В Украине только полтора года назад началось масштабное развертывание сети 3G, сейчас доступом к скоростному мобильному интернету пользуется половина населения. Однако ведущие страны мира активно переходят на технологию LTE (Long Term Evolution), которую относят к 4G — связи четвертого поколения. Оператор «Vodafone Украина» провел круглый стол с участием ведущих производителей телеком-оборудования, на котором рассказал об архитектуре и преимуществах LTE, а также сложности во внедрении этой технологии в Украине.
Первая в мире мобильная сеть на базе технологии Long Term Evolution была запущена еще 14 декабря 2009 года в центральной части Стокгольма, Швеция. ч сети LTE были развернуты в Польше, США, Австрии, Гонконге, Германии, Эстонии, Японии и — как ни странно, — в Узбекистане (там внедрение выполнили операторы MTS и UCell). Впрочем, хотя первые запуски LTE были выполнены еще 6 лет назад, их можно было назвать скорее экспериментальными. Ведь широкая поддержка этой технологии в абонентских терминалах появилась только в 2012 году, с выходом iPhone 5 и Samsung Galaxy S4.Сегодня подавляющее большинство телефонов уже поддерживает стандарт связи LTE, более того, современные смартфоны способны работать вогромном количестве диапазонов: например, iPhone 7 поддерживает 23 LTE-диапазона, 5 HSPA, 4 GSM и 3 CDMA-диапазоны.
Эволюция смартфонов с точки зрения поддержки технологий передачи данных
Как известно, в Украине операторы начали внедрять последнюю модификацию 3G связи — HSPA+, которая обеспечивает скорость передачи до 42,2 Мбит/с в направлении от оператора к абоненту, и до 5,76 Мбит/с — в обратном. Казалось бы, этого достаточно и для просмотра видео, и для большинства программных приложений. И проблема в том, что технология 3G HSPA+ уже почти не развивается, а в будущем операторы прекратят поддерживать и оборудования для базовых станций стандарта HSPA+. Это — одна из причин, почему операторы заинтересованы в быстром переходе на LTE. Евгений Фрунза, технический директор «Vodafone Украина», отметил:
«— Сеть «Vodafone Украина» использует технологию DC-HSPA + на всех базовых станциях 3G, как наиболее современную. Так, мы продолжим строить базовые станции и расширять покрытие, будем заниматься оптимизацией сети и решать жалобы абонентов. Но сама технология 3G HSPA+ далее 42.2 – 5.76 Мбит/с уже почти не развивается. Далее … 4G».
По словам Елены Мирошниченко, начальника отдела стратегии «Vodafone Украина», более чем две трети стран мира уже развернули сети 4G, а 44% всех операторов мобильной связи, по состоянию на июнь 2016 г., предоставляющих услуги по технологии 4G. 73 страны планируют запустит 4G (например, в ближайшее время анонсирован запуск в Египте и Вьетнаме). Если в 2015 году процент соединений в 4G составлял лишь 11%, в 3G – 33%, а все остальное приходилось на 2G, то в текущем году количество соединений 4G увеличилась почти в 2 раза, до 19%. Рост подключений сетевых технологий 3G в этом году составило всего 1%. Покрытие 4G по отношению к населению, также растет: в 2-м квартале 2015 года было 40%, через год цифра увеличилась до 49%.
Количество стран с действующими сетями 4G стремительно растет
В целом количество коммерческих сетей LTE в августе 2016 года составило 521, а количество LTE-абонентов в мире поспело 1,3 млрд. Наиболее популярным диапазоном для развертывания LTE стала частота 1800 МГц, в этом спектре насчитывается 246 сетей. На автором месте по популярности — полоса 2,6 ГГц, на 3-м — 800 МГц (см. диаграмму, приведенную ниже). Примерно такая же пропорция наблюдается и по количества моделей абонентских устройств, поддерживающих тот или иной диапазон.
Vodafone сейчас развернул сеты с поддержкой технологий LTE и LTE Advanced в 22 странах. 53 млн абонентов Vodafone пользуются 4G, более 26 млн в 18 странах пользуются 4G+, скорость которого достигает 450 Мбит/сек. В Европе 50% передачи данных осуществляется с помощью 4G-сети.
Как показывает диаграмма, наиболее приемлемыми для развертывания LTE есть диапазоны 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц
В украинской сети Vodafone уже насчитывается около 8% смартфонов с поддержкой LTE, а на момент запуска 3G ых было лишь 3%. По словам представителей «Vodafone Украина», к 2020 году этот показатель может увеличиться до 40-50%.
Запуск LTE является фактором, который стимулирует развитие экономики в целом
О формуле Шеннона и жесткие санитарные нормы
В 1948 году Клод Шеннон вывел формулу, на которой построен весь современный мир радиосвязи. Эта формула позднее стала известна как «верхняя граница Шеннона». Суть ее заключается в том, что для увеличения скорости передачи данных, нужно расширить полосу канала и увеличить соотношение сигнал/шум. Для этого есть два пути: или повышать мощность передатчика на базовой станции (БС), или увеличивать количество базовых станций, чтобы абонент мог находиться ближе к базовой станции. Во втором случае, мощность сигнала от базовой станции увеличится, а радіошум от других источников сигнала — уменьшится.
Формула Шеннона, которая определила направление развития отрасли радиосвязи
Дело в том, что оператор не может просто увеличить мощность БС, ведь существуют жесткие санитарные нормы уровней излучения, указанных в документе «Санитарные нормы и правила защиты населения от действия электромагнитных излучений» (утверждена приказом МЗ Украины от 01.08.96 № 239). Согласно этим нормам плотность потока электромагнитной энергии не должна превышать в месте нахождения человека 2,5 мкВт/кв. см. Нормативная база Украины в области гигиены электромагнитного излучения — одна из самых жестких в мире. Для сравнения: предельно допустимые уровни электромагнитного излучения в Венгрии составляют 10 мкВт/кв. см, в странах Скандинавии — 100 мкВт/кв. см.
Таким образом, операторы вынуждены увеличивать количество базовых станций, чтобы обеспечить приемлемое качество сигнала. В больших городах это не всегда возможно, ведь часто единственным доступным местом расположения радиооборудования являются крыши домов. И почти всегда жители этих домов выступают решительно против установления радіосоти на крыше. Этим частично объясняется не всегда качественное покрытие и достаточно долгий процесс развертывания сети.
Операторы пытаются убедить украинские государственные органы увеличении санитарных норм уровней излучения. Ведь при слабом сигнале от базовой станции абонентский терминал автоматически увеличивает мощность собственного передатчика. И этот передатчик, что находится возле уха человека, гораздо сильнее влияет на здоровье, чем излучение БС, что находится за несколько километров.
Как отметил Евгений Фрунза, при построении сети 1G в Киеве хватило установки всего нескольких десятков базовых станций, чтобы обеспечить полное покрытие города. При развертывании сети 2G, количество БС пришлось увеличить до нескольких сотен. А вот при внедрении LTE численность БС необходимо увеличить как минимум на 30%, хотя эта цифра зависит и от частоты, на которой будут разворачивать связь четвертой генерации.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
- Боты в чатах, как многомиллионный бизнес
- Алексей Мась — в Eurasia Mobile Challenge
- 5 сфер для развития 5G
Технологические особенности 4G LTE
Современная связь 3G HSPA+, который сейчас внедрен в Украине, позволяет получить 42 Мбит/с от базовой станции (Downlink) до терминала, и 5,76 Мбит/с от терминала к базовой станции (Uplink). Технология LTE с полосой частот 20 МГц обеспечивает Downlink до 150 Мбит/с и около 50 Мбит/с – Uplink.
Среди других возможностей LTE, кроме высокой скорости, – гибкий выбор ширины канала (1.4, 3, 5, 10, 15, 20 МГц). Кроме того, LTE можно развернуть в более широком перечне частотных диапазонов, всего их стандартизировано 50: вот 450 МГц до 5 ГГц. Следует отметить, что чем выше частота — тем больше емкость сети, и тем меньше радиус действия базовой станции. Также в диапазоне 5 ГГц есть частотная полоса около 500 МГц, которая вообще не требует лицензирования. Это упрощает развертывание новых сетей для операторов.
Результаты тестирования скорости передачи данных при использовании полосы частот 20 МГц, 10 МГц и 5 МГц
Использование частотных спектров 20 МГц + 20 МГц и технологии LTE Advanced позволяет достичь скорости Downlink более 300 Мбит/сек, Uplink – 37 Мбит/с
