За последнее десятилетие глобальный спрос на быстрый и надежный Интернет значительно вырос. Это связанно с массовой интеграцией во все сферы мировой экономики передовых информационных технологий, использующих высокоскоростные беспроводные (мобильные) решения. А развертывание мобильных сетей 5G, обеспечивающих сверхвысокую пропускную способность и низкую задержку передачи данных способствует этому, одновременно создавая конкуренцию фиксированному широкополосному доступу на оптоволокне (ШПД). По данным международной ассоциации операторов связи GSMA в 2024 году средняя скорость загрузки в сетях 5G составляла около 230 Мбит/с, что более чем в пять раз превышает тот же показатель для мобильных сетей 4G. И она продолжает расти. Тем не менее существует ряд проблем, сдерживающих процессы внедрения мобильной связи пятого поколения, одной из которых является высокая стоимость развертывания и модернизации инфраструктуры 5G. Учитывая значительный объем капитальных затрат телекоммуникационных компаний и отсутствие роста прибыли по сравнению с вложенными инвестициями, развертывание 5G-сетей в некоторых странах идет не большими темпами.
На сегодняшний день только три страны, такие как Республика Корея, Норвегия и Китай не снижают темпы внедрения сетей мобильной связи пятого поколения. Так в 2024 году, в этих странах было развернуто более 200 базовых станций на 100 тысяч человек населения.
Подробнее о частных сетях 5G вы можете прочитать в статье в нашем сообществе ВК.
Таким образом, несмотря на первоначальные высокие темпы внедрения и положительные прогнозы использования инновационных технологий, к началу 2024 года более 100 стран мира не имели введенных в эксплуатацию коммерческих сетей 5G.
В настоящее время мобильные операторы с целью снижения затрат и получения коммерческой выгоды разворачивают 5G-сети в основном в крупных городах с максимальной концентрацией абонентов. Кроме этого, многие телекоммуникационные компании проводят мероприятия по адаптации и интеграции комплексных сетевых подходов, таких как концепция Интернета вещей (IoT) и развертывание частных 5G-сетей (Private 5G, P5G) на промышленных предприятиях, транспорте и в здравоохранении. В связи с этим возникла ещё одна проблема – недостаточность обслуживания отдаленных областей, где прокладка и эксплуатация оптоволокна, а также развертывание мобильных сетей невозможна по техническим и экономическим причинам. Неохваченными оказываются в основном пригородные и сельские районы. Всё это приводит к увеличению цифрового неравенства в области связи между мегаполисами и удаленными территориями.
Оптимальным решением этой проблемы стала 5G-технология фиксированного беспроводного доступа (Fixed Wireless Access, 5G FWA) в сеть Интернета для домов или предприятий без прокладки оптоволокна и кабелей, обеспечивая канал передачи данных от аппаратной части провайдера до оборудования клиента (так называемая «последняя миля»). Это позволяет сетевым операторам предоставлять сверхскоростной широкополосный доступ в пригородные и сельские районы, где стоимость прокладки оптоволокна или обслуживания оптоволоконных линий высока.
Ранее телекоммуникационными компаниями уже предпринимались попытки предоставления беспроводной фиксированной широкополосной связи в таких технологиях как WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) и LTE (Long-Term Evolution), но все эти инициативы были спектрально неэффективны и неспособны обеспечить скорости, необходимые для конкуренции с проводными широкополосными соединениями. Кроме этого, они требовали строительства новой сетевой инфраструктуры и дорогостоящего фирменного оборудования.
В отличие от WiMAX и LTE, 5G FWA использует стандартную архитектуру мобильных сетей и общие с ними сетевые элементы, обеспечивая высокоскоростную передачу данных с малой задержкой в диапазонах частот от среднего (3,4–3,8 ГГц) до миллиметрового (от 24,25 до 27,5 ГГц), предоставляя услуги доступа к сети Интернет частным абонентам и корпоративным клиентам. Благодаря этому FWA может стать конкурентоспособной альтернативой фиксированным цифровым линиям DSL (Digital Subscriber Line), а также кабельной и оптоволоконной связи. Ожидается, что в дальнейшем скорость передачи данных в технологии FWA на основе 5G увеличится до нескольких Гбит/с, что соответствует параметрам существующей оптоволоконной технологии. Такой результат будет достигнут за счет расширения спектральной емкости, используя диапазоны миллиметровых волн (28 ГГц, 37 ГГц, 39 ГГц и т. д.).
Появление 5G FWA не только преображает телекоммуникационную отрасль, но и оказывает влияние на другие отрасли и сообщества. Так, в секторе здравоохранения FWA играет важную роль в расширении телемедицины поскольку всё больше поставщиков медицинских услуг предлагают удаленные консультации, мониторинг и диагностика, где решающее значение имеет надежное подключение к сети Интернет. FWA обеспечивает полосу пропускания, необходимую для проведения видеоконференций, передачи данных в реальном времени и облачных медицинских систем.
В образовании – удаленное, электронное обучение. Гарантированный доступ к онлайн-занятиям и академическим ресурсам.
Другие секторы, такие как сельское хозяйство – использует интеллектуальное земледелие, производство – автоматизация заводов и фабрик, розничная торговля – позволяет предприятиям электронной коммерции улучшить связь и качество обслуживания клиентов.
В сочетании с новейшими технологиями Wi-Fi 7 (802.11be) FWA может обеспечить повышенный уровень общей производительности. Wi-Fi 7 предоставляет более широкие каналы, высокую скорость передачи данных и многоканальное управление (Multi-Link Operation, MLO), что повышает эффективность сети при минимизации задержек. В результате FWA гарантирует стабильное высокоскоростное соединение между несколькими устройствами, обеспечивая бесперебойную работу в режиме онлайн для потоковой передачи видео, игр и управления устройствами Интернета вещей для «умного дома».
Технология FWA доказывает свою эффективность во многих отраслях промышленности, обеспечивая высокоскоростное, масштабируемое и надежное подключение к Интернету без необходимости в традиционной инфраструктуре.
Кроме этого, FWA-устройства значительно сократили расходы телекоммуникационных компаний за счет использования существующей инфраструктуры. Новые приборы доступны для потребителей, предлагая простые в настройке и самостоятельной установке соединения.
Прогнозируется, что к 2026 году глобальные доходы от FWA превысят 20 миллиардов долларов США, а рынок оборудования будет показывать экспоненциальный рост номенклатуры производимых моделей в течение следующих пяти лет, поскольку появление новых устройств станет экономически эффективной альтернативой широкополосной связи на основе оптоволокна. На сегодняшний день уже выпускаются по восемь новых моделей в квартал. Производителей FWA-оборудования уже довольно много. Крупнейшими из них являются (с долей рынка): Maxcomm (5.35%), Huawei (4.56%), Seowon Intech (4.21%), BEC Techologies (3.39%) и д.р.
Исходя из этого, фиксированный беспроводной доступ стал одним из эффективных форматов применения 5G. Так, по состоянию на 2024 год проникновение 5G FWA в таких странах как Кувейт, Саудовская Аравия, ОАЭ, Австрия, США, Германия и Австралия, превысило отметку в 5% домохозяйств. Но для большинства рынков уровень распространения 5G FWA остается низким, что дает существенное пространство для дальнейшего роста и развития.
По прогнозам специалистов, количество подключений 5G FWA в 2025 году во всем мире составит 8,7 млн. Только в США на долю FWA будет приходиться 40% всех широкополосных подключений. А к 2029 году глобальный рынок FWA их число достигнет 300 миллионов.
Использование миллиметровых частот может повлечь за собой снижение качества сигнала на больших расстояниях, что делает его более восприимчивыми к помехам, создаваемым физическими препятствиями, такими как здания, растительность или даже сильный дождь. Большинство ранних FWA-устройств были разработаны для размещения внутри помещений. Стекло и бетон снижали скорость передачи данных для конечного пользователя. В городских условиях помехи от других беспроводных устройств, соседних базовых станций или бытовых приборов также снижают производительность FWA. Однако современные технологические инновации привели к значительным улучшениям во всех этих областях, повысив производительность, надежность и простоту развертывания. Уже разработаны устройства для самостоятельной установки наружной антенны, которые не только устраняют проблемы с физическими препятствиями, но и необходимость в комплексной технической поддержке на месте, что значительно сократило затраты на развертывание. Оборудование поставляется с мобильным приложением, облачной системой управления и оптимизацией на основе искусственного интеллекта для улучшения самостоятельной установки. Пользователь может удаленно управлять своими интеллектуальными устройствами, практически меняя направление антенны для усиления сигнала, а встроенные алгоритмы динамически оптимизируют его, тем самым увеличивая скорость передачи до максимальных значений. Это делает технологию доступной для более широкой аудитории и позволяет большему числу потребителей воспользоваться преимуществами расширенных возможностей подключения.
Одним из основных условий сохранения экономической эффективности является правовое регулирование и ослабление ограничений со стороны государственных и местных органов на получение телекоммуникационными компаниями необходимых разрешений для установки необходимого оборудования
Правительства, поставщики услуг, производители оборудования и полупроводниковых приборов ведут работу по разработке единого стандарта 5G в рамках набора согласованных на глобальном уровне миллиметровых диапазонов. Стандартизация технологии позволит создать надежную экосистему поставщиков, что поможет снизить затраты.
Таким образом, технология FWA продолжает развиваться. В дальнейшем она будет иметь важное значение в расширении доступа не только 5G, но и 6G по всему миру, предоставляя высокоскоростной Интернет и сокращая цифровой разрыв в удаленных районах. А с улучшением производительности FWA займет свою сферу использования, особенно в бизнес- и корпоративном секторах.
Больше полезной информации об ИТ и ИБ — в наших соцсетях:
Telegram
ВКонтакте
Одноклассники
vc.ru