LTE-A (LTE Advanced)

Под LTE-A на сегодня принято понимать набор технологий, стандартизованных в 3GPP Rel.10 и последующих релизах. Ключевые функции - это агрегация частот (CA), усовершенствованные техники работы с антеннами, доработанные MiMO на предмет емкости и релейной передачи. Улучшения также включают оптимизацию работы гетерогенных сетей (на предмет наращивания емкости и улучшения управления интерференцией), SRVCC, eMBMS. В Rel.11 появилась также поддержка CoMP, eICIC. LTE-A на сегодня основной тренд отрасли, практически каждый третий оператор сети LTE в мире инвестирует в испытания или занимается развертыванием поддержки данной технологии.

100 сетей поддерживают LTE-A в коммерческом режиме в 49 странах. И это всего за 2.5 года с момента первого запуска LTE-A в Южной Корее в июне 2015 года.

Заявляемые пиковые скорости в сетях LTE-A:

• 600 - 1 страна
• 330-375 - 3 страны
• 300 - 26 стран
• 225 - 17 стран
• 180-220 - 10 стран
• 150 - 8 стран
• 100-120 - 3 страны

Можно сделать вывод, что наиболее популярны агрегация двух полос частот по 20 МГц и полос 20 МГц + 10 МГц - страны с такими сетями представляют абсолютное большинство.

Работу с устройствами Cat.6 поддерживают 78 сетей LTE-A в мире, т.е. примерно 17,6%.

Агрегация FDD / TDD

Nokia Networks и Deutsche Telecom показали на сети Cosmote, Греция агрегацию полосы b3 1800 МГц и двух полос TDD в диапазоне b42 3.5 ГГц. Это первый успешный показ LTE-A 3CA_3-42-42. Система была построена на коммерчески доступного решения Nokia Flexi Multiradio 10, которая способна поддерживать, как FDD, так и TDD режимы. Тесты показывают, что есть возможность использования диапазона 3.5 ГГц в коммерческих сетях LTE FDD. И это открывает операторам потенциал роста пула их частот на 400 МГц. Ранее Nokia Networks уже демонстрировала агрегацию LTE-A TDD-FDD для двух несущих, например, в Саудовской Аравии, но с использованием комбинации диапазонов b3 и b40.

LTE-B

LTE-Broadcast или eMBMS продолжает пробуксовывать. Уже разработаны и различные кейсы, как можно было бы реализовать возможности этой функциональности, но операторы, как не спешили внедрять поддержку LTE-B на сетях, так и не спешат. Между тем, производители чипсетов, которые понадеялись на оптимистичные прогнозы востребованности девайсов с LTE-B, внедрили поддержку этого функционала и теперь производится немало устройств с LTE-B. Одних только смартфонов - более 60 разновидностей практически всех вендоров категорий A и B. Есть также роутеры, USB-модемы и модули.

Тем не менее, аналитики продолжают высказывать прогнозы, что в 2016 году мы сможем наблюдать запуски поддержки технологии LTE-B на отдельных сетях.

LTE Cat.1

Это, как известно, тема IoT - подключаемые к сетям LTE устройства, которые в основном работают в "спящем" режиме и включаются тогда, когда это необходимо. Такие устройства могут получать питание от одной химической батареи в течение до 10 лет, но при этом должны уметь подключиться к сети LTE и передать необходимые данные. Для того, чтобы обеспечить эти режимы работы, в устройства и на сети внедряется поддержка функционала Power Saving Mode. В ноябре Ericsson показала работу устройства Cat.1 на базе чипсета Altair FourGee-1160 на сети AT&T с использованием релиза 16A. Стандартизация режима Power Saving Mode ожидается в 2016 году. Очень перспективное направление, особенно учитывая то, что сети LTE возьмут на себя функции работы с многочисленными устройствами M2M, которые сейчас в большинстве своем работают через сети GSM.

NB- LTE

Узкополосный LTE для IoT приложений. Еще одно подмножество стандарта LTE, которое планируется закрепить в 3GPP LTE Rel.13 в начале 2016 года. Как ясно из названия NB-LTE, предназначен для разнообразных IoT применений, которые отличает низкое потребление трафика. NB-LTE, как ожидается, будут отличать еще более скромные потребности по части ресурсов, нежели LTE Cat.1, Cat.0 и LTE MTC.

Ожидаемая спецификация: 180 кГц - полоса частот для UL и DL (для LTE MTC - 1 МГц), в DL используется 15 кГц частот и модуляция OFDMA, 3.75 кГц - защитный интервал; в UL задействован FDMA или GMSK, как опция может быть SC-FDMA.

Ожидается улучшенное покрытие в помещениях, возможность обслужить множество устройств с низким потреблением трафика, особенно таких, которые не слишком чувствительны к задержкам. Узкополосность конвертируется в недорогие чипсеты и устройства и очень низкое энергопотребление, что обеспечит длительную работу устройств от батарей питания (типа большого серебряно-цинкового элемента или щелочного элемента AAA), вплоть до года или более. Стандарт можно будет внедрить на обычных сетях LTE за счет выделения нескольких ресурсных блоков или за счет использования блоков в защитном диапазоне LTE. В принципе возможно и изолированное развертывание сети NB-LTE в выделенном для этого участке спектра. Может быть использован для рефарминга частот GSM.

Стандарту прочат широкое использование, т.к. в отличие от различных аналогов, он поддерживается 3GPP. Есть, правда, опасение, что к моменту выхода конечной версии Rel.13 с NB-LTE не успеют, тогда он будет стандартизован в Rel.14. А вот LTE MTC войдет в Rel.13 с почти 100% вероятностью. Этот стандарт обеспечивает энергопотребление меньше, нежели Cat.0, а покрытие лучше, чем у Cat.0. Он проигрывает NB-LTE, но зато практически готов к финализации в виде стандарта.

LTE-U

Перспективы LTE-U остаются туманными из-за позиции Wi-Fi Alliance, которая заявляет об опасности внедрения технологии использования нелицензируемых частот операторами сотовой связи для многочисленных применений технологии Wi-Fi. Возможно, консенсус удастся найти в ходе переговоров представителей индустрии LTE и Wi-Fi Alliance.

Вендоры не медлят и в ноябре 2015 года Ericsson показала в Нидерландах успешное агрегирование частот в лицензируемом и нелицензируемом диапазонах на коммерческой сети LTE компании Vodafone с использованием малых сот Ericsson RBS 6402. Агрегировалась полоса 20 МГц b3 1800 МГц и 20 МГц UNII-1 5 ГГц. Коммерческие внедрения возможны в 2016 году. Поддержка такого режима агрегирования частот включена, например, в Rel16A Ericsson Networks Software.

Стандартизация

3GPP утвердила новый "маркер" - коммерческое название для тех модификаций стандарта LTE-A, которые принесет с собой Rel.13, который планируется финализировать в начале 2016 года. Это LTE-Advanced Pro.

Основные нововведения мы уже не раз обсуждали: LTE-MTC, функциональность систем общественной безопасности (D2D и ProSe - дуальное подключение малых сот), доработки агрегации частот, межвзаимодействие с сетями Wi-Fi, LAA (5 ГГц), 3D/FD-MIMO, позиционирование в помещениях, сокращение задержек распространения сигнала.

Чипсеты

В ноябре Qualcomm провела "практическую демонстрацию" Snapdragon 820, призванного реабилитировать продукцию компании после проблем, связанных со Snapdragon 810. Характеристики 820-го действительно впечатляют. Это и интегрированная поддержка Cat.12 (до 600 Мбит/с при скачивании), Cat.13 (аплинк до 150 Мбит/с) и до 4x4 MIMO для каждой полосы частот в даунлинке. Это 2х2 MU-MIMO 802.11ac и 802.11ad, а также LTE-U и LTE + WiFi Link Aggregation (LWA) и поддержка непрерывности вызовов при переходах Wi-Fi-LTE-3G-2G. Это 4K Ultra HD, Sense ID 3D, включая мокрые и грязные пальцы, улучшенное качество HD-съемки в темных помещениях. И, конечно, это 14 нм, что неплохо. Новинки на базе 820-го, надеюсь, можно будет подержать в руках уже в Лас-Вегасе, или, самое позднее, в Барселоне.

Системы общественной безопасности на базе LTE и беспилотников

Южнокорейская KT Corp. показала решение, предназначенное для обеспечения связи для пожарных, полиции и спасателей в условиях чрезвычайного положения. Это базовая станция с функционалом ядра (сетевой сервер), вмещающаяся в ранец и беспилотник Drone LTE, оснащенный ретранслятором сигналов LTE, а также видео и термокамерами для ведения поисково-спасательных операций.

Идея проекта состоит в том, что в случае возникновения чрезвычайной ситуации, когда обычная сотовая связь перестанет работать, оператор сможет оперативно развернуть в зоне чрезвычайных событий спецсеть LTE, в которой будут работать смартфоны и планшеты сотрудников пожарной охраны, полиции и спасателей. Оценка стоимости проекта - $1.74 млрд. В проекте кроме KT также примет участие конкурирующий оператор - SK Telecom. Абонентское оборудование для проекта выпустят Samsung и Pantech.

Кроме того, в Южной Корее планируется проект Triple GiGA Network, подразумевающий, что ряд базовых станций будет подключено одновременно через спутниковый канал, оптоволокно и РРЛ для того, что если одна или две опорных сети выйдут из строя, оборудование продолжало бы работать. Этим проектом также займется KT.

5G

Согласно прогнозам GSA, к 2025 году в мире будет насчитываться более 270 сетей 5G. До 2025 года осталось не так уж и много лет, поэтому передовые операторы из целого ряда стран уже так или иначе вовлечены в процесс тестирования и подготовки. Что это за страны: Австралия, Бразилия, Германия, Россия, Сингапур, США, Финляндия, Франция, Южная Корея, Япония. Степень вовлеченности, конечно, различна. В основном, речь идет о совместной деятельности вендоров решений и передовых операторах, которые открывают лаборатории для совместных испытаний, проверки концепций, тестирования различных решений и технологий в рамках подготовки к внедрению 5G. Как ожидается, пилотные проекты массово начнутся в 2018 году, коммерческие проекты - в 2020 году.

Ericsson в ноябре 2015 года сообщает о выпуске 5G Radio Prototypes, предназначенных для тестирования технологии связи 5G в коммерческих сетях в 2016 году. Решение поддерживает MU-MIMO и beamforming, оно совместимо с технологией сетевого сегментирования (слайсинга), что позволяет обеспечить гибкость предоставления услуг корпоративным и индивидуальным пользователям, а также обеспечивает поддержку промышленных IoT-приложений. Первым оператором, который начнет тестирование 5G станет японская NTT DoCoMo. Подробностей о решении пока что мало, говорится только о 128 антеннах и 64 радиоканалах. Решение поддерживает интеграцию с приложениями для виртуализации сетевых функций NFV. Форм-фактор решения - небольшой чемодан весом около 18 кг.

Алексей Бойко, телеком-эксперт