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»
    86,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Похожие публикации

    Комментарии 15

      +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?
                                0
                                У меня модем 4g
                                Со вчерашнего дня вместо некоторых сайтов стал открываться ваш сайт мегафон, вот эта страница lk.megafon.ru/wp/notification/fee

                                Что-то пошло не так!

                                Сервис временно недоступен. Приносим свои извинения за доставленные неудобства, проблема будет исправлена в ближайшее время.

                                ============
                                Что за безобразие и когда это исправят?

                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                Самое читаемое