Сергей Пастух
заместитель директора НТЦ анализа ЭМС ФГУП НИИР

Как в международных спорах выделялись частоты

Сергей Пастух (ФГУП НИИР): «Многие вопросы из повестки ВКР-19 были решены лишь в последние минуты конференции»


Всемирная конференция радиосвязи (ВКР-19) [1] прошла в напряженных дебатах по актуальным проблемам в области регулирования и гармонизации использования радиочастотного спектра. Делегаты определили беспрецедентное количество дополнительных полос радиочастот для сетей 5G. В интервью RSpectr замдиректора НТЦ анализа ЭМС ФГУП НИИР Сергей Пастух, который на Всемирной конференции радиосвязи выполнял обязанности заместителя председателя ВКР-19 от стран Регионального содружества в области связи, рассказал об основных решениях, принятых на конференции.


RSpectr: Операторы во многих странах мира заявляют о том, что самый востребованный для внедрения сетей связи пятого поколения (5G, IMT-2020) – C-диапазон (3,4–3,8 ГГц). Почему ВКР-19 его не рассматривала?

Сергей Пастух (С. П.): Прежде всего потому, что часть С-диапазона, 3,4-3,6 ГГц, была идентифицирована для международной подвижной электросвязи (IMT) еще в 2007 году. Что же касается второй его части, 3,6–3,8 ГГц, то скорее всего она не будет идентифицирована для IMT на глобальном уровне никогда. Но будет использоваться на региональных и национальных уровнях. Этот диапазон активно осваивает Район 2 [2]. На конференцию 2023 года его представители вынесли вопрос об идентификации для IMT полосы 3,6–3,8 гигагерц.

Россия и европейские государства находятся в Районе 1. В Регламенте радиосвязи для него полоса 3,6–3,8 ГГц не идентифицирована и даже не распределена подвижной службе на первичной основе.

Здесь нужно пояснить. По Регламенту радиосвязи, есть вопрос распределения полосы частот подвижной службе. Если такого распределения нет, то использовать ее государство может только по принципу: не создавать помех соседям и не требовать защиты от помех со стороны соседей. Грубо говоря, если вы включили станцию IMT и создали помеху РЭС другой страны, а та пожаловалась, вы обязаны ее выключить.

А есть второй вопрос – идентификации полосы частот для IMT. Она делается всегда в рамках существующего распределения подвижной службе. Основной смысл идентификации – это создание рынка, чтобы было единое оборудование, дешевые тарифы, возможность роуминга и свободное перемещение оборудования через границы государств.

Таким образом, 

если в Районе есть распределение полосы частот подвижной службе, то стране не запрещено его использовать и, согласно Регламенту радиосвязи, каждое государство может принимать решение об ее использовании для IMT самостоятельно

Если при этом нет идентификации либо в Регламенте радиосвязи, либо фактически, тогда вы скорее всего получите дорогие услуги и оборудование, производимое только для вашей страны. Да, она делается долго, в Международном союзе электросвязи (МСЭ) тратятся усилия, но зато появляется определенная гарантия того, что будет широкий выбор оборудования, большой рынок, и не только в вашей стране.

Решение развивать сотовую связь в С-диапазоне приняла Еврокомиссия [3], просто потому, что в Европе эта полоса не занята системами спутниковой связи. На протяжении трех конференций (в 2007, 2012 и 2015 годах) представители европейских стран ставили вопрос об идентификации полосы 3,4–3,8 ГГц для IMT. Но всегда решение заканчивалось так: 50% им отдают (3,4–3,6 ГГц), а 50% (3,6–3,8 ГГц) – нет.


RSpectr: Почему не весь диапазон?

С. П.: Потому что во всех странах Африки, Азии и других на C-диапазоне держится спутниковая связь.

Единственное, до чего договорились на ВКР-19, –

рассмотреть на конференции 2023 года вопрос о том, чтобы распределить подвижной службе на первичной основе полосу частот 3,6–3,8 ГГц в Районе 1

Это позволит администрациям связи уже на национальном уровне самим решать, будут ли они внедрять в своей стране сотовую связь во всем диапазоне 3,4-3,8 ГГц или только в его части.

_________

СПРАВКА

Сергей Юрьевич Пастух,

заместитель директора НТЦ анализа ЭМС ФГУП НИИР.

Заслуженный работник связи и информации Российской Федерации, кандидат технических наук.

  • Родился в 1963 году в городе Кизыл-Арват (Туркменская ССР). Окончил Воронежский государственный университет и Киевское высшее радиотехническое училище ПВО.
  • В НИИР с 2001 года: научный сотрудник, начальник лаборатории международно-правовой защиты частотных присвоений радиоэлектронных средств, начальник отдела международно-правовой защиты частотных присвоений наземных и спутниковых систем; с 2014 года – заместитель Директора научно-технического центра анализа электромагнитной совместимости.
  • С 2008 года по настоящее время проработал на выборных постах в Международном союзе электросвязи в качестве Председателя Рабочей группы 1B МСЭ-R «Методы управления использованием спектра, включая экономические аспекты» и Председателя Исследовательской комиссии 1 МСЭ-R «Управление использованием спектра».
  • Участвовал в составе делегации администрации связи России на ВКР и Ассамблеи радиосвязи 2007, 2012, 2015 и 2019 годов, при этом в 2019 году был избран Председателем Ассамблеи радиосвязи и вице-председателем ВКР-19.
  • Автор более 160 научных трудов и публикаций в российских научно-технических журналах («Радиотехника», «Электросвязь», «Мобильные системы» и др.), более 70 публикации МСЭ, докладов на международных, национальных конференциях и семинарах, а также соавтор в двух книгах и 7 авторских свидетельств на изобретения.


RSpectr: Действительно ли С-диапазон самый востребованный для пятого поколения связи?

С. П.: Количество стран и операторов, которые начали внедрять сети связи пятого поколения в диапазоне 3,4–3,6 ГГц, довольно большое. Прежде всего, за счет европейских государств (а это сразу 28 стран) и за счет отдельных стран по всему остальному миру. Поэтому может показаться, что это самый главный диапазон.

Но если вы посмотрите на 2,6 ГГц, то увидите, что количество оборудования и число пользователей в нем на текущий момент даже больше, потому что этот диапазон осваивает в первую очередь крупнейший оператор Китая и один из четырех крупнейших телеком-игроков США. В этом диапазоне сеть 5G как правило использует инфраструктуру существующей сети 4G и там, где был принят частотный план c временным дуплексом, переход от 4G к 5G можно осуществить быстро и с минимальными затратами. Кроме того, найти 200 МГц непрерывного спектра, и при этом ниже 3 ГГц (наиболее дешевого для строительства), можно только здесь.

Действительно, 3,4–3,8 ГГц – это диапазон, который очень важен, но 400 МГц не могут полностью удовлетворить потребности в спектре для 5G в диапазоне ниже 6 гигагерц. Потребуются и другие полосы частот: 4,8–4,99; 2,5-2,69 гигагерц. Эти все диапазоны будут востребованы и необходимы для пятого поколения. Но вопросы старта внедрения и того, с каких полос его начинать, решает каждая страна в зависимости от особенностей использовании радиочастотного спектра. Например, China mobile начала с 2,6 ГГц и со следующего года задействует 4,8–4,9 ГГц, при этом другие китайские компании используют 3,3–3,6 гигагерц. Если взять Японию, то здесь уже 3,4–4,2 ГГц, то есть вообще все 800 мегагерц. Плюс 4,5–4,8 ГГц тоже используется, а 2,6–ГГц – пока нет. Вот Корея использует прежде всего 3,4–3,8 ГГц, и второй диапазон они сейчас планируют активно развивать – это 2,3–2,4 гигагерц.


RSpectr: Насколько это станет большой проблемой для телеком-производителей, если та или иная страна не будет использовать 3,4–3,8 гигагерц?

С. П.: Технически вопрос некритичный, потому что уже разработаны чипы для смартфонов, которые перекрывают диапазоны 2,6; 3,4–4,2; 4,4–4,99 гигагерц.

Если смотреть широко, то в этом смысле проблем не ожидается. Но сложности возникнут на самом начальном этапе, потому что именно вокруг распространенных диапазонов станет формироваться рынок – оборудование, работающее в этих частотах, будет более доступным. Например, если посчитаете, сколько сейчас производителей делают мобильные телефоны, поддерживающие 3,4–3,8 ГГц, вы получите 15–20 компаний, 2,6 ГГц –где-то также. А 4,4–4,99 ГГц – 2-3 компании. Потому что он идентифицирован для IMT не на глобальной основе, а для регионов и для отдельных стран.

Хотя после этой конференции таких стран стало больше.

ВКР-19 идентифицировала диапазон 4,8–4,99 ГГц  для 40 государств, в том числе для России, Китая, Бразилии, ЮАР

Для сравнения: до конференции 2019 года эта полоса была идентифицирована для IMT только во Вьетнаме, Камбодже и Лаосе. Еще в Уругвае, но там 4800–4900 мегагерц. Думаю, что после ВКР-2023 года число государств значительно увеличится. Получится довольно большой рынок, и со временем его нельзя будет игнорировать.

По итогам ВКР-19 мы получили в этом диапазоне почти 200 МГц идентифицированного для IMT спектра, который Россия сможет использовать для достаточно быстрого запуска 5G. Потому что диапазон 4,8–4,99 ГГц в отличие от 3,4–3,8 ГГц минимально загружен государственными системами. Но было бы ошибкой забыть про диапазоны 3,4-3,6 ГГц, 2,5-2,69 ГГц, да и про 2,3-2,4 гигагерц.


RSpectr: Но ведь еще на ВКР-15 для 4,4–4,99 ГГц было принято решение о том, что если базовая станция (БС) будет установлена на расстоянии меньше 450 км до морской границы, то оператор должен будет согласовывать установку каждой такой БС с администрацией связи сопредельного государства. Удалось ли снять эти ограничения?

С. П.: На ВКР-15 диапазон 4,4–4,99 ГГц рассматривался впервые. И в самый последний момент в специальное примечание был включен так называемый жесткий предел плотности потока мощности (ППМ) на морской границе страны. Он запрещал превышение определенного уровня напряженности поля от базовой станции. Чтобы обеспечить это требование, нужно БС «оттащить» от берега на 450 километров.

Инициаторы ввода этого критерия объясняли, что он нужен для защиты от помех воздушной подвижной и морской подвижной служб, которые находятся в международном воздушном пространстве – это военные системы, в первую очередь НАТО, которые установлены, например, на авианосцах и поднимающих с них самолетах.

Россия и многие другие страны не согласились с этим. После чего ВКР-15 написала, что необходимость этого критерия будет изучена и решение по нему примет ВКР-19. На ВКР-19 страны НАТО блокировали любую другую цифру, отстаивая жесткий предел. А так как в МСЭ на исследовательских комиссиях все принимается консенсусом, то другие параметры согласовать не удалось. Тогда страны НАТО предложили просто ВКР-19 поменять на ВКР-23 и продолжать изучение еще четыре года.

Российская Федерация, со своей стороны, активно изучала этот диапазон, в котором, подчеркну, распределение подвижной службе уже было. Его можно использовать без какого-либо ограничения – в отличие от полосы 3,6–3,8 ГГц, где распределения нет. То есть вы можете брать БС, называть ее не «IMT», а «станцией подвижной связи», регистрировать в международном списке частот и использовать без каких-либо ограничений.

Единственное «но»: если на границе одна страна ставит БС первой, то соседи должны уже с ней согласовывать размещение своего оборудования

Интересно, что по результатам исследований оказалось, что не вся полоса используется авиационными системами. По крайней мере, в 50 МГц там вообще нет ничего, они свободные. Но жесткий критерий при этом был установлен на все. То есть он защищает просто воздух. На всякий случай.

Но, как я уже говорил, для 4,4–4,99 ГГц нет рынка оборудования. Чтобы он появился, для этого диапазона нужна идентификация. Соответствующего вопроса изначально не было в повестке дня ВКР-19. Огромных трудов стоило его туда просто включить.

Кроме того, мы провели много консультаций с Китаем, с Бразилией, с африканскими и арабскими странами по поводу этого диапазона. В итоге Россия подошла к конференции подготовленной, и на ВКР-19 нам вместе с партнерами удалось исключить жесткий критерий для 11 стран. Правда, получилось это только у тех государств, которые подали свои предложения до начала конференции.

Отмечу, например, что из-за этого критерия Вьетнам, который расположен вдоль побережья Южно-Китайского моря, вообще не смог бы использовать этот диапазон. В результате и для этой страны ограничение снято. В итоге Вьетнам с 2020 года начнет внедрять 5G в полосе 4,8–4,99 гигагерц.


RSpectr: ВКР-19 отдала под сети связи 5G полосы частот в диапазонах 24,25–27,5; 37–43,5 и 66–71 гигагерц. Каковы преимущества миллиметровых волн для развития систем IMT?

С. П.:

Если посчитать общий спектр в миллиметровом диапазоне волн для 5G, который идентифицирован ВКР-19 на глобальной основе, то есть во всех странах мира, то получим около 15 гигагерц. МСЭ высоко оценил этот результат для отрасли

Основное достоинство миллиметрового диапазона в том, что он позволяет создавать каналы с большой шириной. За счет этого оператор получает все основные преимущества, связанные со скоростью передачи данных и с временем задержки. В этом смысле диапазон идеален – нигде ниже вы не найдете полосы частот, где можно создать канал шириной 400 МГц, 500 МГц, даже до гигагерца. Это самый главный плюс.

Минус тоже очевиден – это очень маленькие расстояния передачи данных. Например, когда изучали диапазон 26 ГГц, дальность базовой станции рассчитывалась исходя из 80–100 м от БС.

Кстати, многие вопросы из повестки ВКР-19 были решены лишь в последние минуты конференции. Так, вокруг 26 ГГц на ВКР-19 велись серьезные споры. Дело в том, что рядом с ним расположены пассивные спутниковые службы, которые используются для метеорологических наблюдений. Мы три недели заседали и не могли выработать решение, которое бы устроило всех. За два дня до окончания конференции оно все-таки было принято. На восемь лет установлен один уровень допустимых излучений, после, с распространением станций IMT, он станет жестче на 6 децибел.

Тем не менее не все остались этим решением довольны, в частности, метеорологи. Они даже сделали на конференции заявление, которое было внесено в протокол. К нему присоединилось очень много стран. Но лобби IMT было очень мощное.

В дальнейшем будет осуществляться мониторинг характеристик сетей связи, которые в миллиметровом диапазоне построят операторы. Если установят, что существует риск помех для спутниковых систем, то тогда, возможно, на последующих конференциях примут какие-то корректирующие решения. Все будет зависеть от практики.


RSpectr: Известно, что сеть 5G будет более плотной из-за большего количества антенн для оптимального прохождения сигнала. Особенно в миллиметровом диапазоне. Поднимались ли на ВКР вопросы влияния на живые организмы?

С. П.: Этот вопрос находится на стыке интересов двух организаций внутри ООН – Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и МСЭ. МСЭ развивает технологии, которые начинают работать и могут оказывать влияние. При этом МСЭ также отвечает за методы измерения уровня излучения, а норму устанавливает ВОЗ.

Миллиметровый диапазон в этом смысле самый неизученный. Про диапазоны ниже 6 ГГц вы найдете огромное число публикаций по странам: каковы эти нормы излучения, как оно влияет и так далее. Что касается 24 ГГц и выше, то о нем информации мало, что логично, так как он не использовался ни для сотовой связи, ни для сетей Wi-Fi.

ВКР-19 обратила внимание ВОЗ на необходимость изучения этой проблемы. В частности, было решено поручить генеральному секретарю МСЭ обратить внимание ВОЗ на соответствующие резолюции ВКР-19, определяющие характеристики излучений станций IMT в миллиметровом диапазоне волн. Предполагается, что ВОЗ, с учетом этой информации проведет исследования и даст заключение, насколько те характеристики, которые сейчас есть у БС, отвечают уровням безопасности для человека. В этом вопросе на ВКР-19 возникли разногласия между администрациями связи разных стран. Дело в том, что во многих странах есть уже свои нормы, и они различаются в десятки, а иногда и в сотни раз. Например, между Великобританией, в которой нормы достаточно “мягкие”, и Польшей разница составляет сто раз, т.е. 20 децибел. В России действующие нормы на излучение настолько жесткие, что они могут затормозить развитие технологий.

Этот вопрос активно продвигала Швейцария. Здесь проводились референдумы в кантонах по поводу 5G, и в шести или семи регионах жители проголосовали против установки БС. И хотя это необязательное решение, оно будоражит общественное мнение очень сильно. И государство хотело бы иметь какие-то обоснованные общепринятые нормы, одобренные на международном уровне.


RSpectr: Чего ждать от ВКР-23?

С. П.: Первое, что я бы отметил, это вопрос, связанный с диапазоном 470–960 МГц, нижняя часть которого сегодня занята вещательной службой, а верхняя часть используется в первую очередь подвижной службой. В 2023 году может быть принято какое-то решение в отношении того, отдавать ли еще какую-то часть этой полосы подвижной службе и можно ли усовершенствовать частотные планы для подвижной службы с тем, чтобы иметь возможность использовать более широкие каналы. Особенно это актуально в связи с завершением перехода с аналогового телерадиовещания на цифровое, а также переходом в диапазоне ниже 1 гигагерца к пятому поколению сотовой связи, возможность которого зависит от доступности широкополосных каналов.

Если рассматривать этот вопрос с точки зрения повышения эффективности использования спектра, я бы сказал, что надо открыть технологическую возможность использовать этот нижний участок спектра не для одной только технологии DVB-T(T2) для доставки цифрового телевизионного сигнала, но и для доставки такого сигнала через платформу 5G.

Конференция 2023 года тем и будет интересна, что она определит дальнейшее направление повышения эффективного использования вещательной и подвижной служб диапазона частот 470-960 мегагерц.

Также интересный вопрос о работе в полосах для IMT-станций на высотной платформе (HIBS – High Altitude Platform Station as IMT base station). Это стратосферные устройства, которые позволят покрыть связью различные территории. В появлении таких систем заинтересована Япония, которая имеет в основном гористый рельеф местности, и активно лоббировала этот пункт повестки дня ВКР-23. ВКР-19 предложила изучить вопрос использования для них полос 694–960; 1710–1885; 2500–2690 мегагерц. Окончательное решение должна будет принять ВКР-23.

Третье. Вопрос, связанный с полосами частот 6425–7125 мегагерц. Это очередной диапазон, который претендует на идентификацию для IMT, правда, не глобально, а только в Районе 1. И это будет тоже очень важный вопрос. Особенно в связи со скепсисом многих специалистов в отношении миллиметрового диапазона волн, использование которого может оказаться экономически затратным. Что касается 6 ГГц, у него покрытие больше – приблизительно 500–600 метров.

* * *

[1] Всемирная конференция радиосвязи (ВКР-19) состоялась 28 октября – 22 ноября 2019 года в египетском Шарм-эш-Шейхе. Такие мероприятия проводятся Международным союзом электросвязи каждые три-четыре года.

[2] В Регламенте радиосвязи существует Tаблица распределения полос частот (Статья 5 Регламента радиосвязи). Она основана на трех районах: первый – Западная и Восточная Европа, включая территорию бывшего СССР, Ближний Восток и Африка; второй – Северная, Центральная и Южная Америка; третий – Азия, Австралия и Океания.

[3] Еврокомиссия принимает решения, обязательные для исполнения 28 (с Великобританией) странами; государства Евросоюза отдали ей часть своего суверенитета в отношении решения по использованию радиочастотного спектра для сотовой связи, интернета вещей и устройств малого радиуса действия, это не распространяется на использование спектра правительственными и военными системами.

Фото: пресс-служба НИИР