Cети 5G – это не только сверхвысокие скорости доступа и широкий спектр услуг и приложений, они, кроме того, позволяют мобильным операторам играть на традиционной «поляне» фиксированных сетей – а именно фиксированного широкополосного доступа.

Технология 5G под названием FWA (Fixed Wireless Access) — фиксированный беспроводной доступ, позволяет операторам связи предоставлять сверхвысокоскоростную широкополосную связь eMBB (enhanced Mobile Broadband) в пригородные и сельские районы, то есть туда, где прокладка и обслуживание оптоволокна до недавнего времени были непомерно дороги.

Хотя в предыдущие годы, в таких технологиях, как WiMAX, делались попытки заменить беспроводной связью т.н. «последнюю милю» проводной связи, тем самым устранить необходимость рытья траншей для прокладки волоконно-оптических кабелей, эти инициативы по большей части потерпели неудачу – в первую очередь потому, что они требовали строительства новой сетевой инфраструктуры и дорогостоящего фирменного оборудования.

С другой стороны, фиксированный беспроводной доступ 5G FWA использует стандартную архитектуру мобильных сетей и общие с ними сетевые элементы для предоставления сверхвысокоскоростных услуг доступа к Интернет частным абонентам и корпоративным клиентам.

Благодаря новым частотным диапазонам NR (New Radio) в миллиметровом диапазоне (mmWave) в сетях 5G, FWA может стать конкурентоспособной альтернативой кабелям фиксированных цифровых линий DSL (Digital Subscriber Line), а также кабельной и оптоволоконной связи на всех рынках.

Более широкие возможности для FWA должны появиться в развивающихся странах, где фиксированная широкополосная связь и сегодня не очень распространена. Например, в Индии существует более 51 миллиона малых предприятий, из которых только 1 миллион имеет доступ к проводной широкополосной связи. Это серьезно ограничивает не только их индивидуальные перспективы расширения, но и потенциал экономического роста Индии. Однако FWA станет конкурентной силой проводной связи и в развитых странах, где фиксированных линий (меди и оптики) проложено довольно много.

Большой рынок для FWA может открываться на рынке жилья. По оценкам ITU-T, лишь менее 50% из более чем 2 миллиардов домов в мире имеют линии фиксированного широкополосного доступа.

Предоставление ШПД в сельских районах и в развивающихся странах –  по-прежнему дорогостоящее занятие. Поэтому правительства многих развитых стран готовы предоставлять помощь. В США, например, второй этап финансирования фонда CAF (Connect America Fund) поддерживает проекты по предоставлению ШПД в недостаточно обслуживаемых местностях с низкой плотность населения. Фонд широкополосной связи Европы Connecting Europe выполняет аналогичную роль для недостаточно обслуживаемого населения в странах-членах ЕС. Стандартизация 5G FWA должна сыграть большую роль в этих проектах.

Фиксированный беспроводной доступ 5G в нижних диапазонах беспроводного спектра можно использовать для быстрой и дешевой альтернативы проводному широкополосному доступу. В миллиметровом диапазоне 5G FWA может обеспечить уровень пропускной способности, сравнимый с оптоволокном. Технология формирования луча от базовых станций (Beamforming) помогает направлять лучи в места скопления пользователей: дома, предприятия, общественные учреждения и пр. не создавая помех обычной мобильной связи, избегая тем самым бесполезного рассеяния радиоволн там, где нет никого, кто бы мог ими воспользоваться.

Хотя проникновение миллиметровых волн диапазоны NR через стены и стекла затруднено, размещение оборудование заказчика CPE (Customer Premise Equipment) с антенной за пределами дома или офиса, может значительно снизить затухание сигнала. В отличие от проводных местных линий, их могут легко установить самостоятельно корпоративные или индивидуальные абоненты.

Из трех основных полос частот для целей 5G, для FWA наиболее диапазон 3,4–3,8 ГГц. Обеспечивая превосходное покрытие и умеренную пропускную способность, он подходит для пригородных или сельских районов с низкой плотностью населения. Хотя внешние антенны, скорее всего, потребуются и здесь.

Что качается высокочастотного диапазона 5G NR от 24,25 до 27,5 ГГц, он подходит для обслуживания пригородов и городов с высокой плотностью населения. 5G FWA CPE могут использовать антенны MIMO и методы формирования диаграммы направленности на восходящей линии связи (UL) на разных частотах по отношению к нисходящей линии связи (DL), тем самым улучшая пропускную способность загрузки.

Развертывание FWA

Первоначальные испытания FWA с использованием диапазонов 5G New Radio используют инфраструктуру опорной сети EPC (Evolved Packet Core) для передачи данных и управляющей информации. Новые базовые станции 5G gNodeB (gNB), поддерживающие FWA работают используются в неавтономной архитектуре NSA (Non-Standalone) вместе с существующими узлами eNodeB сети 4G.

Сервисно-ориентированная архитектура SBA (Service Based Architecture) плоскости управления опорной сети 5GC (5G Core) может быть значительно упрощена, с использованием существующей сети 4G, как показано на рисунке.

Пример практической реализации 5G FWA показан на рисунке ниже.

По данным GSA[1], страны с имеющимися сетями 5G FWA в мире следующие:

Производителей оборудование FWA в мире уже довольно много, на рисунке ниже показаны крупнейшие из них и их доли рынка.

Рост номенклатуры производимых моделей устройств CPE FWA также сильно впечатляет. Особенно бурный рост наблюдался в 2021 году, а в нынешнем году появляется в среднем 7-8 новых моделей CPE FWA в квартал.

---

[1] https://gsacom.com/paper/fwa-market-november-2023/