По мере экспансии 5G-технологий в мире, расширяется и сфера применения связи пятого поколения — технология посягает на области, в которых прежде всегда доминировали Wi-Fi и иные беспроводные решения. Как сообщает IEEE, в Великобритании Vodafone представит в этом месяце частную базовую 5G-станцию на основе Raspberry Pi, сравнимую по габаритам с домашним роутером.

Компания объединила усилия с британской Lime Microsystems для выпуска на краудфандинговой основе наборов 5G-станций стоимостью от $800 до $12 тыс. Прототип одной из 5G-микросот демонстрировался в феврале 2023 года. Он полностью совместим со спецификациями OpenRAN и может формировать как частные 5G-сети, так и исполнять роль шлюза к публичной сети Vodafone.

В компании уверены, что многие захотят получить свою маленькую частную 5G-сеть. Пока предполагается использование в основном компаниями и организациями, хотя в проекте смогут участвовать даже отдельные эксперты. Так, коммерческие компании могут повысить защиту беспроводной сети, поскольку для подключения требуется SIM-карта, а не просто пароль как в случае Wi-Fi. Но можно наоборот упростить доступ. В качестве примера в Vodafone привели пекарню с собственной 5G-сетью, для подключения к которой достаточно просто войти в здание.

Источник изображения: Lime Microsystems

По словам компании, частные 5G-сети незаменимы в случае чрезвычайных ситуаций и спасательных операций. Например, беспилотник с 5G-станцией сможет летать над зоной бедствия. Любой гаджет с совместимой SIM-картой будет регистрироваться в такой сети, передавая уникальную информацию для идентификации и позволяя не только найти пострадавших, но и получить о них дополнительные сведения. Наконец, 5G предлагает более низкую задержку, а в случае высоконагруженных сетей может быть до десяти раз быстрее Wi-Fi.

В самих частных 5G-сетях нет ничего нового. Например, Amazon предлагает сервис AWS Private 5G, а Verizon — и вовсе довольно компактное решение размером с фургон. Правда, до субкомпактных базовых станций на основе Raspberry Pi им очень далеко.

Nokia предложила операторам мобильной связи новые инструменты, которые помогут не только сэкономить на энергоснабжении базовых станций, но и немного заработать за счёт их резервных аккумуляторов. Энергию АКБ можно будет отдавать в часы пиковых нагрузок в магистральные сети, заряжая батареи в моменты, когда энергосети менее загружены, а электричество дешевле. Речь идёт о функции виртуальной электростанции (Virtual Power Plant, VPP).

Впрочем, большую часть времени аккумуляторы будут работать в режиме ожидания, поскольку перебои с электричеством в современных инфраструктурных проектах случаются довольно редко. Основная задумка в том, что управление резервом позволит участвовать в спотовом рынке энергии — если цена на нём будет подниматься выше определённого уровня, ресурсы АКБ можно продавать в сеть в странах, где это разрешено, или питать базовую станцию от АКБ в те моменты, когда стоимость энергии в моменте слишком высока.

Источник изображения: Nokia

Nokia уже провела многократные испытания системы и намерена представить готовое ПО для коммерческого использования в текущем году. Впрочем, некоторые эксперты сомневаются, что идея действительно хороша, поскольку основной целью резервных АКБ является не заработок, а именно защита от перебоев питания. При активной торговле на рынке энергии есть немалый риск, что оборудование в какой-то момент вообще останется без питания. В Nokia же уверены, что её ПО обеспечит рациональный расход энергии, поскольку решение полагается на алгоритмы машинного обучения и прогнозирует спрос не электричество.

Аналогичный VPP проект уже реализуется финским оператором Elisa. Проблема в том, что далеко не все базовые станции имеют резервные АКБ в принципе, а если они и есть, то речь обычно идёт о свинцово-кислотных аккумуляторах, а не литий-ионных вариантах, лучше подходящих для подобного применения. Перевод базовых станций на литиевые батареи может окупиться лишь в течение 3–5 лет благодаря VPP, но вcё это сулит слишком малую прибыль в сравнении с заработком от основного бизнеса операторов, отмечает The Register.

Источник изображения: American Public Power Association/unsplash.com

Впрочем, VPP — это лишь часть стратегии Nokia по повышению энергоэффективности мобильных сетей. Компания также представила функцию глубокого сна для базовых станций, которая отключает ненужные радиомодули при отсутствии трафика абонентов. Также компания применяет ИИ и машинное обучение для конфигурирования и оптимизации работы сети. Наконец, в арсенале Nokia есть решения с СЖО, которые также повышают энергоэффективность оборудования радиодоступа.

В целом идея интеграции АКБ, ИБП или отдельных энергохранилищ с локальными энергосетями не нова. Правда, речь обычно идёт о более крупных объектах, например, о дата-центрах. Такие проекты реализуются Google, Microsoft, Stack и др. Deutsche Telekom тоже строит хранилища общей ёмкостью 300 МВт·ч, но в данном случае они нужны скорее для запасания энергии из «зелёных» источников с нестабильной генерацией.

Пока технология 5G активно масштабируется по всему миру, ведущие игроки на рынке телекоммуникационного оборудования уже полным ходом готовятся к созданию решений на базе 6G. Как сообщает CompsMag, поскольку стандарты для связи новейшего поколения смогут принять уже в 2024 году, японские гиганты Fujitsu и NEC готовят собственные 6G-чипы для базовых станций.

Например, по данным DigiTimes, обе компании спешат разработать собственные микросхемы для такого оборудования — это важный шаг на пути обеспечения самодостаточности и инновационного развития в Восточной Азии. Япония намерена стать одним из ведущих игроков в развитии и распространении технологий 6G.

Переход с 5G на 6G знаменует принципиально важный качественный скачок технологий беспроводных коммуникаций. Хотя технология 5G уже произвела революцию на этом рынке, 6G обещает новые преимущества, от использования частот терагерцового диапазона до чрезвычайно высокой скорости передачи данных, обещающих появление прорывных решений, например, в AR/VR и других сферах. Спрос на такую связь может быть очень высоким уже в ближайшие годы.

Источник изображения: Jackson David/unsplash.com

Решение Fujitsu и NEC инвестировать в собственные чипы отражает их стратегическую позицию относительно эволюции телекоммуникационного рынка. Разрабатывая собственные 6G-микросхемы, компании намерены получить преимущества в области производительности, надёжности и себестоимости предлагаемых систем. Кроме того, технологическая автономность играет чрезвычайно важную роль для любых стран. При этом Япония готова развивать не только рынок собственных телекоммуникаций, но и внести вклад в мировой технологический прогресс.

Впрочем, впереди компании ожидают и определённые трудности. Создание передовых чипов требует больших финансовых вливаний в исследования, разработку и тестирование. Более того, чтобы успешно конкурировать на рынке, следует обеспечить соответствие продукции международным стандартам, которые пока даже не приняты.

Разумеется, соответствующие разработки ведутся не только в Японии. Например, в октябре появилась информация об открытии 6G-лаборатори Nokia в Индии, Россия намерена увеличить инвестиции в создание оборудования 5G и 6G. Подобные сети будут весьма кстати. Ещё в начале прошлого года в Credit Suisse прогнозировали, что в ближайшие 10 лет трафик вырастет минимум в 20 раз.

Компания «Иртея» (дочерняя структура МТС), по сообщению газеты «Коммерсантъ», в наступающем году организует производство российских базовых станций 5G и 4G на мощностях томского предприятия «Микран». В I полугодии 2024-го тестирование оборудования планируется начать на сетях связи МТС в Москве и Подмосковье.

«Иртея» занимается разработкой решений 4G/5G на архитектуре OpenRAN. Ранее говорилось, что «Иртея» и МТС подписали форвардный контракт на поставку 20 тыс. базовых станций до 2030 года. Около месяца назад стало известно, что в «Иртею» перешли более 30 сотрудников «Сколтеха», которые специализируются на оборудовании OpenRAN.

Как сообщил генеральный директор «Иртеи», в 2024 году на «Микране» планируется произвести около 1 тыс. базовых станций стандартов 4G и 5G. В дальнейшем компания рассчитывает поднять ежегодный объём выпуска до 5–10 тыс. единиц. Стоимость базовых станций не раскрывается. По мнению участников рынка, цена может варьироваться от 1,5 до 2,5 млн руб. в зависимости от комплектации. По данным «Коммерсанта», прототип базовой станции «Иртеи» доступен для изучения, а некоторые сотовые операторы заявляют о готовности начать тестирование этого оборудования.

Источник изображения: pixabay.com

Фактический спрос на коммерческие образцы, по мнению экспертов, будет зависеть от регулирования рынка и критериев признания оборудования отечественным. Дело в том, что в существующих прототипах станций «Иртеи» доля зарубежных компонентов превышает 90 %. А поэтому с признанием таких устройств российскими могут возникнуть сложности, хотя компания планирует наращивать уровень локализации оборудования.

Оператор Vodacom, действующий на территории Южной Африки, наметил планы борьбы с участившимися кражами аккумуляторов, питающих базовые станции и иные инфраструктурные объекты. По данным DataCenter Dynamics, ежемесячно в регионе регистрируется 15–28 инцидентов вандализма, связанных с мобильной инфраструктурой, АКБ крадут по 18–30 раз в месяц.

В ЮАР у Vodacom есть 45 млн абонентов, и после каждого инцидента без коммуникаций остаются тысячи человек, а стоимость восстановления связи обходится в лучшем случае в несколько тысяч долларов. Проблема тесно связана с перебоями в электросетях страны и только усугубляет ситуацию — Vodacom Central Region стала использовать резервные источники питания и генераторы для подстраховки, после чего преступники стали красть аккумуляторы, генераторы, кабели и другое вспомогательное оборудование.

Источник изображения: Sergio-sq/pixabay.com

Только в мае государственная энергоснабжающая компания Eskom предупреждала, что, возможно, число перебоев с подачей энергии вырастет этой зимой (с июня по август) до беспрецедентного уровня, поскольку в Южной Африке продолжается энергетический кризис. В Eskom предупреждали, что отключения за 32-часовой цикл могут достигнуть 16 часов. В Vodacom уже объявили, что усилили меры безопасности на площадках с базовыми станциями, установив камеры видеонаблюдения. Кроме того, начался монтаж станций в антивандальных контейнерах с сигнализаций.

Также указывается, что некоторые преступники уже предстали перед судом и приговоры за порчу инфраструктуры весьма жёсткие. Например, в мае 2022 года за кражу аккумуляторов базовых станций трое преступников приговорены к 15 годам тюрьмы за каждый эпизод, каждый получил по 30 лет заключения. Аналогичные приговоры выносятся и за кражу генераторов — ущерб для оператора в таких случаях иногда составляет десятки тысяч долларов.

Это не единственная проблема телеком-корпораций в Африке и далеко за её пределами. Так, в Ботсване оператор Botswana Telecommunications Corporation (BTC) наметил планы отказа от медных компонентов в своём оборудовании из-за участившихся краж. Проблема коснулась даже относительно благополучных стран вроде Великобритании — в прошлом месяце преступники оставили без интернета Оксфордшир, украв 500 м медного кабеля, причём это далеко не первый случай.

Японский телекоммуникационный оператор KDDI выбрал шведскую компанию Ericsson в качестве партнёра для развёртывания первых в Японии подземных базовых станций 5G, сообщил ресурс DatacenterDynamics.

Как и везде, в Японии большинство базовых станций связи установлены на отдельных башнях или крышах зданий для обеспечения связи на больших территориях. Вместе с тем существуют ограничения на установку базовых станций в живописных местах. В июле 2021 года Министерство внутренних дел и коммуникаций Японии (MIC) ввело в действие новые регуляции, что сделало возможным строительство и эксплуатацию подземных базовых станций.

Источник изображения: Ericsson

Ericsson сообщила, что подземные базовые станции позволят провайдерам связи размещать оборудование в существующих подземных пространствах, а оптоволоконные сети и силовая инфраструктура будут подключаться на уровне поверхности земли, что обеспечит возможность беспроблемного получения разрешения на установку и быстрого развёртывания, гарантируя при этом отсутствие визуального воздействия на городской ландшафт.

По словам Ericsson, её подземные антенны способны работать в ограниченном пространстве, например, в канализационных люках, где установка стандартных базовых станций невозможна. Благодаря установке под землёй, антенна обеспечивает оптимальные характеристики излучения (MIMO) в условиях плотной застройки, и при этом менее чувствительна к ветровой нагрузке. KDDI отметила, что подземные базовые станции могут быть развёрнуты на улицах, площадях, в торговых центрах и других местах, где разрешение на установку наружных антенн невозможно получить.

Одноплатные мини-модули Raspberry Pi подчас находят применение в самых неожиданных областях. И не только в DIY-проектах — так, крупный телеком-провайдер Vodafone продемонстрировал прототип компактной 5G-соты на базе Raspberry Pi 4. Новинка позволяет быстро развернуть частную сеть и при этом не занимает много места, что делает её подходящей для малых предприятий.

Изображения: Vodafone

Частная мобильная сеть — удовольствие, как правило, не из дешёвых, поэтому такие решения обычно актуальны для крупного бизнеса. Vodafone хочет демократизировать эту технологию, сделав её доступной 22 млн малых и средних предприятий по всей Европе. Размеры устройства сопоставимы с таковыми у обычных домашних маршрутизаторов, оно не требует монтажа в стойку и специфических условий по питанию и теплоотводу, что делает его подходящим практически для любого сценария использования, от установки в кафе до расширения покрытия существующей сети на подвальные помещения.

Внутри установлен микрокомпьютер Raspberry Pi 4 с дополнительной платой SDR-радиотрансивера от Lime Microsystems, поддерживающего возможности 5G. Последняя и есть самое главное в новинке — эта плата может превратить в малую базовую станцию 5G практически любую вычислительную платформу, включая разнообразные одноплатные мини-ПК.

Решение Vodafone может работать как в качестве основной или расширяющей покрытие базовой станции частной сети, так и в качестве шлюз к публичной 5G-сети Vodafone. Система полностью совместима со спецификациями Open Radio Access Network и сможет работать с любым ПО, разработанным в рамках Open RAN. Пока речь идёт о прототипе, но Vodafone считает, что потенциал у устройства велик и приглашает к сотрудничеству заинтересованных производителей.

Финский оператор мобильной связи и телекоммуникационных сервисов Elisa получит от государства €3,9 млн на создание распределённого энергохранилища (Distributed Energy Storage, DES) в своей сети. Как сообщает DataCenter Dynamics, в случае необходимости энергия будет передаваться и местным электросетям. Выделенный финскими властями грант позволит создать крупнейшую в Европе «виртуальную электростанцию», позволяющую рационально расходовать энергию и управлять энергохранилищами. По данным оператора, это крупнейший проект такого рода в Европе.

Финансирование осуществляется в рамках финской программы продвижения проектов, связанных с «зелёной» энергетикой — Recovery and Resilience Plan. Elisa уже протестировала новое решение на 200 базовых станциях. По данным компании, использование DES поможет снизить расходы на электричество. Система уже получила предварительное одобрение финского оператора электросетей Fingrid. Грант позволит создать виртуальное энергохранилище ёмкостью до 150 МВт·ч, что является крупнейшим европейским проектом в области систем хранения энергии, даже в сравнении с проектами централизованных хранилищ.

Фото: Jonathan Borba / Pexels

DES использует ИИ и машинное обучение, позволяющие оптимизировать использование электроэнергии базовыми станциями и эффективно управлять циклами заряда/разрядки аккумуляторов таким образом, что это позволит превратить резервные источники питания сети базовых станций в «виртуальную электростанцию», способную делиться энергией с операторами местных сетей электропередач в случае непредвиденного повышения нагрузки.

Новое решение обеспечит в некоторых случаях альтернативу ископаемому топливу и поможет электросетям, нуждающимся в дополнительных источниках возобновляемой энергии. Считается, что система не только повысит устойчивость сетей связи, но и поможет сэкономить на электричестве, а также будет способствовать достижению нулевых выбросов парниковых газов, поощряя наполнение энергохранилищ из возобновляемых источников.

Российские мобильные операторы рассматривают возможность использования на своих сетях оборудования индийских, израильских, турецких и китайских (помимо ZTE и Huawei) производителей. Но сначала иностранным производителям необходимо решить вопросы с ограничением по совместимости с действующими в России сетями, сообщает «Коммерсант».

Данные о том, что российские компании ввозят в Россию новые зарубежные базовые станции, зафиксированы в едином реестре сертификатов соответствия, где отметились решения JRC (Япония), HTC Corporation (Тайвань) и Telrad (Израиль). Однако как минимум часть таких решений преднзначена скорее для развёртывания малых, частных или временных сетей 4G. В «Tele2» сообщили, что протестировали некоторые образцы телеком-оборудования из Индии, Китая и Турции.

Изображение: Telrad

Как сообщалось ранее, практически вся инфраструктура российских операторов построена на зарубежном «железе» — 60 % приходится на решения ушедших Ericsson и Nokia, а оставшаяся доля принадлежит значитально сократившей присутствие в России Huawei и отмалчивающейся относительно дальнейших планов на российском рынке ZTE.

Поддержку уже задействованного оборудования вышеперечисленные компании сохранили, но из-за отсутствия стабильных поставок российские операторы по итогам 2022 года сократили объемы установок новых станций более чем на 60 % год к году. Разработкой отечественных базовых станций занимается YADRO: компания выступает одним из исполнителей правительственной дорожной карты по развитию мобильных сетей связи и уже заключила форвардные контракты с «Мегафоном», «Вымпелкомом» и «Ростелекомом». Серийное производство должно начаться в 2025 году.

«МегаФон», по сообщению газеты «Ведомости», заключил форвардный контракт с группой компаний Yadro на поставку отечественных базовых станций для сотовых сетей GSM (2G) и LTE (4G). Кроме того, аналогичное соглашение с Yadro подписал оператор «Ростелеком».

Финансовые условия договоров не раскрываются. Но как сообщил президент «Ростелекома» Михаил Осеевский, речь идёт о десятках миллиардов рублей. Поставки оборудования радиодоступа операторского класса планируется начать в 2025 году. При этом предусмотрены промежуточные этапы испытаний.

«На создание системных решений, которые включают базовые станции стандартов GSM и LTE, контроллеры базовых станций стандарта GSM, системы управления и мониторинга (NMS), программное обеспечение и другие компоненты, уйдёт не менее трёх лет. Мы рассчитываем выпустить первые поколения оборудования в серийное производство в 2025 году», — рассказали в компании Yadro.

Источник изображения: pixabay.com

По имеющимся данным, контракты Yadro с «МегаФоном» и «Ростелекомом» могут предусматривать поставку по 10 тыс. базовых станций. Эти решения позволят продолжить расширение и поддержку сотовой инфраструктуры в условиях нехватки зарубежного телекоммуникационного оборудования.

Ранее сообщалось, что российские операторы выбрали прототипы отечественных базовых станций в рамках механизма индустриальных центров компетенций (ИЦК). Как рассказали в «Ростелекоме», это подсистема базовых станций стандартов 2G/4G/5G операторского класса, а также базовая станция стандарта 2G/4G для проекта по устранению цифрового неравенства и корпоративных сетей связи. Кроме того, должно быть разработано ПО ядра сети. Стоимость этих проектов оценивается суммарно в 30 млрд руб.