35 Гбит/с — как Megafon и Huawei поставили рекорд скорости 5G

    Операторы и производители оборудования уверенно движутся в сторону 5G, все увеличивая и увеличивая скорость. Год назад это был 1 Гбит/сек, в прошлом сентябре Megafon и Nokia демонстрировали прототипы БС и устройств 5G с максимальной скоростью 5 Гбит/сек, а 1 июня этого года в рамках Петербургского экономического форума Megafon вместе с Huawei добились максимальной скорости в 35 Гбит/сек, поставив рекорд скорости мобильного интернета. Уже в день этого события новостные агентства тиражировали фото с мероприятия и шумели о достигнутой скорости. А сегодня мы раскрываем интересные технические подробности рекорда.


    Приближаемся к стандарту 5G — агрегация и рефарминг


    Внедрение следующего поколения мобильной связи ожидается в 2020 году (это полностью согласуется с оценкой «новая технология мобильной связи каждые 10 лет»).  По мере приближения к «часу Х» стандарт 5G приобретает все более явные очертания. Одновременно операторы и производители оборудования экспериментируют с частотами и каналами связи, определяя направление дальнейшего движения. Насколько успешны эти эксперименты, показывают скорости передачи данных, демонстрируемые в рамках очередных испытаний.

    Около года назад «МегаФон» вместе с Huawei демонстрировали скорость передачи данных в 1 Гбит/сек. Такой результат удалось получить за счет передачи данных на нескольких частотах одновременно (использования трех несущих), что, в свою очередь, стало возможно, благодаря рефармингу — использованию частот, которые изначально предназначались для другой технологии.

    Рефарминг — неизбежное явление в ходе эволюции стандартов связи, поскольку частотный диапазон уже давно расписан между потребителями. С технической точки зрения рефарминг позволяет оптимизировать использование спектра: с развитием технологий появляется возможность «впихнуть» в одну и ту же полосу частот гораздо больше данных (достаточно сравнить GSM, 2G и последующие стандарты). В некоторых странах рефарминг может упираться в законодательные ограничения, поскольку при выделении частот фиксируется не только ее основной пользователь, но и стандарт связи, который будет на этой частоте использоваться. В России же для ряда диапазонов, переданных под мобильную связь, уже принят принцип технологической нейтральности, означающий, что в диапазоне можно использовать любое поколение стандарта связи.

    В рамках упомянутого эксперимента Megafon и Huawei была задействована частота в 1800 МГц, которая ранее использовалась для сетей GSM.


    Новый эксперимент — бимформинг


    Однако эксперименты продолжаются. Решение, продемонстрированное в этом году на Петербургском экономическом форуме, вместо агрегации частот из разных диапазонов использует для связи прототипа базовой станции и абонентского терминала одну, но очень широкую полосу частот — 2 ГГц — в диапазоне 70 ГГц (это одна из возможных частот будущего стандарта 5G). В ходе тестирования удалось достичь скорости передачи данных в 35 Гб/сек, что является абсолютным рекордом для мобильной передачи данных.


    Хотя на данном этапе речь шла о тестировании беспроводной связи между стационарным прототипом базовой станцией и условно-стационарным прототипом абонентского устройства (оно было установлено на стенде Мегафона и никуда не перемешалось), в процессе разработки приходится учитывать мобильность абонентов. Для этого в пятом поколении предусмотрен бимформинг — динамическое изменение диаграммы направленности фазированной антенной решетки в направлении наибольшего скопления абонентских терминалов. Мегафон в двух словах рассказал об особенностях этой технологии.

    Если не вдаваться в технические детали, бимформинг требует создания сложной антенны, но позволяет отчасти исправить ситуацию «в толпе не работает связь» — базовая станция просто перестроит диаграмму направленности, чтобы лучше покрыть то направление, в котором находится больше устройств.

    В эксперименте Мегафона толпы с абонентскими устройствами не было, был просто один излучатель и сложной формы антенна, которая формирует несколько пучков — два параллельных и один под углом. Да, сиреневая пластина с логотипом компании на полу — не часть дизайна, это отражатель для радиоволн:


    Ничего сверхъестественного в ней, это просто пластина из стали:


    Передача велась в режиме TDD — двусторонней связи с временным разделением сигналов приемника и передатчика.

    В двух словах о QAM


    Как упоминалось выше, новые стандарты позволяют при прочих равных передавать больше информации. Возможно это в том числе благодаря развитию вычислительных мощностей мобильных устройств, что позволяет использовать более хитрую модуляцию. В эксперименте Мегафона и Huawei использовалась квадратурная модуляция 64-QAM.

    Упрощенно QAM — это способ передать за один «такт» несколько байт данных. Достигается это, во-первых, за счет того, что меняется не только уровень сигнала, но еще и его фаза. А во-вторых, амплитуда и фаза сигнала имеют несколько уровней. Проще всего это можно показать на вот такой гифке:


    Мы видим 16 состояний, полученных комбинацией разных сдвигов фаз и амплитуд сигнала. В них можно уложить все возможные комбинации 4 бит, поэтому за одно состояние сигнала мы можем передать сразу 4 бита.

    Картинка иллюстрирует 16-QAM, но в 64-QAM все тоже самое, просто возможных состояний больше — 64, а значит, мы можем передать уже не 4, а 6 бит.

    Ложка дегтя


    Стоит отметить, что высокая частота несущей, хоть и позволяет передавать большой объем данных, очень легко заглушается любыми предметами на пути.


    Достаточно поднести руку к излучателю и скорость на графике тут же падает. Одновременно мы видим, как начинает рассыпаться сигнальное созвездие — аналог глазковых диаграмм для 64-QAM (ну, строго говоря, не только для нее):


    Сигнальное созвездие позволяет видеть «качество» передачи и одновременно замечать некоторые проблемы (подробнее можно посмотреть вот тут)

    Когда 5G попробуют абоненты?


    Тестовые зоны 5G «МегаФон» намерен развернуть уже в следующем году во время чемпионата мира по футболу. По сложившейся традиции новые стандарты мобильной связи тестируются во время крупных международных мероприятий.
    «МегаФон» 86,29
    Компания
    Поделиться публикацией
    Похожие публикации
    Комментарии 14
    • +4
      Скорость это хорошо. Но стабильность при средней скорости гораздо приятнее. Даже в Москве не везде есть полное покрытие (дома загораживают, низины, подземка, окраины), может быть лучше сначала с этим разобраться? Мне и 100Мб за глаза хватает, но только если прием постоянный и надежный.
      • +8
        И зачем тут этот рекламный bullshit? не, то, что запустили — это молодцы и здорово. Но может всё-таки статьи на хабр будут писать инженры, а не pr-отдел?
        • +4
          Нафига эти маркетинговые скорости, если по карте покрытия стоит 4G+, а на самом деле, даже 3G нет, Edge (2,5G) наше все. Полгода уже идут отмазки, что ремонтируют вышку.
          • +2
            Чисто интересно, так пишут, как-будто Huawei там просто кофе готовили. А что конкретно в этом эксперименте сделали в Мегафон, наклеили на оборудование Huawei свои наклейки или что-то большее?
            • +5
              Эти громкие заголовки к реальному состоянию дел у ОПСОСов имеют такое же отношение, как олимпийские рекорды к уроку физкультуры в третьем классе интерната для детей с задержками развития.
              Ростов-на-Дону, центр. Сеть скачет LTE/H/E, даже голос с бульками ходит.
              • 0
                а п2п меш сети в железе реализовывать не планируется? для стадионов тех же и митингов
                • 0
                  И нафига такие скорости, когда тарифы с однозначными гигабайтами по цене золота.
                  • 0
                    Да, У МегаФона достаточно высокие цены за интернет. Достаточно высоки для того, чтобы задуматься о переходе на другого оператора… Однако в родном посёлке из-за особенностей рельефа (фактически находится на дне «чаши» из сопок) получать скорость более 20 Кбайт/сек удаётся только через их модем. Какой-никакой плюсик заслужили.
                    • 0

                      А толку? Что бы я за пару минут израсходывал пакет и купил ещё? Сделайте лучьше норм 3г или 4г с безлимитом.

                      • 0
                        Это так здорово. А знаете что, у меня есть один вопрос, который не даёт мне покоя, но чисто технически вы уже давно ведь можете его решить…

                        В метро можно будет когда-нибудь пользоваться хотя бы 3G от своего оператора, а не поездным Wi-Fi, в угоду которому сейчас на абсолютном большинстве станций вырубают 4G?
                        • 0
                          Лучше побейте рекорд пор стоимости интернета в хорошую для клиентов сторону.
                          • 0

                            Санкт-Петербург, Мегафон, LTE работает вполне, как раз пишу в пути сейчас. Да, на особо длинных участках бывает проседает в середине, но в целом не плохо.

                            • 0
                              Московская область. По покрытию на сайте мегафона должно быть LTE, есть только нестабильный Edge, при особых погодный условиях, иногда, удается получить нестабильный, «на полшишечки» 3G.
                            • 0
                              Возвращаясь к вечному вопросу этих публикаций: зачем, вот ЗАЧЕМ мне такая скорость от абонентского устройства до вашей базовой станции?
                              В оживленных местах (вроде вокзалов) и сейчас сигнал-то может быть любого качества и поколения, хоть 7G+ поддерживайте, толку с него, если все равно даже расписание поездов загрузить не получается.

                              Может быть лучше этими вопросами заняться, чем абстрактной скоростью, которую, кроме рекламных плакатов, девать все равно некуда?

                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                              Самое читаемое