Освоение технологий и развертывание сетей 5G идет по разным направлениям, включая модернизацию существующих сетей до уровня 5G, использование новых, в том числе виртуальных архитектур и т. п. Ряд фирм уже продает модули приемопередатчиков и систем, работающих в диапазонах, выделенных для сетей 5G. Важную роль в освоении и разработке технологий 5G играют стартапы и их инкубаторы.

Расширение использования архитектуры RAN

Компании Ericsson и Deutsche Telekom расширили партнерские отношения, заключив новое многолетнее соглашение по развертыванию общественных мобильных сетей 5G RAN на всей территории ФРГ. По условиям сделки, в ближайшие годы базовые станции мобильной связи Deutsche Telekom будут модернизированы до новейшего стандарта 5G с использованием продуктов и решений Ericsson Radio System. Сделка представляет собой дополнение к многостороннему соглашению, в рамках которого за последние два года были успешно модернизированы 2G-, 3G- и 4G-радиосети Deutsche Telekom. На новом этапе работ будет развернуто решение Spectrum Sharing (Ericsson), которое позволит Deutsche Telekom динамически управлять трафиком 4G- и 5G-сетей за счет эффективного использования существующего спектра, расширения зоны покрытия, повышения производительности и мобильности.

Обе компании также тесно сотрудничают в области оснащения промышленных компаний частными мобильными сетями, так называемыми кампусными сетями. Совсем недавно партнеры совместно оборудовали отдельные заводские площадки BMW и Osram [1].

Что касается архитектуры RAN в целом, то индустрия мобильной связи переходит к ее виртуализированным вариантам (vRAN), использующим стандартные открытые интерфейсы RAN. Это позволяет гибко и экономически эффективно удовлетворять разнообразные требования, предъявляемые как потребителями, так и вертикально-организованными отраслями промышленности. Недавно корпорация Mavenir объявила, что выбрала решения корпорации Keysight Technologies по эмуляции пользовательского 5G-оборудования (user equipment emulation, UEE) для ускорения разработки ПО для сетей 5G RAN и основных платформ 5G. Mavenir – ​часть расширяющейся экосистемы поставщиков ПО и беспроводного оборудования, которая предлагает решения с открытыми стандартными интерфейсами для поддержки дезагрегированных сетевых архитектур. Компания использует автоматизированные и масштабируемые 5G UEE-решения Keysight для эмуляции огромного числа абонентов и многочисленных сценариев использования.

Решения Keysight UEE поддерживают проверку соответствия распределенных блоков стандарта OpenRAN (O-RAN) и радиоблоков, гарантируя, что сетевые элементы 5G соответствуют последним спецификациям, установленным как по стандартам 3GPP, так и по стандартам O-RAN (см. рисунок). Кроме того, они предоставляют реальные сценарии для тестирования протоколов и нагрузки с интегрированными сложными возможностями эмуляции каналов, которые позволяют пользователям проверять производительность RAN, развернутых в сложной радиосреде [2].

Источник: Keysight Technologies, Inc.

Структура сети открытого радиодоступа OpenRAN

* RRU (remote radio unit) – выносной радиоблок.

** BBU (base band unit) – блок безмодуляционной передачи.

Развертывание транспортных сетей связи

Поставки модулей приемопередатчиков E-диапазона для растущего рынка транспортных сетей 5G (XHaul), состоящего из сегментов транзитной передачи (backhaul), передачи средней дальности (midhaul) и прямой трансляции (fronthaul), осуществляемые фирмой Filtronic, достигли 50 тыс. шт. Модули характеризуются скоростью передачи данных до 40 Гбит/с. Поддиапазон E (E-band) диапазона миллиметровых частот охватывает полосы от 71 до 76 и от 81 до 86 ГГц. Он обеспечивает операторам мобильной связи высокую пропускную способность и высокую скорость передачи данных, что особенно важно для расширенных возможностей 5G мобильной широкополосной связи (eMBB).

Линии связи Е-поддиапазона будут использоваться для сетей XHaul в районах без оптоволоконных сетей или там, где радиоприемники E-Band используются для подключения нескольких базовых станций к оптоволоконному узлу. Наиболее перспективные на сегодня изделия компании Filtronic – ​модули приемопередатчиков Orpheus и Morpheus II, обладающие высокоинтегрированными архитектурами, которые обеспечивают все функции передачи и приема радиосигнала ВЧ-диапазона, включая встроенный диплексор. В модулях Morpheus II используется новое поколение фирменных усилителей мощности на основе монолитных СВЧ ИС (MMIC), характеризующихся высокими усилением и линейностью.

Модули приемопередатчика Filtronic уже широко развернуты у заказчиков и поддерживают широкополосные приложения с быстродействием до 10 Гбит/с на канал. Модули Orpheus и Morpheus II аттестованы в соответствии с требованиями новейших радиоплатформ 5G XHaul. Архитектура приемопередатчика e-диапазона Filtronic легко конфигурируется под требования других систем, таких как военные и корпоративные сети, платформы спутников на низких околоземных орбитах и высотные платформы (станции, работающие в стратосфере – ​слое атмосферы Земли, начинающемся на высоте 20 км) [3].

Компания Siklu получила одобрение Министерства промышленности Канады на продажу и развертывание линейки гигабитных V-полосных (57–64 ГГц) систем миллиметрового диапазона MultiHaul. В настоящее время эти системы развернуты в десятках стран мира, обеспечивая высокоскоростную связь в жилых и корпоративных широкополосных сетях, сетях безопасности и сетях умных городов.

Семейство систем MulitHaul состоит из приборов, обеспечивающих два типа соединений: «точка – ​несколько точек» (PtMP) и «точка–точка» (PTP). Сертификация Министерства промышленности Канады первоначально охватывает только линейку PtMP, в частности системы B100 и T200 (базовые и терминальные блоки). Эти радиостанции, как и все продукты MultiHaul, имеют большую емкость, отличаются легкой масштабируемостью типа «включай и работай» (plug and play), оснащены патентованными сканирующими антеннами, автоматически выравнивающими каналы связи и подключающими до восьми терминальных блоков на дальности до 400 м.

Широкополосный Интернет уже стал одним из основных видов обслуживания в сфере связи, и потребители требуют увеличения пропускной способности сетей. Поэтому рынок гигабитных беспроводных сетей доступа везде в мире быстро расширяется, причем перспективы V-полосных систем выглядят особенно многообещающими. В последнее время наблюдается значительный интерес к ним со стороны конечных пользователей, таких как поставщики широкополосных услуг, частные компании, охранные фирмы и муниципалитеты [4].

Стимулирование работ стартапов в области 5G

Бизнес-инкубатор – ​фирма EvoNexus приступила к реализации новой программы по набору и поддержке компаний, относящихся к экосистеме технологий 5G и находящихся на ранних стадиях развития. Одним из спонсоров программы стала корпорация Qualcomm. Инкубируемые стартапы из разных стран будут заниматься не только технологиями 5G, но и связанными с ними технологиями искусственного интеллекта.

По оценкам специалистов Qualcomm, экономическая ценность технологий 5G в 2035 г. достигнет приблизительно 13,2 трлн долл., и корпорация желает получить гарантии того, что весь потенциал 5G будет реализован. Благодаря спонсорским вливаниям в EvoNexus, Qualcomm будет поддерживать стартапы на начальных этапах разработки новых вариантов использования технологий 5G, способных привести к созданию уникальных решений.

С момента образования компании-инкубатора EvoNexus в 2010 г. ей удалось запустить более 230 высокотехнологичных стартапов. Коэффициент их выживаемости (число стартапов, успешно реализовавших свой проект, по отношению к общему числу стартапов, прошедших через инкубатор) превысил 85%. Бывшие клиенты EvoNexus получили венчурное финансирование на общую сумму более 2 млрд долл., 28 из них по итогам реализации своих проектов были приобретены или поглощены заинтересованными корпорациями. В частности, в области венчурного инвестирования стартапов, специализирующихся на технологиях беспроводной связи, EvoNexus уже 10 лет сотрудничает с Qualcomm, которая приобрела два стартапа, прошедших инкубатор [5].

1. Deutsche Telekom and Ericsson Strengthen Partnership with 5G Deal. Microwave Journal, July 22, 2020: https://www.microwavejournal.com/articles/34302-deutsche-telekom-and-ericsson-strengthen-partnership-with‑5g-deal 

2. Keysight’s 5G Test Platforms Selected by Mavenir to Accelerate Software Development. Microwave Journal, July 22, 2020: https://www.microwavejournal.com/articles/34308-keysights‑5g-test-platforms-selected-by-mavenir-to-accelerate-software-development 

3. Filtronic Reaches 50k Milestone with E-Band Transceivers for 5G Backhaul. Microwave Journal, July 23, 2020: https://www.microwavejournal.com/articles/34314-filtronic-reaches‑50k-milestone-with-e-band-transceivers-for‑5g-backhaul 

4. Siklu Receives Industry Canada Approval for MultiHaul™ Gigabit Wireless Access Products. Microwave Journal, July 23, 2020: https://www.microwavejournal.com/articles/34315-siklu-receives-industry-canada-approval-for-multihaul-gigabit-wireless-access-products 

5. Incubator Program Seeks Start-Ups to Accelerate 5G Innovation. Microwave Journal, July 15, 2020: https://www.microwavejournal.com/articles/34275-incubator-program-seeks-start-ups-to-accelerate‑5g-innovation