Российские 5G в опасности: Власти выделили им самые маргинальные частоты
Источник: CNews.
Какие диапазоны в России будут использоваться для 5G
Группа, состоящая из представителей Минкомсвязи, Роскомнадзора, Минобороны, ФСО (Федеральная служба охраны), госкорпорации «Роскосмос» и госпредприятия «Научно-исследовательский институт радио» (НИИР) определила диапазоны частот, доступные для использования сотовыми сетями будущего, пятого поколения сотовой связи (5G).
Такими диапазонами были признаны 870-880 МГц, 4,4-4,435 ГГц, 4,79-4,8 ГГц, 4,99-5 ГГц, 5,57-5,65 ГГц, 5,65-5,67 ГГц, 6,425-7,025 ГГц, 7,075-7,1 ГГц, 10,4-10,6 ГГц и 14,5-15,35 ГГц. Материалы рабочей группы были переданы в Государственную комиссию по радиочастотам (ГРКЧ), которая на заседании в понедельник, 15 апреля 2019 г., планирует принять решение об использовании частот для сетей 5G.
ГКРЧ в отношении диапазонов 4,79-5 ГГц и 27,1-27,5 ГГц признала наличие ограничения возможного числа использующих и операторов связи. Это означает, что частоты в этих диапазонах будут распределяться на торгах (конкурс или аукцион).
В отношении остальных вышеупомянутых диапазонов частот, а также диапазонов 24,25-27,1 ГГц и 27,5-29,5 ГГц, ГКРЧ поручила Минкомсвязи проработать вопрос о возможном выделении в них частот для сетей 5G.
Россия выбрала не самый популярный диапазон
Сети 5G, в первую очередь, будут строиться в крупных городах. С точки зрения емкости сети и покрытия наиболее перспективными диапазонами частот для работы в крупных городах являются диапазоны от 1 ГГц до 5 ГГц.
Из обозначенных решений рабочей группы «Экспресс аудит РЧС 5G» и ГКРЧ следует, что в России сети 5G будут строиться, в первую очередь, в отдельных участках диапазона 4,4-5 ГГц.
Между тем, наиболее перспективным для 5G считается другой диапазон-3,4-3,8 ГГц. Как пояснил глава частотного департамента Международной Ассоциации GSM Бретт Тарнутцер, диапазон 4,4-5 ГГц рассматривается для использования в Китае и Японии, но у него нет такой поддержки, как у диапазона 3,4-3,8 ГГц.
«Важно отметить, что оборудование для широкополосного доступа в 5G будет работать в широком рабочем диапазоне частот 3,3-3,8 ГГц», - говорит Тарнутцер. - «Это поспособствует развитию экосистемы оборудования для данного диапазона, увеличивая экономию на масштабе для производителей оборудования и создавая благоприятные условия для быстрого вывода доступных устройств на рынок. Россия не сможет воспользоваться данными преимуществами, если не рассмотрит возможность использования хотя бы части этого диапазона для 5G».
Ожидалось, что и в России сети 5G будут строиться в диапазоне 3,4-3,8 ГГц. В 2017 г. ГКРЧ выделила «Мегафону» частоты в данном диапазоне на территории 11 городов, принимавших Чемпионат мира по футболу в 2018 г. («Мегафон» был субподрядчиком первенства).
Частотами в диапазоне 3,4-3,6 ГГц владеет также группа Freshtel, оказывающая услуги передачи данных стандарта WiMAX. С 2015 г. Freshtel находится под контролем «Ростелекома». В конце 2017 г. ГКРЧ также выделила компаниям группы Freshtel частоты в данном диапазоне в ряде городов для тестирования 5G.
Однако теперь ГКРЧ планирует лишь принять к сведению отчет НИИР об использовании диапазона 3,4-3,8 ГГц для строительства сетей 5G. В отчете (имеется в распоряжении CNews) говорится, что, в отличие от предыдущих поколений сотовой связи, задачу расчистки диапазона 3,4 - 3,8 ГГц под 5G не удастся решить только путем введения ограничений по электромагнитной совместимости (ЭМС) для различных категорий радиоэлектронных средств (РЭС).
Кем занят диапазон 3,4-3,8 ГГц
Сейчас в диапазоне 3,4-3,8 ГГц работают радиоэлектронные средства связи, относящиеся к сетям фиксированного беспроводного доступа (ФБД), радиорелейной связи (РРС), радиолокации (РЛС) и фиксированной спутниковой связи (ФСС).
Сети ФБД работают в диапазоне 3,4-3,6 ГГц. К ним относятся создававшиеся с конца 1990-х годов системы фиксированной беспроводной телефонии (Wirelles Local Loop,WLL) и более современные системы беспроводного широкополосного доступа в интернет (FBWA, Fixed Broadband Wireless Access). К их числу относятся запускавшиеся в конце 2000-х годов мобильные сети стандарта WiMAX (формально они отнесены в России к фиксированной службе).
При запуске 5G сети ФБД создадут наименьшее число проблем. Freshtel, основной оператор WiMAX в данном диапазоне, принадлежит «Ростелекому», который, как уже отмечалось, и так активно выступает за перевод данных частот под 5G. Кроме того, многие технологии ФБД уже устарели.
Согласно решениям ГКРЧ, срок использования сетей ФБД в диапазоне 3,4-3,6 ГГц истекает 11 марта 2021 г. Кроме того, можно не дожидаться этого срока, а перевести существующие сети в диапазоны 5,15-5,35 ГГц и 5,65-6,425 ГГц либо выплатить компенсацию владельцам частот. Абонентов мобильного WiMAX можно перевести в сети LTE, а пользователей стационарных терминалов можно перевести на проводные линии.
Радиорелейные линии связи - это беспроводные высокоскоростные каналы связи. Они могут использоваться в качестве магистральных каналов интернет-провайдеров, для связи между базовыми станциями сотовых операторов, в качестве беспроводных мостов внутри крупных корпоративных сетей и т.д.
Радиорелейные линии могут быть как стационарными, так и передвижными. Стационарные РРС используются для создания постоянных линий связи, передвижные-для восстановления вышедших из строя радиорелейных или кабельных линий связи, а также для проведения телерепортажей.
Для радиорелейных станций в России первоначально был выделен диапазон 3,4-3,9 ГГц. Но в 2009 г. ГКРЧ признала нецелесообразным дальнейшее развитие РРС в данном диапазоне, разрешив лишь поддержку существующих сетей. В то же время комиссия разрешила использовать РРС в сдвинутом диапазоне - 3,6-4,2 ГГц - в упрощенном режиме без оформления отдельных решений ГКРЧ.
Согласно действующим решениям ГКРЧ, работа немагистральных РРС ограничена 1 июля 2020 г. Магистральные же РРС редко работают в крупных городах. В случаях с крупными городами РРС можно будет перевести в диапазон 3,8-4,2 ГГц либо избежать помех со стороны сетей 5G путем ограничений по ЭМС.
Средства ПВО в диапазоне 3,4-3,8 ГГц
К сетям радиолокации относятся, в частности, средства противовоздушной обороны (ПВО), использующие диапазон 3,2 -3,8 ГГц. У Военно-космических сил России (ВКС) есть порядка 1 тыс. РЭС ПВО, из которых 600 являются наземными, а 400 бортовыми.
РЭС ПВО можно разделить на три типа. Первый тип - радиолокационные станции малых высот дежурного режима - обеспечивают обнаружение, измерение координат и сопровождение воздушных объектов в условиях сложной воздушной обстановки.
Второй тип - специальные радиолокационные станции - применяются, как правило, в труднодоступных и горных районах для аналогичных целей.
Третий тип РЭС-радиотехнические средства комплексной системы радиовизирования, опознавания и передачи команд-предназначен для решения задач обмена специальной информацией, опознавания и определения текущего местоположения самолетов, а также для управления полетами авиации.
Средства РЭС ПВО могут размещаться на расстоянии до 10-50 км от крупных городов и до 2-10 км от транспортных магистралей федерального значения. От районов возможного размещения 5G РЭС ПВО могут находиться на расстоянии от 0,5-1 км до 2-2,5 км. Помимо военных систем, в диапазоне 3,4-3,8 ГГц работают РЭС радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи.
Идеальный диапазон для спутниковой связи
Наиболее же сложная ситуация с сетями спутниковой связи. С-диапазон 3,4-4,2 ГГц достаточно удобен для спутниковой связи из-за устойчивости работающих в нем РЭС к погодным условиям, он также является уникальным для работы на северных территориях. Теоретические разработки относительно работы спутниковых сетей связи в данном диапазоне начались в Советском Союзе еще после Второй Мировой Войны.
За последние десятилетия в С-диапазоне была создана дорогостоящая инфраструктура, обеспечивающая высокую надежность каналов связи. Соответствующие сети применяются для магистральных каналов, государственных сетей, телемедицины, управления воздушным трафиком и т.д. Срок окупаемости коммерческих спутников связи составляет более 10 лет.
Спутниковая связь в данном диапазоне используется как гражданскими потребителями, так и спецпотребителями. Спутниковые РЭС можно разделить на непосредственно космические аппараты, земные станции спутниковой связи (ЗССС) и командно-измерительные пункты (КИС).
Гражданские спутники связи в данном диапазоне принадлежат госпредприятию «Космическая связь» (ГПКС) и «Газпром Космические Системы» (ГКС)-они владеют спутниковыми группировка «Экспресс» и «Ямал» соответственно.
ГПКС использует частоты в диапазоне 3,4-3,45 ГГц исключительно для передачи управляющих сигналов спутниковым аппаратам. В то же время диапазон 3,45-3,8 ГГц используются 61 стволом на восьми спутниках ГПКС, в том числе для распространения федеральных телевизионных каналов.
Другая часть С-диапазона, которую не планируется применять в 5G - 3,8-4,2 ГГц - практически полностью используется отдельными спутниками ГПКС. В связи с этим отсутствует возможность перевести спутниковые аппараты из диапазона 3,4-3,8 ГГц в диапазон 3,8-4,2 ГГц. Можно только полностью отказаться от использования частот в диапазоне 3,4-3,8 ГГц для спутниковой связи, что приведет к двухкратному падению доступной емкости российских спутников связи в С-диапазоне.
Ретрансляция со спутника федеральных телеканалов
В настоящее время Роскомнадзором зарегистрировано порядка 500 земных спутниковых станций связи (ЗССС), работающих в Си-диапазоне. Но этот показатель не учитывает крупнейшего владельца ЗССС в этом же диапазоне - госпредприятие «Российская телевизионная и радиовещательная сеть» (РТРС). Такие станции работают только на прием и, как правило, не регистрировались.
Узлы РТРС принимают со спутника сигнал двух мультиплексов федеральных телеканалов для его дальнейшего распространения по эфирным сетям. Общее число земных спутниковых станций, которыми обладает предприятие, составляет 6 тыс.
Зарегистрированные ЗССС, в основном, расположены за пределами крупных городов. А вот РТРС на каждой телевизионной вышке, расположенной на территории крупных городов, имеет по два ЗССС. Следовательно, без решения проблемы работы ЗССС в С-диапазоне запуск сетей 5G будет невозможным, предупреждают в НИИР.
В то же время С-диапазон является безальтернативным для тропических и субтропических зон с высокой вероятностью выпадения осадков, но в России такие зоны есть только в узкой полосе на Черноморском побережье. Кроме того, в крупных городах РТРС может заменить ЗССС на оптоволоконные каналы связи.
Управление космическими аппаратами из диапазона 3,4-3,8 ГГц
В части КИС стоит отметить наземные центры управления космическими аппаратами, которые есть у ГПКС и ГКС. Таким же центром для управления космическими аппаратами народно-хозяйственного назначения (НКУ НХН) - владеет госкорпорация «Роскосмос».
НКУ НХН управляет космическими аппаратами связи, ретрансляции данных, телевизионного вещания, навигации и геодезии гражданского назначения. Центр состоит из пунктов управления, расположенных на территории центров космической связи «Железногорск» (Красноярский край), «Владимир» (г. Гусь-Хрустальный Владимирской области), «Хабаровск», «Сколково» (Московская область) и Западного пункта управления (г. Дубна Московской области).
В настоящее время создаются новые наземные центры управления космической связью. Так, ГКС и ракетно-космическая корпорация «Энергия» создали такой центр в подмосковном Королеве, а Центр им. М.В.Хруничева на своей территории в Москве создает центр комплекс управления «Монитор». Эти комплексы работают в диапазоне 3,4-3,45 ГГц.
Военные спутниковые системы в диапазоне 3,4-3,8 ГГц
Среди спецпотребителей системы спутниковой связи в диапазоне 3,4-3,8 ГГц используют Минобороны и ФСО. Военное ведомство обладает тремя собственными спутниками «Молния», а также использует гражданские спутниковые группировки («Радуга», «Ямал», «Экспресс»), работающие в данном диапазоне.
Минобороны обладает 1,4 тыс. земными станциями спутниковой связи, из которых 900 относятся к новому парку, 500-к старому. Основу станций нового парка составляют станции базовых комплексов второго поколения, из которых 30% являются стационарными, 70% - подвижными.
Типовой сегмент резервной сети спутниковой связи Минобороны состоит из телепорта, включающего центральные земные станции (ЦЗС), и терминальные земные станции (ТЗС), которые в настоящее время работают через коммерческие спутники. ЦЗС является ведущим функциональным элементом резервной сети, обеспечивая функционирование, контроль и управление подсетями резервной сети, а также взаимодействие с внешними сетями передачи данных.
Сейчас развернуто 700 ТЗС, из которых примерно половина являются мобильными. Ожидается, что по мере развития военной спутниковой группировки «Благовест», не менее 1 тыс. ТЗС будут функционировать в С-диапазоне.
Мобильные спутниковые станции Минобороны - помеха для 5G
Как уже отмечалось, земные станции и центры спутниковой связи могут быть как стационарными, так и мобильными. Стационарные центры и станции устанавливаются в специальных технических зданиях (незащищенных) или в подземных сооружениях (защищенные).
Мобильные станции могут быть оперативно транспортированы к месту развертывания и способны к автономной работе в полевых условиях либо в составе подвижного пункта управления. Основу таких станций составляют полевые станции, устанавливаемые на автомобилях и бронеобъектах, а также перевозимые в контейнерах или носимые.
При запуске сетей 5G для исключения создания помех стационарным станциям спутниковой связи можно будет рассчитать координационные зоны и обозначить их на карте. А вот для мобильных станций сделать это не представляется возможным в силу неопределенности мест их стояния.
Кроме того, в диапазоне 3,4-3,45 ГГц у Минобороны работают командно-измерительные станции (КИС), предназначенные для управления спутниковыми аппаратами и входящими в состав отдельного командно-измерительного комплекса (ОКИК). В свою очередь, такой комплекс входит в состав основных частей управления космическими аппаратами (НАКУ) Главного испытательного центра испытаний и управления космическими средствами им. Г.С. Титова.
НАКУ Минобороны управляет 85% российских космических аппаратов. Центр может управлять всеми типами спутников военного и двойного назначения и большинством спутников научного и социально-технического назначения. Также НАКУ используется при управлении объектами пилотируемых программ и дальнего космоса, которые не подчиняются Минобороны.
Связь для высших лиц государства в экстремальных условиях
Помимо обозначенных спутниковых систем, в диапазоне 3,4-3,9 ГГц также работает Единая система спутниковой связи (ЕССС). Она используется Минобороны и ФСО для выполнения различных задач в условиях, когда использование других средств связи становится неэффективным или невозможным. В том числе речь идет о предоставлении высшим лицам государства доступа к различным специальным информационным ресурсам, получения конфиденциальной информации и организации телекоммуникационного общения.
Радиоэлектронные средства Спецсвязи ФСО, относящиеся к фиксированной спутниковой службе, в основном сосредоточены в локальных группировках радиосредств в центрах специальной связи и информации, а также в центрах связи специального назначения, рассредоточенных по всей территории России. В диапазоне 3,4-3,8 ГГц ФСО использует различные типы РЭС спутниковой связи, размещенные как на стационарных объектах, так и в составе транспортных комплексов.
Большинство ЗССС спецпотребителей расположены за пределами крупных городов. В крупных населенных пунктах такие станции используются, в основном, в качестве резервных каналов связи. В случае использования ЗССС спутникового ресурса, арендованного у гражданских операторов, проблему совместимости с 5G можно решить за счет переназначения несущих частот за пределы диапазона 3,4-3,8 ГГц.
В случае же использования собственных спутников Минобороны ситуация осложняется ограниченностью бортовой емкости военных спутниковых аппаратов. Но, с учетом некритичности использования ЗССС в мирное время, в НИРР считают возможным создать каналы для оперативного взаимодействия между операторами 5G и силовиками при эксплуатации совпадающих частот.
Как освободить частоты для 5G?
Для того, чтобы освободить частоты от занимающих его пользователей, есть несколько различных путем. Можно подождать, пока завершить срок действия разрешений на использование соответствующих РЭС либо окончится срок эксплуатации оборудования. Но такой подход требует времени.
Можно перевести РЭС в другой частотный диапазон или в другую географическую локацию-но оба варианта являются достаточно трудоемкими. Есть также пути частичного высвобождения частот за счет перехода к более современным технологиям, перевод пользователей РЭС на альтернативные технологии (например, проводные) либо модернизация РЭС с целью исключения помех.
Наиболее же эффективный путь, как считают в НИИР - это досрочное прекращение работы с РЭС с выплатой его владельцам компенсаций или альтернативным вариантом продолжения работы соответствующего оператора. Но Закон «О связи» и другие действующие на сегодняшний день нормативные акты не позволяют досрочно принудительно прекратить действия радиочастотных присвоений в интересах гражданских потребителей.
В связи с этим, как полагают в НИИР, необходим комплекс экономических, организационных и конструктивно-технических мер, направленных на внедрение перспективных методов перераспределения радиочастотного спектра, его высвобождение и применение современных решений динамического доступа к совместно используемым полосам частот.
