц середньосмугового спектра для кожної країни в період із 2025 до 2030 року. Це середнє значення, необхідне для забезпечення вимог IMT-2020 для 5G;
• ретельно продумайте потреби в спектрі 5G, коли його використання досягне свого піку, а розширені варіанти використання нестимуть додаткові потреби;
• ґрунтуйте рішення про спектр на реальних факторах, зокрема щільності населення та масштабах розгортання оптоволокна;
• підтримуйте узгоджений середній діапазон частот 5G (наприклад, у межах діапазонів 3,5 ГГц, 4,8 ГГц і 6 ГГц) і сприяйте оновленню технологій у наявних діапазонах.

На сьогодні ця позиція має одностайну підтримку телекомунікаційної індустрії світу. Починаючи з 2022 року провідні гравці раз у раз проголошують так званий Statement of Support (заяву про підтримку), пропонуючи урядам різних країн і державних об'єднань підтримати позицію МСЕ. Показово, що серед підписантів усі найбільші виробники обладнання, як-от Ericsson, Huawei, Nokia та ZTE, а також усі телекомунікаційні холдинги світу.

Оприлюднена 22 травня 2022 року заява була адресована Єврокомісії та містила три речення:

• Європейське суспільство та економіка потребують перспективної комунікаційної інфраструктури, щоб стати рушійною силою цифрового десятиліття.
• 5G є ключовим елементом цифрової трансформації, що забезпечує надійний зв'язок із високою пропускною здатністю, низькою затримкою і широкою зоною покриття для цифрових споживачів і галузей.
• Ліцензоване використання діапазону 6425–7125 МГц операторами мобільного зв'язку загального користування дозволить досягти найкращого результату для цифрового суспільства Європи.

Вкотре трагічні обставини української історії створюють можливість перестрибнути через кілька етапів еволюції телекомунікаційних мереж. Скориставшись досвідом інших країн, маємо шанс зекономити багато ресурсів, використовуючи тільки апробовані на глобальному ринку рішення. У свою чергу голос України, до якої прикута увага всього світу, може стати вирішальним у багатьох питаннях розвитку цих мереж на глобальному рівні.