++
Поскольку наш мир становится все более и более беспроводно подключенным, существует неисчерпаемый спрос на частоты, чтобы получить пул достаточный для обслуживания всех наших устройств. Еще в 2013 году Qualcomm дал этой теме меткое название "проблема 1000x" т.е. что-то вроде "проблема утысячерения", - беспроводные сети ближайшего будущего должны будут обладать в тысячу раз большей емкостью, чем сегодняшние. В результате многие компании в индустрии беспроводной связи стараются найти пути решения этой задачи. Один из способов - использование частот так называемого нелицензируемого спектра (диапазона 5 ГГц). Первоначально эту тему развивал Qualcomm, но очень скоро идея нашла полное понимание в беспроводной отрасли, как способ снизить нагрузку на существующие сети, работающие в лицензируемых частотных диапазонах.
Нехватка частот заставляет операторов быть креативными
Необходимость получения большего пула частот существует постоянно и сейчас операторы мобильной связи в абсолютном большинстве страдают от недостатка частот, не будь которого они могли бы предоставлять услуги с большей скоростью. Абонентское оборудование поддерживает все более высокие скорости, замечено также, что чем выше скорости, доступные клиентам, тем большие объемы данных они потребляют. В целом клиенты постоянно хотят все большего от своих мобильных устройств, будь то смартфон или планшет, к тому же появляются все новые подключенные устройства, например, надеваемые (носимые), подключенные автомобили, а также целые категории новых подключенных устройств (IoT), такие как "умный город".
Операторы в настоящее время работают с использованием частот из так называемых лицензируемых диапазонов. Эти частоты, как правило, регуляторы продают им с нарезкой от 5 МГц до 20 МГц (существуют исключения в обе стороны). Причины такой "жадности" связаны, как с общей ограниченностью частот, так и с тем, что многие из этих частот используют ТВ-станции.
АБ: А в ряде стран еще и военные, а также другие правительственные организации.
В итоге операторам приходится годами ожидать, когда правительство освободить для них очередной блок частот.
АБ: В некоторых странах, как в России, операторам предлагают еще и заплатить за так называемую "расчистку" частот от других владельцев.
Процедуры регулирования широко разнятся в зависимости от страны, соответственно в разных странах операторам как правило доступны различные блоки частот. Более того, даже в разных городах или областях страны, доступные операторам частоты могут отличаться. В итоге ситуацию с частотами иначе, как сложной не охарактеризуешь. Как правило, когда государство освобождает очередной блок частот, операторам приходится тратить миллиарды долларов, чтобы получить права его использования.
АБ: В России мы знаем также иную практику - столь дорогой общественный (?) ресурс могут бесплатно предоставлять той или иной частной компании. Каким термином следует называть подобные "раздачи слонов", думаю, говорить не надо.
Нелицензируемые частоты - одно из множества решений
Предлагаемое решение проблемы частот - это использование системами LTE также частот в нелицензируемой части спектра. Это решение получило название LTE-U. LTE-U - это не полное решение проблем с частотами, а лишь еще один "альтернативный" источник частот в регионах и точках, где нелицензируемый ресурс используется не столь интенсивно.
АБ: В основном, под нелицензируемым ресурсом подразумевают частот 5 ГГц, которые изначально предназначены прежде всего для Wi-Fi.
фото АБ
Нелицензируемые частоты - это частоты, предназначенные для Wi-Fi и многих других "открытых" стандартов. В принципе, можно добиваться аналогичных результатов с использованием агрегации каналов LTE / Wi-Fi, но такое решение как правило обладает меньшей "дальнобойностью", нежели LTE-U и возможно не станет столь же популярным в операторской среде. Стандарт LTE-U разработан для использования большинства доступных нелицензируемых частот и его использование не должно мешать работе существующих Wi-Fi сетей и точек доступа.
АБ: Как мне "на пальцах" объясняли ситуацию специалисты Qualcomm, вариант LTE / Wi-Fi как правило может быть интересен операторам, которые уже располагают мощной сетью Wi-Fi хот-спотов или работающим с партнерами, которые располагают такими сетями. Всем остальным, кто начинает развивать тему с нуля, проще сразу идти в LTE-U (а вскоре в LTE-LAA).
АБ: Картинка призвана "на пальцах" объяснять суть LTE-U. К полосе частот в лицензируемом диапазоне LTE добавляется полоса частот в нелицензируемом диапазоне Wi-Fi 5 ГГц.
Сосуществование с Wi-Fi
В LTE-U предусматривается специальный функционал, который должен гарантировать, что системы LTE-U не будут создавать проблем для существующей экосистемы Wi-Fi. Этот функционал включает такие функции, как Adaptive Duty Cycles, Listen Before Talk и тесты совместимости, которые, как уверены в Qualcomm, будут более строгими, нежели в Wi-Fi системах.
АБ: Картинка призвана иллюстрировать, что LTE-U не помешает пользователям Wi-Fi. Если в зоне действия малой соты LTE-U появится пользователь Wi-Fi, то пользователю LTE-U временно придется довольствоваться возможностями, которые обеспечивает использование только частот LTE.
LTE-U уже стандартизован в рамках 3GPP Rel.13, который, как ожидается, выйдет в 2016 году. А Qualcomm уже готовит к выпуску чипсеты, как для малых сот с поддержкой LTE-U, так и для абонентских мобильных терминалов. Однако, в Qualcomm не ждут окончательного закрепления решения в стандарте и поощряет ранние внедрения технологии, поскольку чипсеты компании уже поддерживают, например, технологию Adaptive Data Cycles. На передовых рынках, таких как США, Корея и Китай уже выделили частоты для запуска поддержки LTE-U не дожидаясь выхода стандарта Rel.13 в 2016 году. На других рынках, в частности, в Японии и Европе, операторам придется подождать выхода Rel.13, поскольку только к этому времени будет реализован функционал Listen Before Talk, который требуется поддерживать, чтобы отвечать требованиям регулирования в таких странах, как страны Евросоюза и Японии.
АБ: В России, как известно, регулирование практически всегда отстает от технологического развития. И когда будут готовы нормативно-правовые акты на использование частот 5 ГГц операторами мобильной связи для систем 4G, даже предположить сложно. Но хотелось бы, чтобы кто-то эти работы инициировал в обычном порядке, вендоры ли это будут или операторы. Тема хорошая, важная, не стоило бы здесь отставать от передовых рынков на годы, как у нас бывает.
LTE-U также называют 3GPP LAA.
Из демонстраций на MWC2015 вполне ясно видны преимущества для Wi-Fi в результате использования LTE-U. Qualcomm, в частности, показывал, что добавление точек доступа LTE-U в условиях плотного использования Wi-Fi может улучшать функционирование агрегируемых сетей. Qualcomm показывал максимальную конфигурацию 8 точек доступа Wi-Fi, а затем заменял их на 4 точки доступа Wi-Fi и 4 точки доступа LTE-U, при этом добиваясь более эффективной пропускной способности. Также было показано, насколько более высокую пропускную способность обеспечивает одиночная точка доступа LTE-U по-сранвнению с одиночной точкой доступа Wi-Fi в условиях интенсивного использования Wi-Fi частот. Это означает, что простой переход от использования точек доступа Wi-Fi на использование точек доступа LTE-U не только поможет подключать абонентов к малой соте, но еще и разгрузит сеть Wi-Fi и обеспечит более высокие достижимые скорости для всех, кто использует Wi-Fi для передачи данных или в режиме агрегации каналов с LTE.
АБ: Приведу ряд моих фотографий по теме LTE-U на MWC2014
АБ: Демонстрация LTE-U на стенде компании KT, Южная Корея. Агрегируется полоса 20 МГц в диапазоне b3 1800 МГц, что обеспечивает скорость 146.1 Мбит/с, а также полоса 40 МГц в нелицензируемом диапазоне 5 ГГц, что добавляет еще 292,2 Мбит/с. Абонент с устройством LTE-U получает скорость 438.3 Мбит/с в зоне действия малой соты LTE-U.
Схема работы. Слева показан пользователь в зоне действия макросоты FDD LTE b3 20 МГц. В идеальных условиях он может рассчитывать на получение пиковых скоростей до 150 Мбит/с. Справа показан этот абонент в ситуации, когда он вошел в зону действия малой соты с поддержкой LTE-U. Малая сота использует те же 20 МГц в диапазоне b3, но вдобавок также 40 МГц в диапазоне 5 ГГц, абонент в этом случае может получить скорости вплоть до 450 Мбит/с. Оператору теоретически даже не придется платить за использование этих частот.
В "черном ящике" справа - плата малой соты LTE-U. Цифры на экране ноутбука не эмуляция, а от "живой" демонстрации радиоинтерфейса. Задействовано решение Samsung. Показывала LTE-U компания KT, Южная Корея.
Вместо заключения
Малые соты Qualcomm и мобильные решения на чипе для LTE-U разработаны с тем, чтобы они могли сосуществовать с Wi-Fi так, чтобы в выигрыше оставались обе технологии. Операторы могут получить больше частот для своих сетей, что отразится в росте скоростей доступа для пользователей, а также снизит взаимные помехи в диапазоне Wi-Fi, что на сегодня не является проблемой для диапазона 5 ГГц, но вскоре станет важным по мере распространения стандарта 802.11ac. В результате пользователи Wi-Fi получат даже большие скорости, как и те, кто будет подключен к сети LTE и сможет использовать LTE-U.
Уже звучали анонсы от ряда крупнейших участников рынка с связи с их планами использования LTE-U, в частности, об этом заявляла Verizon Wireless, США. Оператор планирует завершить тесты в 2016 году с использованием нелицензируемых частот 3.5 ГГц и 5 ГГц. Еще более агрессивные планы демонстрирует T-Mobile US. Компания заявила, что намеревается начать использование LAA в диапазоне 5 ГГц еще до конца 2015 года. NTT DoCoMo и Huawei сообщили о совместном тестировании LAA и уже успешно осуществили ряд полевых тестов.
АБ: В России диапазон 3.5 ГГц является лицензируемым. Подробнее о планах операторов в отношении LTE-U можно читать здесь.
Тем не менее, LTE-U и LAA сталкиваются с оппозицией в лице Wi-Fi Alliance, который высказывает опасения относительно возможности сосуществования технологий LTE-U и даже LTE-A с Wi-Fi в диапазоне 5 ГГц. Однако, Qualcomm похоже уже разрешил многие из этих опасений и 3GPP Rel.13 скорее всего разрешит их на длительный период. Кроме того, Qualcomm существенный участник рынка Wi-Fi и было бы странно предполагать, что компания собирается разрушить свой Wi-Fi бизнес во славу LTE-U. Вендор ясно дает понять, что не только возможно сосуществование, но также и выигрыш, как для пользователей Wi-Fi, так и для пользователей LTE.
++
источник: forbes.com
подробнее о теме LTE-U / LAA
о компании Qualcomm и ее продуктах
путеводитель по MWC2015
++