Процесс стандартизации сетей 5G

Разработкой стандартов сетей связи 5G занимаются нескольких международных организаций. Среди них присутствуют как официальные организации, занимающиеся подготовкой спецификаций системы в целом, так и специализированные отраслевые альянсы с узкой специализацией в той или иной области.

Партнерский проект третьего поколения (3rd Generation Partnership Project, 3GPP) ответственен за определение и поддержку стандартов текущего и последующего поколений технологий мобильной связи. Работа по разработке стандартов в 3GPP организована в следующих группах: (1) сети радиодоступа, (2) аспекты обслуживания абонентов, (3) транспортная сеть и АУ. Каждая из этих групп также включает в себя несколько рабочих групп. 3GPP использует поэтапный подход для определения стандартов определив три стадии, последовательно ориентированные на определение спектра услуг, архитектуру сети и, наконец, подробные спецификации интерфейсов системы.

Европейский институт стандартизации электросвязи (European Telecommunications Standardization Institute, ETSI) проводит мероприятия по стандартизации, в которых определяются требования, функциональные возможности и строительные блоки для всей системы 5G. Ряд технических комитетов активно сотрудничают с 3GPP и, в некоторых случаях, решают задачи, определенные 3GPP.

МСЭ координирует разработку глобальных стандартов электросвязи в дополнение к стимулированию роста и устойчивого развития сектора и обеспечению всеобщего доступа к текущим спецификациям системы. Деятельность МСЭ сосредоточена на трех основных секторах, а именно: (1) телекоммуникационный сектор (МСЭ-Т) определяет глобальные стандарты электросвязи; (2) сектор радиосвязи (МСЭ-Р) управляет международными ресурсами радиочастотного спектра, (3) сектор развития (МСЭ-Д) поддерживает миссию МСЭ по обеспечению интеграции с ССОП. В пределах МСЭ международные стандарты подвижной связи 2020 (IMT-2020) определяют совокупность систем, компонентов и связанных с ними элементов, которые поддерживают расширенные возможности, помимо тех, которые уже предлагаются системами IMT-2000 (3G) и IMT-Advanced (4G). IMT-2020 преследует следующие цели: (1) координация процесса исследования сетей 5G, (2) определение структуры и общих целей процесса стандартизации 5G, (3) разработка плана, в соответствии с которым, процесс стандартизации должен завершиться к 2020 году.

На процесс стандартизации сетей связи 5G оказывают влияние отраслевые альянсы, представляющие интересы определенных отраслевых групп, а также большие международные проекты. К таким альянсам стоит отнести 5G PPP, DVB, ONF, MultiFire, MEF, NGMN, METIS.

Базовые услуги сетей 5G

В сетях пятого поколения появилось такое нововведение как «нарезка сети» (network slicing). Суть этой концепции заключается в том, что операторы сотовой связи смогут разворачивать изолированные друг от друга сети, каждой из которых можно выделить/назначить свой набор ключевых показателей.

Виды разделение сетей:

- eMBB (enhanced Mobile Broadband), сверхширокополосная мобильная связь, предназначена для использования стандартных услуг связи и выхода в интернет.

- URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communication), сверхнадежная связь с низкими задержками, предназначено для беспилотных транспортных средств, телемедицины, дополненной реальности и тактильного интернета.

- mMTC (Massive Machine-Type Communications), массовая межмашинная связь, отдельная сеть, выделенная для обмена информации между умными устройствами.

Услуга eMBB направлена на удовлетворение потребностей пользователей в сверхвысокой скорости на абонентском участке доступ. К приложениям, требующих таких скоростей, можно отнести просмотр видео высокого разрешения, очки и шлемы дополненной и виртуальной реальности, передача больших объемов данных. Ожидается, что eMBB будет основным вариантом использования 5G в его ранних развертываниях.

eMBB также позволит потребителям использовать высокоскоростные потоковые услуги для домашних, экранных и мобильных устройств по требованию и обеспечит дальнейшее развитие корпоративных услуг. Некоторые операторы рассматривают eMBB в качестве решения «последней мили» в тех районах, где отсутствуют оптические сети доступа. Низкие показатели задержки и высокий уровень безопасности в сетях связи 5G будут играть важную роль в развитии интеллектуальных транспортных систем будущего, позволяя транспортным средствам связываться друг с другом и создавая новые возможности для внедрения автономных легковых и грузовых автомобилей. Например, автономное транспортное средство, управляемое через облачную систему вождения, должно быть способно незамедлительно останавливаться, ускоряться или поворачивать, согласно получаемым инструкциям. Любая задержка передачи информации в сети или потеря сигнала от базовой станции, препятствующая доставке сообщения, может привести к катастрофическим последствиям. Низкая задержка делает сети 5G также пригодными для удаленной хирургии, автоматизации производства и контроля процессов в реальном времени.

Ожидается, что сети связи 5G также будет способствовать развитию умных городов и Интернета Вещей (Internet of Things, IoT) путем развертывания сенсорных сетей в городах и сельской местности.

Безопасность и надежность, встроенные в 5G, сделают такие сети пригодными для обеспечения общественной безопасности, а также для использования в критически важных службах, таких как полиция и службы безопасности, энергетика, водоснабжение и здравоохранение.

Спектр услуг, предоставляемый сетями 5G, не ограничивается eMBB, URLLC и mMTC. Эти услуги определяют типичные приложения с полярными требованиями к характеристикам обслуживания. Спектр услуг, которые будут поддерживаться в сетях связи 5G удобно изображать в виде треугольника, как показано на рисунке 2. Здесь грани треугольника определяют фиксированные требования к скорости доступа, надежности передачи и задержке. Как внутри треугольника, так и на его гранях располагаются приложения, обладающие теми или иными наборами требований.

 

Рисунок 1 – График распределение задержек для услуг

Обратим внимание на синюю часть инфограммы – это та область, которая открывается с 5G. Видно, что в целом 5G может как улучшить существующие сферы применения, так и породить новые. Рассмотрим некоторые самые интересные применения отдельно. Они нам помогут понять на сколько важным для нас на самом деле является внедрение сетей 5G.