Потенціал технологій 5G для відбудови та розвитку України

Упровадження передових телекомунікаційних технологій на базі 5G є нині однією з підвалин успішного розвитку будь-якої країни в стратегічній перспективі. Понад це, деякі із сучасних інноваційних рішень у цій галузі можуть стати потужним стимулом для відновлення та розвитку України.

Висновки та рекомендації

Комплекс технологій стільникового (мобільного) зв’язку п’ятого покоління 5G/IMT-2020 розглядають нині як одну з проривних технологій майбутнього (cutting-edge technologies), упровадження яких потрібне для успішного розвитку будь-якої країни.

5G активно імплементують в усьому світі. Уже зараз є великий диверсифікований ринок телекомунікаційних та/чи інфраструктурних рішень на основі інформаційно-комунікаційних технологій п’ятого покоління. Експерти прогнозують його швидке дальше зростання та урізноманітнення.

Отже, відновлення економіки України передбачає: активне використання рішень на базі приватних мереж 5G SA (або гібридних моделей розгортання), які можна застосовувати на індустріальних, будівельних, транспортних, гуманітарних, громадських та інших локаціях; практично необмежене використання інтернету речей, широкі можливості масштабування (від будинку до міста), а відтак – значне здешевлення, прискорення й удосконалення виробничих процесів, логістики тощо. Такий підхід дасть змогу одночасно реалізувати завдання відновлення й перспективної модернізації цілих галузей країни.

Тренд на прискорення цифрової євроінтеграції України й збільшення донорської допомоги від країн-партнерів наша держава та бізнесова спільнота мають використати для актуалізації, вивчення й найповнішого розв’язання цих питань як таких, що є терміновими й фундаментально важливими для сталого та конкурентного розвитку України.

У зв’язку з цим рекомендовано Міністерству цифрової трансформації України:

1) створити міжвідомчу експертну групу з розвитку технологій 5G (з представників заінтересованих центральних органів виконавчої влади, органів сектора безпеки і оборони, бізнесу, профільних наукових установ та навчальних закладів), яка має:

• проаналізувати потенціал та рентабельність сучасних 5G-рішень європейських, американських та інших виробників для реалізації завдань підвищення стійкості систем зв’язку і телекомунікацій, а також післявоєнного відновлення (промислових та інфраструктурних об’єктів, систем безпеки та кібербезпеки, житлового фонду, соціальної сфери, розмінування територій тощо) і перспективного розвитку України;

• опрацювати орієнтовний перелік галузей, об’єктів та напрямів роботи, на яких доцільне (зараз або після деокупації) розгортання автоматизованих, спостережних, комунікаційних та інших комплексів обладнання під управлінням приватних 5G-мереж;

• визначити основні положення та завдання української національної 5G-стратегії;

• розпрацювати проєкт української національної 5G-стратегії;

2) ініціювати створення постійної міжнародної міжгалузевої консультативно-координаційної платформи «5G Ukraine» за участю провідних компаній галузі, національних та міжнародних телеком-операторів, IoT та інших асоційованих з 5G-секторів ІТ-індустрії, консалтингових компаній, опціонально – непрофільних партнерських організацій для опрацювання спільних проєктів.

Обґрунтування

Сьогодні технології на основі 5G швидко розвиваються, активно впроваджуються, надають принципово нові проти попередніх платформ телекомунікаційні та/чи інфраструктурні можливості (див. Додаток 1) і постають як одна з проривних технологій майбутнього (cutting-edge technologies) для забезпечення сталого, конкурентного й успішного розвитку будь-якої країни.

Мобільність та енергоефективність обладнання 5G (25 % економії порівняно з 4G/LTE), можливість під’єднання до 1 млн пристроїв на 1 кв. км і дуже висока швидкість та надійність зв’язку створюють безпрецедентні перспективи для автоматизації / роботизації, а отже – здешевлення й оптимізації виробництва, менеджменту, комунікації, інших процесів. У найближчі роки експерти очікують також на стрімкий розвиток і збільшення сегмента супутникових систем 5G, що має значно спростити доступ до цих технологій та істотно модернізувати глобальний телекомунікаційний ландшафт і суміжні з ним галузі.

На глобальному рівні масова імплементація 5G відбувалась у два етапи (див. Додаток 2), причому кульмінацію другого етапу – вихід на повну потужність мереж, обладнаних найбільш інноваційними та ексклюзивними технологіями 5G – прогнозують уже у 2023–2024 рр. Ідеться про мережі на базі 5G NR SA (див. Додаток 3), які дають змогу реалізувати: 

• надширокосмуговий мобільний зв’язок (enhanced mobile broadband – eMBB) – удосконалений, але традиційний стільниковий зв’язок для комунікації між абонентськими мобільними приладами;

• масовий міжмашинний зв’язок (massive machine-type communications – mMTC) – основний формат IoT-комунікацій для автоматизованих виробництв, моніторингу / управління транспортними потоками, міськими середовищами, водними ресурсами, довкіллям, розумного сільського господарства, систем спостереження тощо;

• наднадійний зв’язок з низькими затримками (ultra-reliable low latency communication – URLLC) – для особливих випадків IoT-комунікацій, як-от керування безпілотним транспортом, деяких виробничих процесів, надання віддалених медичних послуг тощо.

Технологія сфокусована на створенні т. зв. приватних мобільних мереж п’ятого покоління, які можуть бути (не)інтегрованими в інші мережі й охоплювати від сотень квадратних метрів до десятків квадратних кілометрів у будь-якій локації –  залежно від побажань їхнього власника / користувача.

Моделі розгортання таких мереж можуть варіюватися від цілком приватних (усі елементи мережі та управління ними належать суб’єкту-власникові) до гібридних, коли провайдер послуг або зовнішній телеком-оператор надають суб’єктові доступ до активів своєї мережевої інфраструктури та/або спектра послуг. 

Бюджетною альтернативою розгортанню фізичної (з апаратним обладнанням) приватної мережі є також віртуальна «приватна мережа 5G як послуга» – завдяки технології «нарізки мережі» (network slicing), що уможливлює надання оператором ізольованого фрагмента спектра конкретним клієнтам, програмам, типам пристроїв тощо. Усі ці сценарії розгортання обмежуються лише зоною технічного покриття й можливостями обладнання провайдера.

Технології 5G й досі порівняно нові та не вповні відпрацьовані, тому їхній ринок наразі не має значних обсягів. Водночас він демонструє впевнене зростання, а визнані лідери галузі – практично всі світові вендори та великі ІТ-компанії – обов’язково мають у своїх портфоліо власні проєкти, дослідження та розробки у сфері 5G. Показово, що більшість з них стосується приватних мереж – це дає уявлення про ступінь пріоритетності й динаміку розвитку названого сегмента ринку.

Експерти очікують, що у 2023–2024 рр. стрімко зросте попит на розгортання приватних мереж на базі 5G NR SA, головним чином – серед великого бізнесу, державних замовників та місцевих громад. Згідно з даними European 5G Observatory, лише в ареалі ЄС нині налічують десятки кейсів успішного розгортання приватних 5G-мереж на окремих локаціях, передусім для промислової ІоТ-автоматизації та менеджменту великих підприємств, логістично-транспортних хабів, а також для створення розумних громадських об’єктів і просторів.

Показником високого рівня надійності та безпеки сучасних мереж на базі 5G NR SA є і те, що їх повноцінно використовують у військовій сфері – наприклад, Міністерство оборони США активно імплементує відповідні розробки Hughes Network Systems.

2023 р. відчутно пожвавилися процеси зближення України та ЄС у секторі електронних комунікацій («цифровий безвіз») та активізувалася взаємодія з деякими державами. Триває робота з імплементації в Україні Європейського кодексу електронних комунікацій. 

За інформацією Мінцифри, запуск пілотного проєкту впровадження технологій 5G заплановано на 2024 р. Відповідні спільні дії започатковано й на корпоративному рівні. 

Тим часом російська агресія відтягнула увагу від нормативно-правового врегулювання цих питань. Прийняті 2020 р. розпорядження Кабінету Міністрів України [1] передбачають конструктивні, але здебільшого підготовчі заходи щодо впровадження 5G в Україні; крім того, залишаються питання щодо їх реалізації. 

Як засвідчує міжнародний досвід, для розвитку таких складних і масштабних сфер технологічного розвитку потрібні не тільки тактичні рішення уряду, а й комплексна національна стратегія 5G та базована на ній державна галузева політика (спеціальне законодавство й програми дій, регуляторні процедури та практики, інвестиції, партнерство, стандартизація, сертифікація, безпека мереж тощо). Україна ж фактично перебуває на лінії старту, тоді як у ЄС цей напрям є одним з пріоритетних уже з 2015–2016 рр. 

Отже, було б доцільно: вивчити відповідний досвід ЄС; узгодити з ним національну політику з погляду інтеграції в майбутню європейську екосистему 5G і 6G; розвивати міжнародне, державно-приватне, корпоративне, науково-експертне партнерство, зокрема в рамах таких ініціатив, як «Європейські інтелектуальні мережі та послуги» (European Smart Networks and Services Joint Undertaking – SNS JU) та «Державно-приватне партнерство в галузі 5G-інфраструктур» (5G Infrastructure Public Private Partnership – 5G PPP).

Також варто проаналізувати потенціал та рентабельність сучасних 5G-рішень європейських та світових виробників для реалізації завдань підвищення стійкості телекомунікацій та післявоєнного відновлення. Ідеться про сценарії застосування на різних локаціях (індустріальних, будівельних, транспортних, гуманітарних, громадських та інших) приватних 5G-мереж, які передбачають практично необмежене використання інтернету речей, а відтак – автоматизацію, здешевлення та прискорення відповідних процесів.

Додаток 1

 Порівняльна таблиця медіанних показників стандартів мобільного зв’язку 
четвертого, п’ятого та шостого (перспективного) поколінь

Додаток 2 

Особливості переходу з 4G/LTE на 5G/IMT-2020

Для роботи мереж п’ятого покоління замість 4G/LTE використовують інтерфейс 5G New Radio (5G NR), розроблений на основі рекомендацій ITU-R та узгодженого з ними стандарту від Проєкту партнерства третього покоління (3GPP) [2]. При цьому важливою функцією 5G NR є саме забезпечення інтероперабельності між попереднім 4G/LTE і 5G NR. Це, зокрема, дає змогу операторам використовувати для розгортання мереж 5G вже наявні інфраструктури 4G, полегшуючи таким чином процеси переходу.

У сучасній екосистемі 5G є два типи мереж: неавтономна – 5G NR NSA (non-standalone) і автономна – 5G NR SA (standalone). NSA – стандарт,  що його 2015 р. розробив 3GPP – легка, перехідна версія 5G, яка працює на ядрі 4G/LTE (що й забезпечує їхню сумісність), але не підтримує деяких ексклюзивних параметрів повного 5G. Водночас саме 5G NR NSA забезпечила мобільним операторам та провайдерам можливість поступового, дешевого та масового розгортання інфраструктур, технологічно оптимальних для системної імплементації повного 5G у формі автономних мереж 5G NR SA. Процес такої імплементації почав набирати обертів на межі 20-х рр. ХХІ ст. й нині входить у фазу кульмінації. Відповідний стандарт розробив і випустив у жовтні 2020 р. 3GPP.

Додаток 3

Перелік основних технологій та сценаріїв застосування мереж на базі 5G NR SA

• мультимедійні послуги: стрімінг відео з роздільною здатністю 4K, 8K, 3D-відео, онлайн-ігри (без завантаження застосунків), послуги на основі голограм та мультимедіа з повним ефектом присутності;

• весь спектр хмарних послуг;

• послуги віртуальної та доповненої реальності (Virtual Reality – VR, Augmented Reality – AR): охорона здоров’я, військова промисловість, освіта, розваги;

• інтелектуальні послуги на основі Big Data з метою підвищення ефективності бізнесу (Business Intelligence – BI), а також експлуатації та управління мережами (Network Intelligence – NI);

• послуги масового підключення пристроїв на основі інтернету речей (IoT): промисловість, енергетика, будівництво, «розумні середовища» (міста, громадські простори, помешкання) горно-видобувний комплекс, транспорт, логістика, охорона здоров’я, торгівля, громадська безпека, ЖКГ;

• послуги із наднизькою затримкою: керування роботизованими механізмами / комплексами, телемедицина, безпілотний автотранспорт, 3D-ігри.