Как работают 3G и сети 5G в тайфуне цифровизации
Pixabay
Рукотворный тайфун цифровизации грозит утопить технологическую экосистему человечества в лоне Интернета.
Недавно DTG – британское сообщество по продвижению ЦТВ предложило перечень технологий (не хуже, чем у других), которые будут востребованы телевидением в 2018 году: искусственный интеллект (AI); дополненная реальность (AR), потеснившая виртуальную реальность (VR); голосовые помощники, например Siri, Alexa, Cortana; новые модели (тенденции) потребления.
5G, один из фаворитов цифровой экономики (ЦЭ), венчает этот список. Надо сразу сказать, что облик сетей 5G не вполне определен. Инициаторы заявляют, что эти сети должны обеспечить интеграцию фиксированных, мобильных и спутниковых сетей, а также необходимых ресурсов в единую, программируемую и универсально доступную инфраструктуру. По их мнению, сети 5G необходимы для обеспечения технологического, экономического и социального развития в будущем и изменят основы телекоммуникаций.
Несмотря на медиаоптимизм, сейчас наступило весьма деликатное время для 5G. Пока инфраструктура и устройства не функционируют в реальных сценариях, слишком легко делать смелые заявления: 5G firsts! Ожидания высоки, и заявки на “лидерство, первенство и гигабитные скорости” обильны. Но впереди еще рассмотрение сложных экономических вопросов и бизнес-кейсов 5G.
Да и стандарта фактически еще нет, хотя давно (лет пять назад) уже было несколько “видений”. Оценочно определено семейство вариантов использования () и целевые показатели производительности 5G ().
Стандарт поначалу полагали выпустить к 2020 году. Однако по ходу пьесы парадигма поменялась, в 2017 году. Чуть позже МСЭ утвердил техническую основу стандарта нового семейства радиоинтерфейсов 5G NR (New Radio) – первая фаза релиза 15 3GPP, со спецификацией nonstandalone. И процесс пошел, ускоряя создание оборудования и сетей.
Развертывание сетей стартует во второй половине 2018 года, широкое развертывание – в 2019 году, а наращивание объемов – в 2020-м. Контрольные точки: ЧМ по футболу – 2018 (Россия), летняя Олимпиада – 2020 (Япония, Токио), зимняя Олимпиада – 2022 (Китай, Пекин). Важно отметить, что ускорение промышленности позволило чипсетным и инфраструктурным компаниям начать разработку кремния и оборудования.
Это говорит о том,, что первые смартфоны с поддержкой 5G появятся в первой половине 2019 года, например, предполагают, что среди них будет Samsung Galaxy S10, но Huawei уже кое-что показал в работе. Однако утверждение о том, что его Balong 5G01 является “первым в мире коммерческим чипсетом 3GPP 5G”, как считают некоторые эксперты, вводит в заблуждение.
В июне 2018 года выпущен релиз 15 3GPP, который позволит снять многие вопросы. В 2019 году – релиз 16, еще через год – релиз 17. То есть пока есть только дорожная карта создания стандарта и планы развертывания сетей “истинных” 4G: LTE – Advanced & LTE Advanced Pro.
По оценкам Qualcomm, к 2035 году будут полностью реализованы все экономические преимущества 5G-технологий, так что все отрасли, использующие их, будут производить товаров и услуг на сумму 12 трлн долл. Это эквивалентно сумме, которую потратили в 2016 году все потребители США вместе взятые. Кроме того, в 2035 году в сетях 5G будет задействовано 22 млн рабочих мест и они сгенерируют 3,5 трлн долл. выручки. Основной драйвер 5G – Интернет вещей (IoT), особенно беспилотные автомобили. Однако, как отмечают скептики, для их раскручивания необходимы релевантные источники и объемы инвестиций, которых в ситуации глобальной стагнации найти непросто: “Денег нет, но вы держитесь”. На сегодняшний день ситуация такова: в 2017 году продажи оборудования операторам связи просели на 14% и, по мнению экспертов, запуск 5G не сможет переломить намечающуюся тенденцию. Продажи оборудования для сетей 5G достигнут 11 млрд долл. к 2022 году. Лидером в этом году будет США, а в следующем их потеснят Китай и Южная Корея. А по прогнозу Strategy Analysts, 5G не смогут сохранить рост выручки для беспроводной связи ().
Поэтому тактический план вкратце таков: покрытие будет не фронтальное, а коммерчески жизнеспособными кластерами городов-миллионников (“леопардова шкура”), сети будут строить на паях. Движение к 5G будет миграционным процессом с опорой на малые соты. Старые и новые технологии будут объединяться в гибридные сети. Ждать, пока сети 3G и 4G достигнут максимума возможностей, не будут ().
Региональные потребности будут влиять на региональные сети. Объемное (3D) покрытие соединит космос, эфир и наземное пространство.
Но на всякий случай Китай и Qualcomm “вдруг” заговорили о 6G (лет через 6–10). Show must go on.
В секторе ЦЭТВ в первые годы (видимо, 5–10 лет) развертывания сетей 5G упор предполагалось сделать на использовании LTE – Broadcast (LTE-B), в которых намерены реализовать довольно широкий круг “услуг, подобных вещанию” (). (Этой подсказкой уже воспользовались в США создатели стандарта ЦЭТВ нового поколения – ATSC 3.0, которые прорабатывают возможность его использования для доставки обновлений ПО устройствам IoT.) Затем постепенно (по четырем сценариям) 5G должно будет влиять на сектор вещания по всей цепочке создания стоимости.
Для повышения конкурентоспособности, включая привлекательность LTE-B для вещателей, к осени 2017 года 3GPP опубликовал релиз 14 (), в котором представлено FeMBMS – расширение режима вещания LTE eMBMS. FeMBMS включает в себя множество требований вещательного сообщества для обеспечения широкозонного вещания и прозрачного режима доставки видеоконтента, ранее бывших частью системного предложения Брауншвейгского технического университета Tower Overlay over LTE-A+.
Будет ли LTE-B использоваться для доставки линейного ТВ на большие экраны телевизоров? У специалистов вместо уверенности деликатные рассуждения типа “крупномасштабные развертывания eMBMS могут и не произойти, но 5G предложит многослойную систему, в которой FeMBMS на основе LTE higly likely получит лейбл 5G”.
Специалисты сомневаются, что будет определенный режим вещания с использованием 5G NR до выпуска релиза 17 (2020 г.), припоминая, что на сегодняшний день прогнозные значения важнейших индикаторов производительности сетей 4G так и остаются в области предположений и hype. Тем не менее заявлено, что “трансляция в 5G NR представляет собой беспрецедентную возможность предоставления услуг мобильной видеосвязи массовой аудитории”.
В Европе партнерство 5G PPP разворачивает несколько направлений, среди которых применительно к медиа и ТВ наиболее заметны: 5G xCast и 5G Media, MediaRoad, Vital Media, 2 Immerse, Immersia TV, а также локальный пилотный проект ТВ-вещания 5G Today (Бавария). Всего специалисты ЕВС в своем недавнем докладе отразили порядка 12 проектов в девяти странах. В первой половине августа этого года IRT и RAI осуществли тестирование решений 5G в интересах вещателей на стадионах и площадках летнего чемпионата Европы олимийского формата.
Международный проект 5GxCast имеет своей целью исследование вещательных и многоадресных средств систем 5G. Он представляет собой попытку разработки и демонстрации концептуально новой и перспективной архитектуры 5G-сети для крупномасштабной доставки иммерсивных медиа. Задачами проекта являются:
1. Разработка возможностей вещательной и многоадресной (PTM: точка – многоточие) доставки в сетях 5G для медиа и развлечений (M&E), автомобильной отрасли, IoT, предупреждений о ЧС, а также оценка вариантов распределения спектра 5G для развертываний сети 5G Broadcast.
2. Создание динамически адаптируемой сетевой архитектуры 5G с сетевыми интерфейсами для динамического и плавного переключения между режимами одноадресной, многоадресной и вещательной передачи или использования их параллельно, а также встроенных возможностей кэширования.
5G-Xcast станет первым проектом 5G PPP по целостной реализации многоадресной/вещательной и одноадресной (точка – точка) передачи. В случае успеха его участники рассчитывают, что технологии 5G-Xcast будут иметь основополагающее значение для продвижения к видению конвергентной инфраструктуры 5G для фиксированного и мобильного доступа, включая наземное вещание, к аудиовизуальному медиаконтенту.
Проект 5G Media нацелен на создание нового качества опыта пользователей и управление полным жизненным циклом медиаприложений.
Новый опыт пользователей предполагает использование иммерсивных и VR-приложений, а также умное и удаленное производство контента, включая UHD-контент.
Что же еще происходит в области В-В (broadcast-broadband) контакта? Где же TB 3G?
Во-первых, в США и Южной Корее ТВ 3G (стадарт ATSC 3.0) начали разворачивать примерно на полгода-год раньше, чем 5G. Приятный, но, скорее всего, малозначимый пустячок.
Во-вторых, несколько лет тому назад Международный союз электросвязи (МСЭ) одобрил направление Integrated broadcast-broadband (IBB) systems, ежегодно публикуя рекомендации и доклады. В мире реализуется несколько разных подходов. Однако события развиваются пока по нишевому сценарию в силу высоких затрат, неудобства для пользователей и низкой отдачи инвестиций.
Интегрированные вещательно-широкополосные (IBB) системы сочетают в себе технологии как вещания, так и широкополосного доступа (ШПД), максимизируя выгоды подобного сочетания и обеспечивая высокое качество, гибкость, интерактивные и персонализированные услуги. Последние достижения, связанные с технологиями ШПД, позволяют использовать высокоскоростную сеть, мощные серверные и коммуникационные устройства, привнося многофункциональные Web-услуги в вещание в соответствии с рекомендациями ITU-R BT.2037 и ITU-R BT.2053.
К настоящемувремениимеетсяинформацияонесколькихразличныхIBB, помимоATSC-3.0: The Hybrid broadcast broadband television (HbbTV) system, The Hybridcast system, Integrated broadcast-broadband system based on enhancement of data broadcasting, Integrated broadcast-broadband system based on the Ginga middleware иTV Open Platform for Smart media (TOPSmedia) system.
Важно также, что прокладывается путь к принятию HbbTV в качестве глобального гибридного стандарта. При этом консорциум DVB нацеливается на решение задачи “усилить позиции вещания и упростить переход к бесшовным услугам типа IBB”.
В-третьих, руководящий совет DVB утвердил новую техническую спецификацию DVB – Single Illumination System. Система позволяет комбинировать контрибуцию DVB-T/T2 и дистрибуцию DVB-S/S/S2X в одном спутниковом луче. Спецификация, опубликованная как DVB BlueBook A175, отправлена в ETSI для принятия в качестве европейской спецификации.
В-четвертых, DVB планирует также ввести автономные ТВ-услуги LIVE OTT – DVB-I (DVB BlueBook A176). Предполагаемый технический результат будет основываться на DVB-DASH, DASH с низкой задержкой и Multicast ABR, чтобы обеспечить полное предложение на основе DVB-стандартов для интернет-доставки услуг OTT. Будет ли широко принят будущий стандарт DVB-I или уже слишком поздно, пока неясно. Кроме того, все более погружаясь в ИТ и цифровую трансформацию, в консорциуме размышляют, не следует ли искать успехов далее по стеку протоколов OSI (Open System Interconnection, OSI).
Наконец, пришло время решения судьбы концепции WiB. WiB– это, прежде всего, новая система модуляции, которая может быть использована в наземном вещании, что позволит более эффективно использовать радиочастотный спектр и значительно повысить производительность. Возможна обратная совместимость с системой T2. Начальныерезультаты показывали,что возможны большие выгоды от использования WiB. Летом этого года выпущены отчеты обеих исследовательских миссий DVB по WiB. По их результатам наблюдательный совет консорциума рекомендовал не продолжать активнойсть по этой тематике ввиду отсутствия коммерческого интереса. При этом возможны обратная совместимость сDVB-T2, а также есть интерес мобильного сообщества к совместным услугам «вещание+ одноадресная доставка». Имеющиеся проблемные вопросы предполагается разрешить до конца 2018 г. И может стать более определенней ситуация с созданием ТВ - стандарта третьего поколения – DVB-T3. 2020?
Сегодня ЦЭТВ (DTT) по-прежнему наиболее эффективно для охвата большей части населения. Но нужны и другие технологии для обеспечения полного охвата. Необходимы и эффективные решения в области персонализации ТВ-контента.
Приближается ли кульминация В-В-контакта в ипостаси технологического Армагеддона? В области технологий до 2025 года – скорее нет, чем да. Но компании 5G открыто претендуют на весь частотный спектр, особенно в диапазоне 470–862 МГц. А в документах 5G специалисты усматривают угрозу “разрушения”(disruption) ЦЭТВ, отмечая, что для того чтобы последнее осталось действующей платформой, необходим иной, а именно win-win-подход со стороны новых сетей и адекватное регулирование отраслей.
Что касается экономических и политических аспектов, казалось бы, еще труднo сказать, чья возьмет. Сегодня на каждом континенте и в каждом районе МСЭ своя повестка дня. США пытаются ее унифицировать, продвигая под флагом цифровой экономики сокращение общественного и бесплатного ТВ -вещания, постепенный отказ от линейного ТВ, развитие иммерсивного ТВ (виртуализация) под управлением заботливого ИИ и ускоренную разработку нейро-интерфейсов для медиа и развлечений. Все остальное смотрите в сериалах типа “Черное зеркало”: практические проекты перевода человеческого сознания в цифровую форму то ли для обеспечения его бессмертия, то ли для “вытеснения и замещения человека, как устаревшей и малоперспективной формы существования интеллекта”. Суждения о неизбежности перенацеливания эволюции человека с естественного отбора на интеллектуальную селекцию стали обыденными в кругах техно-трансцендентальности и масскульта и, возможно, их материализация предусматривается глобальными мегапроектами, но это, наверное, уже будут сети XG.
