Стільникові мережі: від 4G до 5G. Погляд з боку MediaTek

LTE – все. Ні, нічого страшного не сталося: ніхто мережі четвертого покоління забороняти не планує, будь-яких проблем в їх роботі не виявлено, далі все буде тільки краще, масовішим і швидше. Однак подальший розвиток стандарту фактично не планується, індустрія вже готова до початку розробки, а потім і до освоєння нових поколінь стандартів.

Готова настільки, що традиційний щорічний LTE World Summit в цьому 2016 році виявився останнім  заходом з такою назвою, далі буде 5G World Summit, який в цьому році йшов паралельно з «основним» заходом, як його частина.

Але лякатися різких змін не варто. Зрештою, мережі четвертого покоління все ще розгорнуті не скрізь, зустрічається в продажу обладнання, їх зовсім не підтримує, і т. д. І т. п. Просто розвиток змінилося впровадженням. А впровадження мереж п’ятого покоління почнеться в районі 2020 року. Точніше, деякі напрацювання ще до цього увійдуть в розширення 4G, потім їх буде ставати все більше, а потім самі не помітимо, як освоїти в новому світі.

Читайте також > Як підсилити 3G сигнал

Що такі переходи означають для індустрії? Потенційну зміну лідерів ринку. Наприклад, багато виробників телефонів «проґавили» початок впровадження смартфонів, і більше про них ніхто не згадує. А бум смартфонів показав, що при зростанні попиту на ARM-процесори не всі виробники можуть забезпечити потрібні обсяги виробництва з необхідною ціною та іншими характеристиками, так що ми втратили, наприклад, одного з найстаріших і найбільших їх виробників. Та й у інших виробників чипів подібні процеси спостерігалися завжди. Словом, зміна стандартів – нові можливості для виробників: хтось із них «осідлає» нові технології і зміцнить своє становище, хтось втратить темп, що може скінчитися навіть вильотом з ринку.

Тому завжди цікаво, як до таких пертурбацій підходять найбільш молоді й амбітні гравці: як вони бачать розвиток ситуації, до чого готуються. Ось, наприклад, MediaTek: буквально з десяток років тому про компанії мало хто знав, але до кінця нульових вона увійшла до двадцятки найбільших виробників напівпровідникової продукції, а попит на бюджетні смартфони та планшети швидко зробили марку дуже впізнаваною, оскільки більшість такої продукції побудовано на її чипах. Втім, сучасні SoC MediaTek підходять і для не зовсім бюджетних, і для зовсім не бюджетних пристроїв, але все ж саме бюджетні рішення продовжують залишатися істотним ринком для компанії.

В таких умовах начебто загравати з новими технологіями не прийнято – занадто повільно це окупається. З одного боку. З іншого – читаємо сказане вище: піймавши новий тренд, можна зміцнити своє становище у всіх сегментах ринку, в тому числі і захопивши нові. Тому подивимося на майбутнє очима MediaTek – як його оцінює компанія. У цьому нам допоможе презентація Зигмунда Редлі, озвучена ним на LTE World Summit 2015.

Отже, щоб зрозуміти, про що мова, почнемо з еволюції пристроїв. У доісторичному минулому всі вони були незалежними один від одного, для отримання будь-якого результату потрібно було потурбуватися цим і свідомо натиснути кнопку, а інтернет-сервіси були рудиментарні і прив’язані до додатків: потрібна електронна пошта – використовуємо відповідну програму, для перегляду сайтів – використовуємо відповідну програму, для завантаження файлів … ну да – використовуємо відповідну програму. Існував обмежений набір сервісів і обмежений набір програм, які з ними працюють.

Огляд > Репітер Llintratek KW20L-GSM

Середня частина слайда – поточний стан справ в результаті смартфонів революції (стаціонарні комп’ютери в ній, звичайно, теж взяли участь, але в меншій мірі). Пристрої як і раніше залишаються самостійними, але вже взаємодіють з хмарними сервісами. При необхідності додавання нових програм ми отримуємо їх за допомогою все тих же хмарних сервісів. Всі дані та інше – теж з хмар.

І нарешті, в «новому світі» фактично не залишиться окремих пристроїв – все стане хмарами. Правда, користувачі цього вже можуть і не помітити, оскільки для них, на перший погляд, нічого не зміниться – так і залишаться пристрої і сервіси. Просто пристрої навчаться взаємодіяти один з одним, самостійно обмінюватися інформацією і програмами, об’єднувати зусилля для вирішення завдань.

Наприклад, немає у вас в смартфоні датчика вологості, а в погодної станції є – якщо це дозволено, смартфон сам здогадається зв’язатися зі станцією і буде вам показувати вологість в квартирі не гірше погодної станції. Це і зараз можна, але потрібно поставити спеціальну програму, зв’язати пристрої між собою – словом, зробити багато ручної роботи. У майбутньому всі такі речі стануть прозорими.

Власне, а навіщо нам потрібен новий світ, якщо і в старому непогано? Проблема в тому, що пристроїв навколо стало занадто багато. Всі вони корисні, все мають масу функцій, але їх багато. Налаштовувати та обслуговувати кожне – ще півбіди, але коли потрібно налагодити взаємодію між усіма, щоб допомагали і доповнювали один одного – ось це складно і незручно. І добре ще смартфон з планшетом зв’язати – а десяток датчиків, розкиданих по будинку змусити віддавати їм інформацію? Саме тому потрібно єдине і зручне рішення і нові мережі для передачі інформації. Орієнтовані навіть не на користувача, а на пристрої.

Чи можуть це бути стільникові мережі? А чому б і ні? Як бачимо, вони постійно еволюціонують. Почали ми з першого покоління мереж, взагалі зробили мобільну телефонію можливою. Мережі другого покоління, якими досі користуються в багатьох місцях, додали можливості глобального роумінгу і передачі будь-яких даних, чого, до речі, багатьом користувачам досі досить.

Третє покоління мереж наповнило змістом вираз «мобільний інтернет», а четверте – зробило його потенційно ідентичним будь-якого іншого інтернету. Але завжди між поколіннями було приблизно 10 років, а з моменту запуску кожної технології до початку її масового повсюдного використання проходить 20 років. Інтерполяція неминуче призводить до того, що пора готуватися до мереж п’ятого покоління в 2020 році, не забуваючи про доробки покоління четвертого – 2020 року ми як раз «вичавимо» все з третього :)

Тому ні про яке миттєвому переході мови йти не може – багато напрацювань, призначені для мереж п’ятого покоління, можна буде поступово впроваджувати і в 4G. Наприклад, інтеграція стільникових мереж з Wi-Fi, мікростільники, та й власне комунікація пристроїв один з одним: все це можна починати відточувати вже в рамках 4G, готуючи протоколи, обладнання та програмне забезпечення.

Але дещо в побудові нових мереж повинно змінитися безповоротно і радикально. Зокрема, в попередніх поколіннях стільникових мереж (аж до 4G) пристрої зв’язувалися виключно і безпосередньо з базовими станціями. Це викликало серйозну проблему: при роботі на низьких частотах можна було легко забезпечити гарне покриття, але «впихнути» в вузький частотний діапазон багато не виходило, а збільшення частот призводить до різкого зниження ефективної дальності роботи. Замкнуте коло. Але тепер згадуємо, що одним з основних завдань впровадження мереж п’ятого покоління є допомога у зв’язку безпосередньо між пристроями.

Значить, немає необхідності підтримувати канал між кожним з них і базовою станцією, а можна використовувати ретрансляцію сигналів. Власне, це ми і отримаємо: якщо LTE в подальшому буде працювати з смугами частот до 6 ГГц, то cmWave – від 6 до 30 ГГц, mmWave – з ще більш широкими, аж до 100 ГГц. Це дозволить на невеликих відстанях підтримувати швидкості до декількох гигабіт на секунду, що в принципі, звичайно не потрібно «поодиноким» пристроям. Ну а для «далекого» зв’язку можна спокійно використовувати як ретранслятор сигналу, так і звичні вузькі частотні діапазони – їм вистачить.

Для чого взагалі все це затівається? Стандартний і улюблений останнім часом виробниками приклад – автомобільна тематика. І навіть не необхідність всередині автомобіля контролювати масу датчиків, для чого ставляться все більш потужні бортові комп’ютери, а таке світле майбутнє, як автоматичне керування.

Чим тут можуть допомогти нові технології? Забезпечити зв’язок між автомобілями і стаціонарними датчиками. Це дозволить бортовому комп’ютеру в будь-який момент часу в точності «знати» конфігурацію дороги і місце розташування інших учасників руху, а значить – безпечно керувати машиною. І робити це він буде навіть краще, ніж людина – ми, наприклад, можемо оцінювати відстані або швидкості тільки «на око», так що завжди є ймовірність щось не помітити або помилитися. Комп’ютера це не потрібно – він в будь-який момент може «запитати» у автомобіля на сусідній смузі, з якою швидкістю той рухається, і в залежності від цього приймати рішення про перестроюванні.

Але для всього цього треба мати потужну мережу вздовж дороги, велика частина якої «назовні» працювати не зобов’язана – дані з багатьох датчиків дуже важливі в 10 метрах від них, але нікому не цікаві в 10 км. Тому існуюча топологія стільникових мереж для підтримки такої інфраструктури підходить не найкращим чином, а 5G для цього і робиться.

В кінцевому підсумку отримаємо ми той самий «інтернет речей», про який багато говорять, але поки мало хто уявляє собі його можливості. Причина зрозуміла: ми з ними не дуже добре знайомі, оскільки звикли до «традиційного» підходу, коли потрібно захотіти отримати інформацію і зробити будь-які рухи тіла для її отримання. Датчики є і в сучасному світі, в тому числі і підключаються до інтернету, але поки в їх випадку мережа використовується лише як подовжувач інтерфейсу – щоб людина могла подивитися на термометр, наприклад, не з того ж приміщення, а перебуваючи в 10 кілометрах від нього . Це теж корисно, але слабо пов’язане з майбутнім – в якому всі пристрої завжди будуть «на зв’язку», причому не тільки з користувачами, а й один з одним.

Власне, ось те, що було сказано вище. Традиційна схема роботи має на увазі пасивність всієї «периферії» – вона лише відгукується на одержувані команди. У майбутньому можна буде нехай не позбутися від них, але перевести їх на зовсім інший рівень, оскільки пристрої (аж до банального чайника) стануть досить інтелектуальними, щоб самостійно визначати собі список завдань, розбиратися, з якими ще пристроями їм треба обмінятися даними, і робити це. Коротше, програмістам нудно не буде :) Інженерам теж. А ось користувачам – цілком можливо, що жити стане простіше, оскільки деякі речі взагалі почнуть сприйматися як самі собою зрозумілі.

Залишилося тільки запастися терпінням і трохи почекати – поки йде в основному загальна опрацювання концепцій і стандартів. Початок же впровадження, як уже було сказано вище, заплановано на 2020 й. Довго? Якщо чекати, то так. А якщо розробляти технології, то треба ще, щоб цього часу вистачило :)

Судячи з усього, компанія MediaTek серйозно налаштована вкластися у відведені рамки усіма своїми силами і підрозділами. Причини ми вже озвучили на початку: на етапах зміни технології нерідко виходить так, що «хто перший встав, того і тапки». Хто краще готовий на старті, той отримає найсмачніший шматок. Тим більше, що і конкуренти теж не дрімають, але це вже інша історія.

Поки ж будемо чекати результатів і готуватися до наступного саміту, що, до речі, наблизить нас до Нового Світу ще на рік :). І зрозуміло, ми не упустили можливості поставити кілька запитань Зигмунду Редлі про день сьогоднішній: все-таки ця тема хвилює багатьох навіть більше, ніж світле майбутнє. А сьогодні у нас є LTE як найсучасніший з реалізованих стандартів.

KitGSM: Більшість LTE-терміналів зараз – це телефони та планшети. У той же час, грань між планшетами і ноутбуками поступово стирається, але підтримка стільникових пристроїв в «класичних» ноутбуках була і залишається рідкістю. Чи можлива зміна даної ситуації – наприклад, шляхом насичення ринку комбінованими адаптерами Wi-Fi + LTE за ціною звичайних Wi-Fi-адаптерів?
Зигмунд Редлі: Ми можемо запропонувати всі необхідні для цього технологічні рішення, однак питання більше відноситься до сфери діяльності OEM / ODM-виробників, які і повинні постачати подібні адаптери. Ми можемо зробити рішення на базі наших смартфонах чіпів, але ми не робимо reference-дизайн. Багато виробників якраз спеціалізуються на адаптерах для ноутбуків, але зараз це не наш ринок.
KitGSM: Аналогічне питання про планшети, частина яких до цих пір підтримує тільки Wi-Fi. Чи є у них перспективи, з точки зору MediaTek, або з часом SoC без вбудованої підтримки LTE приречені на вимирання?
Зигмунд Редлі: Ми вважаємо, що в найближчій перспективі даний розклад збережеться по простій причині: підтримувати тільки Wi-Fi – дешевше. А при наявності різниці в ціні багато користувачів готові заощадити, тому поставки достатніх їм рішень триватимуть.
KitGSM: Перші реалізації LTE-рішень відрізнялися вкрай високим енергоспоживанням, так і 3G-модеми до сих пір вважаються вимогливими до харчування пристроями. Чи є у вас інформація про те, як поводяться чіпсети різних поколінь? Чи можна розраховувати на те, що з часом вдасться встановити паритет з Wi-Fi по енергоспоживанню або, хоча б, близько того?
Зигмунд Редлі: Останнє з технічних причин неможливо, тому використання Wi-Fi завжди буде кращим для збільшення автономності пристрою. Що ж стосується першої частини запитання, то основним нашим «помічником» в плані економії енергії є освоєння все більш тонких норм виробництва чіпів. Чіпи, вироблені за технологією 28 нм, не тільки дешевше, ніж 40-нанометрові, але і економічніше за інших рівних. У загальному і цілому за допомогою цього та інших заходів нам зараз вдалося скоротити енергоспоживання на 20%.
KitGSM: Як ви оцінюєте готовність до LTE в різних регіонах і країнах? Чи є «швидкісне» розшарування між Азіатсько-Тихоокеанським регіоном і, наприклад, ЕМЕА? Як на цьому тлі виглядає Росія?
Зигмунд Редлі: У мене немає такої інформації, але в цілому можу сказати, що з технологічної точки зору різниці між використовуваними в різних регіонах платформами практично немає. Основний вплив на швидкість з’єднання робить політика операторів і інші супутні фактори. Ми свою частину роботи зробили, а далі вже все залежить не від постачальників обладнання. Тобто, зрозуміло, з точки зору користувача різниця між різними регіонами і навіть частинами регіону може спостерігатися, але вона не відноситься до технологічної області.
KitGSM: Яку частку займають LTE-рішення в поставках чіпсетів MediaTek для смартфонів?
Зигмунд Редлі: В минулому році ми продали близько 30 мільйонів SoC з підтримкою LTE, але це склало лише близько 10% від усього обсягу в 350 мільйонів чіпів для смартфонів. В цьому році ми плануємо збільшити поставки 4G-рішень до 150 мільйонів штук при загальних обсягах 450 мільйонів чіпів, т. Е. Довести частку до однієї третини. З виробничої точки зору для нас не склало б проблем збільшити поставки LTE-рішень до половини або навіть більше, але процес сильно обмежує те, що підтримка 4G досі властива в основному далеко не найдешевшим апаратів, а масовий покупець все ще готовий купувати смартфон тільки з 3G за умови його низьку ціну.
KitGSM: Трохи більше року тому в світі почала місцями використовуватися технологія VoLTE, поки ще доступна лише в деяких мережах і на обмеженій кількості смартфонів. Що ви думаєте про її перспективи? Який внесок MediaTek робить (або готовий робити) в поширення VoLTE? Коли нам чекати чіпсетів з підтримкою VoLTE на апаратному рівні?
Зигмунд Редлі: На даний момент ми займаємося тестуванням нашої продукції з деякими операторами. В цьому році ми плануємо випуск рішень з підтримкою VoLTE на ринок. Втім, може бути, вони будуть підтримувати VoLTE не з першого дня продажів, але їх можна буде програмно модернізувати до потрібного стану. Взагалі апаратних проблем з впровадженням VoLTE немає – все вирішується програмними засобами.
KitGSM: Чи буде впровадження нових стандартів посилювати глобалізацію ринку? Колись для поїздки в інший регіон необхідний був інший телефон, працює в стандарті 3G і 4G більш сумісні один з одним, але навіть в разі LTE частотні діапазони в різних країнах можуть відрізнятися. Чи збережеться ця ситуація – або майбутнє за універсальними чіпсетами, здатними працювати в будь-якій точці світу?
Зигмунд Редлі: Не думаю, що це можливо, оскільки такі чіпсети будуть занадто складними. Тобто з технічної точки зору розробка повністю універсального рішення можлива, але навряд чи воно буде користуватися високим попитом. Особливо в бюджетному сегменті, де, як я вже говорив, більшість чіпсетів поки і зовсім обмежені тільки 3G, оскільки потрібні прості і дешеві рішення.

Залишити відповідь