Технологии совместного использования спектра, такие как CBRS, — ключ к более надежным беспроводным сетям

По мере того, как мир становится все более зависимым от беспроводных устройств, сетей и услуг, становится очевидным одно: открытый радиочастотный спектр — то есть пространство, в котором могут передаваться беспроводные сигналы — является невероятно ценным активом. Давние наблюдатели и участники телекоммуникационной отрасли уже давно знают об этом, но события, подобные пандемии COVID-19, заставляют гораздо более широкую аудиторию людей — всех, начиная от лидеров технологической отрасли, правительственных чиновников и даже технически грамотных потребителей — понять его важность.

Проблема заключается в том, что в такой стране, как США, имеющей невероятно долгую и богатую историю инноваций в области беспроводной связи — от первых дней эфирного радио- и телевещания через эпоху радиостанций CB до современных сотовых сетей 5G — некогда открытые дороги для передачи радиосигналов стали такими же загруженными, как автострады в часы пик в больших городах. И так же, как не существует простых решений для борьбы с пробками на дорогах, поиск способов передачи значительно больших объемов и типов беспроводных данных через физически ограниченную емкость жизнеспособного радиочастотного спектра является проблемой. (Если вы хотите узнать больше о проблемах частот и радиочастотного спектра, ознакомьтесь со статьей «The 5G Landscape, Part 2: Spectrum and Devices», где дается подробное объяснение на простом английском языке). Технологии совместного использования спектра

К счастью, более 10 лет назад члены Федеральной комиссии по связи США (FCC) и другие правительственные чиновники предвидели некоторые из этих проблем перегрузки радиочастотного спектра и начали работу над экспериментальным проектом, который позволит использовать частоты, которые обычно ограничены для использования одной конкретной компанией, правительственным агентством или отраслью, совместно со многими различными компаниями. Первым плодом этого 10-летнего эксперимента по разделению спектра стала новая радиослужба CBRS (Citizens Broadband Radio Service), которая, несмотря на похожее название, не имеет абсолютно ничего общего с радиостанциями CB, часто используемыми дальнобойщиками. CBRS также носит более дружелюбное (хотя все еще слегка туповатое) название OnGo. Она использует сложную технологию нормирования сигнала для динамического распределения до 150 МГц радиочастотного спектра, который ранее был выделен только для ВМС США, между двумя потенциальными уровнями пользователей: компаниями, которые платят за специальную лицензию привилегированного доступа (PAL) и общего разрешенного доступа (GAA) для общего нелицензированного использования, подобно тому, как сегодня работает WiFi (см. подробнее «CBRS против C-диапазона: осмысление среднечастотного диапазона 5G»).

Детали того, как все это работает, могут быстро усложниться, но суть в том, что технологии совместного использования спектра, обеспечивающие CBRS, служат новым средством высвобождения некоторых ценных активов спектра. Ожидается, что эти активы будут использоваться для создания новых типов продуктов и услуг — например, частных сотовых сетей для компаний — и для повышения надежности существующих сетей. Большинство первоначальных усилий по использованию CBRS будут использовать преимущества беспроводных сетей и технологий 4G LTE, но поскольку частоты CBRS (между 3,5 и 3,7 ГГц) находятся в очень желанном «среднем диапазоне» частот 5G, ожидается, что переход к их использованию для 5G произойдет быстро.

Одна важная дополнительная деталь о передатчиках с поддержкой CBRS, не упоминавшаяся ранее, заключается в том, что существует два различных типа: Класс А, который ограничен мощностью передачи в 1 ватт и предназначен в основном для использования внутри помещений, и Класс В, который допускает мощность передачи до 50 ватт и, как ожидается, будет использоваться больше для наружных приложений. Более высокий уровень мощности означает, что радиостанции CBRS потенциально могут быть использованы для дополнения пропускной способности существующих сотовых беспроводных сетей. Сложность для операторов заключается в том, что этим летом на аукцион будет выставлено более 22 600 отдельных лицензий CBRS PAL в каждом округе. Объединение всех необходимых сигналов CBRS и сигналов традиционных макросотовых вышек в единую унифицированную услугу будет нелегким делом, но это, безусловно, представляет собой важную возможность для операторов связи увеличить пропускную способность своих сетей.

«Что важно знать о ключевых технологиях разделения спектра, которые… позволяют использовать CBRS, так это то, что точно такие же принципы и технологии могут быть использованы в других частотных диапазонах».

Что также важно знать о ключевых технологиях разделения спектра, которые были разработаны такими компаниями, как Federated Wireless и Commscope для обеспечения CBRS, так это то, что точно такие же принципы и технологии могут быть использованы в других частотных диапазонах. Фактически, правительство США находится в процессе исследования еще нескольких полос спектра, расположенных прямо под текущим диапазоном CBRS, которые также потенциально могут быть использованы совместно. К счастью, 10 лет напряженной работы по созданию CBRS уже завершены, поэтому, как только услуги на базе CBRS станут более доступными в конце этого года и технология зарекомендует себя на практике, мы сможем увидеть гораздо более быстрое развертывание этих технологий в новых диапазонах частот. Это, в свою очередь, позволит критически необходимо увеличить общую пропускную способность для крупных телекоммуникационных компаний и других поставщиков услуг, а также для других новых видов бизнеса.

Как ясно показал кризис COVID-19, необходимость в сильной, надежной сетевой инфраструктуре имеет решающее значение для функционирования не только нашей экономики, но и общества в целом. Технологии, позволяющие разумно распределять драгоценные ресурсы спектра, которые нам всем необходимы, могут оказать заметное влияние на надежность этих сетей, поэтому будем надеяться, что они начнут использоваться значительно шире.

Раскрытие информации: TECHnalysis Research является консалтинговой компанией, занимающейся исследованиями рынка технологической отрасли, и, как и все компании в этой области, работает со многими поставщиками технологий в качестве клиентов, некоторые из которых могут быть указаны в этой статье.