1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое 5G Интернет и зачем он нужен

Содержание

Все, что вы хотели знать про 5G, но не знали где спросить

Вокруг сетей мобильной связи пятого поколения сформировалось столько мифов, предубеждений и заблуждений, что пора взять и простым языком объяснить что это такое, зачем (и кому) нужно. Сколько будет стоить (ооо, это вообще любимый вопрос, еще со времен запуска 3G) и когда появится в Украине (простой ответ — не скоро).

Для чего нужна сеть 5G

Тут важно понимать даже (и особенно) если это задевает чьи-то чувства любви и тяги к росту цифр, что сети 5G еще в большей степени, чем сети 4G — это история не про скорость передачи данных (которая и так уже достигла «потолка» возможностей смартфонов — у нас просто нет приложений, требующих скоростей передачи данных выше 100 мегабит в секунду), а про повышение емкости уже существующих сетей операторов мобильной связи. В ближайшие годы и десятилетия нас ждет взрывной рост числа всевозможных датчиков и устройств, подключенных к интернету. То есть того самого интернета вещей (IoT), о котором мы слышим уже лет 15. На каждого мобильного пользователя-человека будут приходиться сотни, если не тысячи устройств. Они есть у нас уже сейчас (все эти умные часы/браслеты, IP-камеры, пылесосы и стиральные машины), с каждой минутой (не днем, и не месяцем) их становится все больше и больше. Рано или поздно к интернету будут подключены все счетчики газа/воды/электричества (просто в столице — раньше, в селе Кукуево — в последнюю очередь, хотя это сильно зависит от самих жителей села, точнее от их навыков самоуправления). Уже сейчас жителям мегаполисов может не хватать скорости мобильного интернета (вы ведь сталкивались с критикой качества связи, неправда ли?) просто потому, что его потребление растет более высокими темпами, чем операторы ставят свое оборудование. Для лучшего качества сети нужно больше сайтов (базовых станций) в городе, что явно не понравится людям, носящим шапочки из фольги. Собственно, сеть 5 поколения и должна не только решить текущие и еще не возникшие проблемы, но и обеспечить какой-то задел на некоторый период времени в ближайшем будущем (пока на смену им не придут сети 6 поколения, надеюсь, к тому времени мы все будем еще ходить без имплантов в мозгу, обеспечивающим выход в интернет как у героини сериала «Годы»).

В чем отличие сети 5G от сетей 4G

Сеть 5G стоит на трех китах, имя которым eMBB, URLLC и mMTC. Здесь и дальше будут слайды, любезно предоставленные компанией Huawei из их презентации. Они все на английском, но я попробую объяснить все самое важное своими словами. Если коротко, то речь идет о более высокой скорости передачи данных (до гигабита в секунду) — eMBB (enhanced Mobile Broadband), низком времени отклика (миллисекунда и еще меньше) — URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) и высокой плотности обслуживаемых устройств (до миллиона на квадратный километр) — mMTC (massive Machine Type Communications). Представители Киевстара, к слову, говорили, что всего этого достичь (при желании) можно и сейчас, но не одновременно (выберите 2 пункта из 3, а еще лучше — 1).

Из слайда ниже видно для чего необходим каждый из трех компонентов 5G: более высокая скорость для передачи видео с высоким битрейтом (3D-видео, 360-градусное видео, видео с элементами дополненной реальности или виртуальной реальности). Низкое время отклика необходимо для контроля критически важных компонентов инфраструктуры городов будущего — например, управления автопилотами автомобилей: задержка в принятии решения в доли секунды может стоить чьей-то жизни, (хотя я лично считаю пример не очень удачный, поскольку такие системы обязаны работать автономно вообще без подключения к интернету, но будет значительно лучше, если все беспилотные автомобили будут обмениваться данными друг с другом и получать информацию о ситуации на дороге в режиме реального времени). Наконец, вся эта невообразимая плотность в миллион устройств на квадратный километр (помним, что стандарт сделан с запасом, чтобы хватило и через несколько лет) пригодится в условиях мегаполисов, когда через беспроводной интернет (оптику не протянешь к каждому дереву и столбу в городе) будут связаны все светофоры, камеры видеонаблюдения, всевозможные датчики, управляющие городской инфраструктурой, а также все эти арендованные автомобили, велосипеды и прочие самодвижущиеся транспортные средства. Ну, и люди, наверное (сарказм) тоже.

Любопытно, но даже сама Gartner, придумавшая ту самую кривую Гартнера, считает, что мы еще не на волне хайпа, а еще на взлете интереса к 5G. То есть до некоторого разочарования от всех этих инноваций еще далековато (но, надеюсь, после прочтения этого текста для вас «разочарование» наступит раньше, а вот все остальные люди еще подождут).

Кто придумал 5G и кто заведует стандартами

Небольшое лирическое техническое отступление для тех, кто хочет знать больше (те, кто реально знают больше имеют полное право сказать, что на самом деле я не разобрался и все еще сложнее, но там уже технические дебри, доступные для понимания от силы пары тысяч человек на всю нашу страну). Стандартом 5G управляет консорциум 3GPP (3rd Generation Partnership Project), созданный еще в 1998 году для управления и развития стандартов мобильной связи. Может вы удивитесь, но полностью стандарт 5G еще не утвержден, хотя его принятие разбили на две фазы. Первая стартовала еще в декабре 2017 года — это ревизия 15, положившая начало формальному запуску стандарта 5G (он получил, кстати, официальное название New Radio или NR). Но в текущем виде описан только стандарт eMBB, стандарт URLLC и mMTC появится в 16 ревизии, после чего сети 5G смогут стать «полноценными» (там, где они уже есть, само собой).

Как будут развиваться/замещаться сети 4G

Интересная особенность сетей 5G — в них нет голосовой связи. От слова «совсем». То есть для перехода на 5G необходим запуск Voice over LTE (VoLTE). Это тоже создает дополнительные сложности для операторов. В Таиланде местный оператор True из-за этого пошел на необычный ход — параллельно с модернизацией своей сети выпустил специальный кнопочный телефон ценой в 25 долларов с поддержкой VoLTE, чтобы пользователи с невысокими доходами могли пользоваться голосовой связью после модернизации сети. Но вообще основой для развития сети 5G является базовая сеть 4G, фирменные штуки 5G будут задействованы только в мегаполисах — там, где есть огромное количество абонентов (и люди, как мы помним, в меньшинстве — в основном, планируется подключение других устройств).

Радиочастотный ресурс 5G: еще три кита

Важной частью проблемы внедрения сетей 5G является вопрос использования радиочастот. И это самая болезненная тема (не считая еще более болезненной — кто будет платить за все эти не дешевые технологические новшества, хотя в радиочастотный ресурс все украинские операторы неизбежно станут вкладывать деньги, если государство станет продавать лицензии, просто чтобы не потерять преимуществ в будущем). Сети 5G используют три различных диапазона частот:

  • низкий диапазон (меньше 1 ГГц, например, 700 Мгц) — будет использоваться для повышения покрытия сети в малонаселенной местности
  • средний диапазон (его традиционно называют C-band, изначально он использовался спутниковой связью, 1-6 ГГц) — основа сетей 5G, дающая тот самый гигабит в секунду, но его возможности ограничены зоной действия в 500 метров
  • миллиметровый диапазон 26-38 ГГц — в нем можно достичь космических скоростей до 20 гигабит в секунду, но радиус действия всего 100 метров, это решение для узкоспецифических задач

Если говорить об Украине, то с радиочастотным ресурсом все сложно. Нет (пока) лицензий на использование новых частот. Нет технологической нейтральности для уже выделенных частот (радиочастоты выделяются операторам под конкретную технологию, что сильно ограничивает их возможности по оптимизации сети). Отдельной головной болью (которая еще не раз даст о себе знать, и не только со стороны людей в шапочках из фольги) являются нормы излучения, которые откровенно несовместимы с новыми технологиями и требуют пересмотра, если мы хотим развивать современные технологии связи в нашей стране. Еще одна проблема: получение разрешительных документов на установку сайта (базовой станции). Для развертывания сетей 5G нужно будет натыкать в городе станций через каждые 500 метров, а может и чаще. Современный уровень бюрократии в стране способен поставить крест на запуске 5G в самом ее начале. Все эти сложности еще предстоит преодолеть, и это еще одна причина (помимо экономической), из-за которой не стоит ожидать скорого появления 5G в Украине.

Как будут запускаться сети 5G в мире (и когда ждать в Украине)

Можно различить три волны запуска. Первыми сети пятого поколения получили азиатские страны (Китай, Южная Корея, Япония) — они стремятся быть на пике технологий и сохранить свое лидерство в этом. Во второй волне запуска будут страны Западной Европы, для них эра 5G начнется в 2020-2022 годах. Мы, в лучшем случае можем попасть в третью волну, и это перспектива 2024-2025 года. На слайде ниже сроки проведения аукционов (не запуска сетей) по продаже лицензий на частоты C-Band в различных странах мира.

Сколько будет стоить связь 5G

Я бы посчитал этот вопрос смешным, если бы не было так грустно — практика показывает, что люди не понимают очевидных вещей — сама по себе технология не будет стоить каких-то отдельных денег, как не будет и отдельных 5G-тарифов. Их не было для 3G, не было для 4G (хотя все это уже забыли, несмотря на то, что между запуском 3G и 4G в нашей стране прошло всего три года). Но возможны сценарии подключений к интернету домашних хозяйств через сети 5G ( в мире уже есть такие примеры, например, в Швейцарии, где запрещено законом прокладывать кабели в горах и у провайдеров интернета нет другого выхода кроме как передавать данные по радиоканалам). С точки зрения пользователя это будет просто тариф на интернет, при котором он получит заветную коробочку «с интернетом», которая и будет обеспечивать дом выходом в сеть. Такой вариант доступа называется FWA (Fixed Wireless Access или фиксированный беспроводной доступ) и используется, например, оператором Verizon в США. Из приятного — благодаря всем этим скоростям и повышенной емкости сетей 5G станет возможна такая фантастическая штука, как по-настоящему безлимитный мобильный интернет. И в мире уже есть примеры таких тарифов операторов, правда, в странах, где ARPU (средний доход в месяц с абонента) не 2 доллара, как у нас, а долларов 50 хотя бы. Иначе экономика никак не сходится.

Читать еще:  Как включить автоповорот экрана на телефоне

Если говорить о 5G в смартфонах, то это тема для отдельного разговора и еще одной боли. Во-первых, смартфонов с 5G еще очень мало. Во-вторых, стоят они под тысячу долларов. В-третьих. впрочем, первых двух вам что ли мало? Конечно, как и всегда, ценник на смартфоны с поддержкой 5G будет опускаться каждый год, но ситуация в корне отличается от запуска 3G и даже 4G. На момент запуска 3G в Украине смартфонов без поддержки 3G уже не выпускали несколько лет. На момент запуска 4G моделей без поддержки LTE было немного (и те, что были — в ультрабюджетном сегменте). Проникновение смартфонов обгоняло проникновение сетей. В случае с 5G все будет строго наоборот. Хотя радует, что мы вообще обсуждаем перспективы 5G уже сейчас, когда сети только появляются в мире, а не спустя, скажем, 10 лет, после того как технология уже будет доступна во всем мире.

В сухом остатке

Чтобы не заканчивать на грустной ноте, вот вам еще один слайд, внушающий сдержанный оптимизм. В левой части график потребление трафика мобильными абонентами — он растет на безумные 50% в год. В 2019 году ожидается, что в среднем один пользователь мобильной связи на этой планете будет потреблять 4 ГБ мобильного трафика. Правая часть еще интереснее — на ней видно, что несмотря на запуск сетей 5G в мире, главным источником мобильного интернета в мире (и основой для заработков операторов) на следующие несколько лет все еще будут сети 4G. Поэтому можно (пока) расслабиться и пользоваться тем, что уже есть и что можно значительно улучшить (как — мы и наши коллеги писали уже не один раз, повторяться про диапазоны в 700-900 МГц, технологическую нейтральность и так далее я не буду, если что — полезные ссылки по теме есть ниже).

Зачем нужен 5G? Преимущества сетей нового поколения

Для начала ознакомимся с технической стороной вопроса. 5G (или пятое поколение беспроводной мобильной связи) – это набор технических характеристик сотовой сети. В настоящее время согласованные стандарты для 5G выглядят следующим образом:

  • Пиковая скорость передачи данных – как минимум 20 Гбит/с нисходящей линии связи (то есть от оператора к абоненту) и 10 Гбит/с восходящей линии связи на мобильную базовую станцию. В целом, это означает 20-кратное увеличение скорости по сравнению с 4G LTE.
  • Плотность соединения 5G – не менее 1 миллиона подключенных устройств на квадратный километр.
  • Мобильность – 5G позволит абоненту передвигаться со скоростью до 500 км/ч (у 4G – 120 км/ч).
  • Энергоэффективность – «спящий» режим базовых станций и сокращение радиуса действия сот в плотных сетях позволят значительно уменьшить энергопотребление.
  • Увеличение спектральной эффективности составит по нисходящей линии 30 бит/с/Гц, на линии вверх – 15 бит/с/Гц.
  • Задержка в идеальных условиях сети 5G составляет до 1 мс (по сравнению с 20 мс для LTE).

Где будет применяться 5G?

Откровенно говоря, для простого пользователя вполне достаточно 4G – этот стандарт позволяет смотреть потоковые видео и играть в ресурсоемкие игры без существенных неудобств. К тому же, было бы странно, если бы технология, названная революционной, была разработана для применения только в развлекательной сфере (хотя и ее, конечно, не оставили без внимания). На самом деле все гораздо серьезнее, и пятое поколения мобильных сетей охватывает куда более важные сферы жизни, чем просмотр сериалов на Netflix.

Человек с каждым годом потребляет все больше данных. Существующие полосы спектра становятся перегруженными, что приводит к сбоям в обслуживании, особенно когда множество людей пытаются получить доступ к услугам сети одновременно. 5G гораздо лучше справляется с тысячами синхронно подключенных устройств: от мобильных телефонов до датчиков оборудования, видеокамер и уличных фонарей.

С другой стороны, затраты на переход к инфраструктуре 5G будут огромными. Минимальная оценка стоимости строительства и поддержки сетей 5G в России оценивается НИИР в 164 млрд рублей (в США предполагаются затраты свыше 200 млрд долларов в год в течение следующих 5-10 лет, и почти все из них будут оплачены частными инвесторами). А это означает, что такие затраты должны быть оправданы действительно революционными изменениями во всех сферах жизни.

Что же нас ждет в глобальном смысле, когда сети 5G окончательно будут развернуты?

Энергетика и коммунальное хозяйство

Энергетические установки требуют постоянного обслуживания, от этого зависит их правильное функционирование и безопасность. Быстрая и надежная связь 5G позволит непрерывно следить за системами с помощью датчиков (детекторы утечек на трубопроводах и др.). Это значительно сократит потребность во вмешательстве человека и повысит безопасность энергосистем.

5G улучшит удаленный мониторинг энергетических объектов, таких как ветряные электростанции и солнечные фермы

Благодаря масштабному подключению большего числа устройств в рамках растущего Интернета вещей (IoT) энергетические компании смогут работать эффективнее и лучше обслуживать клиентов. Например, использование интеллектуальных счетчиков обеспечит поставщикам и клиентам онлайн-доступ к данным и аналитике потребления энергии, что позволит экономичнее распределять ресурсы. По оценкам Европейской комиссии, к 2020 году будет выпущено уже около 200 млн интеллектуальных счетчиков электроэнергии и 45 млн «умных» газовых счетчиков. При этом рассчитано, что примерно у 72% потребителей в Европе будут интеллектуальные счетчики электроэнергии и у 40% — газа.

Интернет вещей

В настоящее время продукты IoT включают в себя автономные устройства: интеллектуальные термостаты, программируемые дверные замки, лампочки и другие полезные гаджеты. По мере того, как в течение следующих нескольких лет в сеть поступят еще миллиарды устройств, они будут использовать сети 5G для отправки и получения огромных объемов новых данных.

Высокие скорости 5G помогут внедрить системы умного дома повсеместно

Умный дом выйдет за рамки простого включения обогревателей к приходу хозяев и превратится в пространство, которое адаптируется к потребностям каждого члена семьи, обеспечивая безопасность, оптимизируя потребление ресурсов (электроэнергии и воды), а также персонализируя развлечения.

Умные города

В умных городах сверхнизкая задержка передачи данных в сетях 5G будет иметь решающее значение для интеллектуальных энергосистем и подключенной инфраструктуры. Это не только улучшит качество государственных и коммунальных услуг, но и повысит общественную безопасность. Уже сейчас в Барселоне (Испания), Колумбусе (штат Огайо, США) и Сингапуре используются интеллектуальные уличные фонари и датчики, которые отслеживают такие вещи, как качество воздуха, наличие парковочных мест и сбор мусора.

Для обеспечения безопасности в умных городах датчики мгновенно оповещают о произошедших преступлениях

Колумбус, работающий по гранту Министерства транспорта США, уже внедряет и тестирует приложения, которые применяются для снижения пробок, автоматически сообщают о необходимости ремонта дорог и обеспечивают связь между беспилотными автомобилями. Так что, «умные» города – это уже не будущее, а вполне себе настоящее.

Беспилотные автомобили

Tesla способна ездить по городским улицам, пока ее водитель (или, скорее, пассажир) спокойно спит в салоне. Но что будет, если таких беспилотных машин на дорогах будут тысячи?

Использование автономных транспортных средств раскрывает одну из важнейших потребностей современной беспроводной инфраструктуры: на дороге любая секундная задержка может привести к трагедии.

Низкая задержка при передачи данных обеспечит мгновенный обмен информацией между беспилотными транспортными средствами

Способность автомобилей мгновенно реагировать и «общаться» с себе подобными с помощью 5G выведет беспилотные транспортные средства на новый уровень и обеспечит безопасность на дорогах.

Здравоохранение

С прицелом на будущее технология 5G способна повысить доступность медицинских услуг для населения и в целом увеличить продолжительность жизни человека.

Если в настоящее время фитнес-трекеры уже стали нормой, то с полноценным внедрением 5G носимые устройства (не только браслеты, но и умная одежда и обувь) смогут использовать преимущества высоких скоростей передачи данных и позволят врачам дистанционно контролировать и анализировать параметры пациента и даже мониторить, принял ли он лекарство вовремя.

5G в медицине позволит сократить время, необходимое для выявления проблем со здоровьем, и повысить точность диагнозов

5G также позволит реализовать дистанционные консультации для пациентов, которые не имеют быстрого доступа к лечебным учреждениям, например, в городах, удаленных от центра региона. Дистанционные консультации могут применяться также для профессиональной подготовки медицинских работников по всему миру, а использование виртуальной реальности с высокими скоростями 5G поможет студентам-медикам практиковать удаленный уход за пациентами в режиме реального времени.

К революционным направлениям, которым 5G открывает большие перспективы, относится роботизированная хирургия. Ее возможности поистине огромны. Например, оператор-хирург может находиться от пациента на расстоянии многих километров и успешно проводить при этом сложнейшие операции с помощью хирургических роботов, виртуальной реальности и тактильных перчаток.

Сельское хозяйство

Интеллектуальное фермерство – это не просто техническое новшество: оно необходимо, чтобы накормить постоянно растущее население планеты. 5G сможет без перебоев предоставлять данные о хозяйстве в режиме реального времени, и эти новые возможности для мониторинга и автоматизации систем приведут к «умному сельскому хозяйству».

Сельскохозяйственные устройства IoT позволят фермерам производить более точные измерения влажности, состояния почвы и жизненных показателей растений, а также точнее прогнозировать погодные условия. Что касается животноводства, то с помощью датчиков будет осуществляться мониторинг зрелости и контроль за здоровьем скота.

Сельское хозяйство относится к отрасли экономики высокого риска, который можно снизить, используя высокоточный мониторинг

В целом, 5G позволит фермерам отслеживать огромное количество факторов окружающей среды для достижения наилучших результатов в работе.

Виртуальная и дополненная реальность

Развитие 5G, как прогнозируют эксперты, поможет вывести виртуальную и дополненную реальность в массы, сделав технологии доступными широкому кругу пользователей. Быстрые скорости и низкая задержка позволят полностью погрузиться в VR/AR.

Благодаря скорости соединения транслировать VR-контент и играть в VR-игры можно будет где угодно

Кроме того, не стоит забывать, что виртуальная реальность с успехом используется не только в сфере развлечений, но также в образовании, медицине, промышленности, военной и авиационной подготовке.

Когда мы это увидим?

В Великобритании и США основные мобильные операторы уже тестируют сети пятого поколения, а в Японии операторам предоставили бесплатный доступ к 5G-частотам. Как дело обстоит у нас?

Государственная программа «Цифровая экономика» предусматривает устойчивое покрытие 5G во всех крупных городах-миллионниках к 2024 году. В настоящее время Тele2 и Ericsson развернули пилотную зону в Москве на Тверской улице, до конца года готовятся подобные зоны в Санкт-Петербурге и Казани. Что касается коммерческих сетей, то ожидается, что они появятся в России уже через два года.

Есть и сложности. Дело в том, что наиболее подходящий диапазон для быстрого и дешевого запуска 5G (3,4-3,8 ГГц) в настоящее время занят силовыми ведомствами и требует решения об освобождении на государственном уровне.

Преимущества и возможности сетей 5-го поколения поистине огромны. Но, в любом случае, не стоит ожидать молниеносной революции. Ранние развертывания уже начались, и о перспективах 5G знает все больше людей. Однако полностью работающие сети 5G, которые могут поддерживать передовые сценарии использования, все еще находятся в стадии разработки. Что ж, ожидаем невероятного цифрового будущего на высоких скоростях.

5G — пятое поколение мобильной связи

Первые пилотные 5G сети в России запустили в 2019 году в Москве операторы МТС и ТЕЛЕ2, предлагая потребителям более высокую скорость передачи данных и меньшую задержку, по нашим данным скорость 5G интернета достигала 4.5 Гбит/с. В дальнейшем 5G откроет новые возможности для промышленных приложений и IOT устройств, и станет основополагающим элементом для создания «умных городов». 5G — это следующий шаг к созданию более совершенных сетей в нашем технологичном мире.

Читать еще:  Как обрезать СИМ-карту под нано СИМ

Что такое 5G интернет и основные характеристики технологии

Наиболее распространенной технологией 5G является mmWave, но несущие также будут использовать новый спектр в области Wi-Fi ниже 6 ГГц, в полосах ниже 1 ГГц и в существующих диапазонах 4G LTE.

Общая идея заключается в том, чтобы значительно увеличить количество доступного спектра путем объединения плюсов и минусов разных частот. Объединение большего спектра с агрегацией несущих (отправка данных по нескольким частям спектра) позволяет увеличить пропускную способность и значительно повысить скорость для абонентов.

Высокочастотные базовые станции миллиметровых волн mmWave

Для того чтобы достичь более высоких скоростей, нам нужно расширить спектр. Миллиметровые волны, которые находятся в частотном спектре 30–300 ГГц, предоставляют нам необходимое пространство для расширения спектра. mmWave позволяют передавать данные на высокой скорости, но из-за большого затухания радиус действия сужается. И втрое ограничение высокой частоты — эти волны не могут проникать сквозь преграды – деревья, стены зданий. Поэтому приходится менять архитектуру сети: высокие мощные базовые станции, покрывающие большие расстояния будут работать совместно с компактными маломощными ячейками.

Спектр 5G

Полный спектр показан на рисунке выше, желтым цветом изображены существующие полосы, которые уже могут использоваться 5G NR для мобильных широкополосных и IoT-приложений. Затем показана полоса зеленого цвета, которая одобрена на всемирной конференции радиосвязи ВКР-19, и полоса красного цвета с большей шириной полосы. Красная полоса регулируется соглашением федеральная комиссии по связи.

5G NR может использовать спектр от 6 ГГц до 100 ГГц. По сравнению с LTE-A пропускная способность системы 5G увеличивается в 10 раз (с 100 МГц в LTE-A до 1 ГГц +). Полосы для NR в основном классифицируются как Low Band, Mid Band и High Band, и эти полосы могут использоваться в зависимости от приложения, как указано ниже:

  • Низкий диапазон — ниже 1 ГГц. Более длинный диапазон, например, мобильная широкополосная связь и массовые IoT, например: 600 МГц, 800 МГц, 900 МГц. Это охват больших расстояний;
  • Средний диапазон — от 1 ГГц до 6 ГГц. Более широкие полосы пропускания: 3.4–3.8 ГГц, 3.8–4.2 ГГц, 4.4–4.9 ГГц. Высокая пропускная способность в городских районах, охват среднего радиуса действия. Использование внутри помещений;
  • Высокий диапазон — выше 24 ГГц (мм-волна). Экстремальные полосы пропускания, например: 24.25–27.5 ГГц, 27.5–29.5, 37–40, 64–71 ГГц. Малый радиус действия и большая пропускная способность.

Большое количество малых сот

Малые соты — это базовые станции с небольшим радиусом действия, они покрывают на улицах ограниченную область или применяются внутри помещений. Малые соты имеют все основные характеристики обычных базовых станций, поддерживают высокие скорости передачи данных с минимальной задержкой.

В зависимости от зоны покрытия и количества обслуживаемых пользователей Малые БС делятся на три основные категории.

Фемтосоты (Femtocells)

Фемтосоты — это в основном небольшие мобильные базовые станции, предназначенные для обеспечения расширенного покрытия в жилой зоне и офисных помещениях. Плохой уровень сигнала от базовых станций оператора мобильной связи может быть компенсирован путем использования Femtocells. Фемтосоты в основном используются для расширения зоны покрытия и увеличения емкости данных для пользователей внутри помещений. Для их работы необходим Интернет канал.

Все, что вы хотели знать про 5G, но не знали где спросить

Вокруг сетей мобильной связи пятого поколения сформировалось столько мифов, предубеждений и заблуждений, что пора взять и простым языком объяснить что это такое, зачем (и кому) нужно. Сколько будет стоить (ооо, это вообще любимый вопрос, еще со времен запуска 3G) и когда появится в Украине (простой ответ — не скоро).

Для чего нужна сеть 5G

Тут важно понимать даже (и особенно) если это задевает чьи-то чувства любви и тяги к росту цифр, что сети 5G еще в большей степени, чем сети 4G — это история не про скорость передачи данных (которая и так уже достигла «потолка» возможностей смартфонов — у нас просто нет приложений, требующих скоростей передачи данных выше 100 мегабит в секунду), а про повышение емкости уже существующих сетей операторов мобильной связи. В ближайшие годы и десятилетия нас ждет взрывной рост числа всевозможных датчиков и устройств, подключенных к интернету. То есть того самого интернета вещей (IoT), о котором мы слышим уже лет 15. На каждого мобильного пользователя-человека будут приходиться сотни, если не тысячи устройств. Они есть у нас уже сейчас (все эти умные часы/браслеты, IP-камеры, пылесосы и стиральные машины), с каждой минутой (не днем, и не месяцем) их становится все больше и больше. Рано или поздно к интернету будут подключены все счетчики газа/воды/электричества (просто в столице — раньше, в селе Кукуево — в последнюю очередь, хотя это сильно зависит от самих жителей села, точнее от их навыков самоуправления). Уже сейчас жителям мегаполисов может не хватать скорости мобильного интернета (вы ведь сталкивались с критикой качества связи, неправда ли?) просто потому, что его потребление растет более высокими темпами, чем операторы ставят свое оборудование. Для лучшего качества сети нужно больше сайтов (базовых станций) в городе, что явно не понравится людям, носящим шапочки из фольги. Собственно, сеть 5 поколения и должна не только решить текущие и еще не возникшие проблемы, но и обеспечить какой-то задел на некоторый период времени в ближайшем будущем (пока на смену им не придут сети 6 поколения, надеюсь, к тому времени мы все будем еще ходить без имплантов в мозгу, обеспечивающим выход в интернет как у героини сериала «Годы»).

В чем отличие сети 5G от сетей 4G

Сеть 5G стоит на трех китах, имя которым eMBB, URLLC и mMTC. Здесь и дальше будут слайды, любезно предоставленные компанией Huawei из их презентации. Они все на английском, но я попробую объяснить все самое важное своими словами. Если коротко, то речь идет о более высокой скорости передачи данных (до гигабита в секунду) — eMBB (enhanced Mobile Broadband), низком времени отклика (миллисекунда и еще меньше) — URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) и высокой плотности обслуживаемых устройств (до миллиона на квадратный километр) — mMTC (massive Machine Type Communications). Представители Киевстара, к слову, говорили, что всего этого достичь (при желании) можно и сейчас, но не одновременно (выберите 2 пункта из 3, а еще лучше — 1).

Из слайда ниже видно для чего необходим каждый из трех компонентов 5G: более высокая скорость для передачи видео с высоким битрейтом (3D-видео, 360-градусное видео, видео с элементами дополненной реальности или виртуальной реальности). Низкое время отклика необходимо для контроля критически важных компонентов инфраструктуры городов будущего — например, управления автопилотами автомобилей: задержка в принятии решения в доли секунды может стоить чьей-то жизни, (хотя я лично считаю пример не очень удачный, поскольку такие системы обязаны работать автономно вообще без подключения к интернету, но будет значительно лучше, если все беспилотные автомобили будут обмениваться данными друг с другом и получать информацию о ситуации на дороге в режиме реального времени). Наконец, вся эта невообразимая плотность в миллион устройств на квадратный километр (помним, что стандарт сделан с запасом, чтобы хватило и через несколько лет) пригодится в условиях мегаполисов, когда через беспроводной интернет (оптику не протянешь к каждому дереву и столбу в городе) будут связаны все светофоры, камеры видеонаблюдения, всевозможные датчики, управляющие городской инфраструктурой, а также все эти арендованные автомобили, велосипеды и прочие самодвижущиеся транспортные средства. Ну, и люди, наверное (сарказм) тоже.

Любопытно, но даже сама Gartner, придумавшая ту самую кривую Гартнера, считает, что мы еще не на волне хайпа, а еще на взлете интереса к 5G. То есть до некоторого разочарования от всех этих инноваций еще далековато (но, надеюсь, после прочтения этого текста для вас «разочарование» наступит раньше, а вот все остальные люди еще подождут).

Кто придумал 5G и кто заведует стандартами

Небольшое лирическое техническое отступление для тех, кто хочет знать больше (те, кто реально знают больше имеют полное право сказать, что на самом деле я не разобрался и все еще сложнее, но там уже технические дебри, доступные для понимания от силы пары тысяч человек на всю нашу страну). Стандартом 5G управляет консорциум 3GPP (3rd Generation Partnership Project), созданный еще в 1998 году для управления и развития стандартов мобильной связи. Может вы удивитесь, но полностью стандарт 5G еще не утвержден, хотя его принятие разбили на две фазы. Первая стартовала еще в декабре 2017 года — это ревизия 15, положившая начало формальному запуску стандарта 5G (он получил, кстати, официальное название New Radio или NR). Но в текущем виде описан только стандарт eMBB, стандарт URLLC и mMTC появится в 16 ревизии, после чего сети 5G смогут стать «полноценными» (там, где они уже есть, само собой).

Как будут развиваться/замещаться сети 4G

Интересная особенность сетей 5G — в них нет голосовой связи. От слова «совсем». То есть для перехода на 5G необходим запуск Voice over LTE (VoLTE). Это тоже создает дополнительные сложности для операторов. В Таиланде местный оператор True из-за этого пошел на необычный ход — параллельно с модернизацией своей сети выпустил специальный кнопочный телефон ценой в 25 долларов с поддержкой VoLTE, чтобы пользователи с невысокими доходами могли пользоваться голосовой связью после модернизации сети. Но вообще основой для развития сети 5G является базовая сеть 4G, фирменные штуки 5G будут задействованы только в мегаполисах — там, где есть огромное количество абонентов (и люди, как мы помним, в меньшинстве — в основном, планируется подключение других устройств).

Радиочастотный ресурс 5G: еще три кита

Важной частью проблемы внедрения сетей 5G является вопрос использования радиочастот. И это самая болезненная тема (не считая еще более болезненной — кто будет платить за все эти не дешевые технологические новшества, хотя в радиочастотный ресурс все украинские операторы неизбежно станут вкладывать деньги, если государство станет продавать лицензии, просто чтобы не потерять преимуществ в будущем). Сети 5G используют три различных диапазона частот:

  • низкий диапазон (меньше 1 ГГц, например, 700 Мгц) — будет использоваться для повышения покрытия сети в малонаселенной местности
  • средний диапазон (его традиционно называют C-band, изначально он использовался спутниковой связью, 1-6 ГГц) — основа сетей 5G, дающая тот самый гигабит в секунду, но его возможности ограничены зоной действия в 500 метров
  • миллиметровый диапазон 26-38 ГГц — в нем можно достичь космических скоростей до 20 гигабит в секунду, но радиус действия всего 100 метров, это решение для узкоспецифических задач

Если говорить об Украине, то с радиочастотным ресурсом все сложно. Нет (пока) лицензий на использование новых частот. Нет технологической нейтральности для уже выделенных частот (радиочастоты выделяются операторам под конкретную технологию, что сильно ограничивает их возможности по оптимизации сети). Отдельной головной болью (которая еще не раз даст о себе знать, и не только со стороны людей в шапочках из фольги) являются нормы излучения, которые откровенно несовместимы с новыми технологиями и требуют пересмотра, если мы хотим развивать современные технологии связи в нашей стране. Еще одна проблема: получение разрешительных документов на установку сайта (базовой станции). Для развертывания сетей 5G нужно будет натыкать в городе станций через каждые 500 метров, а может и чаще. Современный уровень бюрократии в стране способен поставить крест на запуске 5G в самом ее начале. Все эти сложности еще предстоит преодолеть, и это еще одна причина (помимо экономической), из-за которой не стоит ожидать скорого появления 5G в Украине.

Читать еще:  Появился значок HD на телефоне — что он означает

Как будут запускаться сети 5G в мире (и когда ждать в Украине)

Можно различить три волны запуска. Первыми сети пятого поколения получили азиатские страны (Китай, Южная Корея, Япония) — они стремятся быть на пике технологий и сохранить свое лидерство в этом. Во второй волне запуска будут страны Западной Европы, для них эра 5G начнется в 2020-2022 годах. Мы, в лучшем случае можем попасть в третью волну, и это перспектива 2024-2025 года. На слайде ниже сроки проведения аукционов (не запуска сетей) по продаже лицензий на частоты C-Band в различных странах мира.

Сколько будет стоить связь 5G

Я бы посчитал этот вопрос смешным, если бы не было так грустно — практика показывает, что люди не понимают очевидных вещей — сама по себе технология не будет стоить каких-то отдельных денег, как не будет и отдельных 5G-тарифов. Их не было для 3G, не было для 4G (хотя все это уже забыли, несмотря на то, что между запуском 3G и 4G в нашей стране прошло всего три года). Но возможны сценарии подключений к интернету домашних хозяйств через сети 5G ( в мире уже есть такие примеры, например, в Швейцарии, где запрещено законом прокладывать кабели в горах и у провайдеров интернета нет другого выхода кроме как передавать данные по радиоканалам). С точки зрения пользователя это будет просто тариф на интернет, при котором он получит заветную коробочку «с интернетом», которая и будет обеспечивать дом выходом в сеть. Такой вариант доступа называется FWA (Fixed Wireless Access или фиксированный беспроводной доступ) и используется, например, оператором Verizon в США. Из приятного — благодаря всем этим скоростям и повышенной емкости сетей 5G станет возможна такая фантастическая штука, как по-настоящему безлимитный мобильный интернет. И в мире уже есть примеры таких тарифов операторов, правда, в странах, где ARPU (средний доход в месяц с абонента) не 2 доллара, как у нас, а долларов 50 хотя бы. Иначе экономика никак не сходится.

Если говорить о 5G в смартфонах, то это тема для отдельного разговора и еще одной боли. Во-первых, смартфонов с 5G еще очень мало. Во-вторых, стоят они под тысячу долларов. В-третьих. впрочем, первых двух вам что ли мало? Конечно, как и всегда, ценник на смартфоны с поддержкой 5G будет опускаться каждый год, но ситуация в корне отличается от запуска 3G и даже 4G. На момент запуска 3G в Украине смартфонов без поддержки 3G уже не выпускали несколько лет. На момент запуска 4G моделей без поддержки LTE было немного (и те, что были — в ультрабюджетном сегменте). Проникновение смартфонов обгоняло проникновение сетей. В случае с 5G все будет строго наоборот. Хотя радует, что мы вообще обсуждаем перспективы 5G уже сейчас, когда сети только появляются в мире, а не спустя, скажем, 10 лет, после того как технология уже будет доступна во всем мире.

В сухом остатке

Чтобы не заканчивать на грустной ноте, вот вам еще один слайд, внушающий сдержанный оптимизм. В левой части график потребление трафика мобильными абонентами — он растет на безумные 50% в год. В 2019 году ожидается, что в среднем один пользователь мобильной связи на этой планете будет потреблять 4 ГБ мобильного трафика. Правая часть еще интереснее — на ней видно, что несмотря на запуск сетей 5G в мире, главным источником мобильного интернета в мире (и основой для заработков операторов) на следующие несколько лет все еще будут сети 4G. Поэтому можно (пока) расслабиться и пользоваться тем, что уже есть и что можно значительно улучшить (как — мы и наши коллеги писали уже не один раз, повторяться про диапазоны в 700-900 МГц, технологическую нейтральность и так далее я не буду, если что — полезные ссылки по теме есть ниже).

5G — пятое поколение мобильной связи

Первые пилотные 5G сети в России запустили в 2019 году в Москве операторы МТС и ТЕЛЕ2, предлагая потребителям более высокую скорость передачи данных и меньшую задержку, по нашим данным скорость 5G интернета достигала 4.5 Гбит/с. В дальнейшем 5G откроет новые возможности для промышленных приложений и IOT устройств, и станет основополагающим элементом для создания «умных городов». 5G — это следующий шаг к созданию более совершенных сетей в нашем технологичном мире.

Что такое 5G интернет и основные характеристики технологии

Наиболее распространенной технологией 5G является mmWave, но несущие также будут использовать новый спектр в области Wi-Fi ниже 6 ГГц, в полосах ниже 1 ГГц и в существующих диапазонах 4G LTE.

Общая идея заключается в том, чтобы значительно увеличить количество доступного спектра путем объединения плюсов и минусов разных частот. Объединение большего спектра с агрегацией несущих (отправка данных по нескольким частям спектра) позволяет увеличить пропускную способность и значительно повысить скорость для абонентов.

Высокочастотные базовые станции миллиметровых волн mmWave

Для того чтобы достичь более высоких скоростей, нам нужно расширить спектр. Миллиметровые волны, которые находятся в частотном спектре 30–300 ГГц, предоставляют нам необходимое пространство для расширения спектра. mmWave позволяют передавать данные на высокой скорости, но из-за большого затухания радиус действия сужается. И втрое ограничение высокой частоты — эти волны не могут проникать сквозь преграды – деревья, стены зданий. Поэтому приходится менять архитектуру сети: высокие мощные базовые станции, покрывающие большие расстояния будут работать совместно с компактными маломощными ячейками.

Спектр 5G

Полный спектр показан на рисунке выше, желтым цветом изображены существующие полосы, которые уже могут использоваться 5G NR для мобильных широкополосных и IoT-приложений. Затем показана полоса зеленого цвета, которая одобрена на всемирной конференции радиосвязи ВКР-19, и полоса красного цвета с большей шириной полосы. Красная полоса регулируется соглашением федеральная комиссии по связи.

5G NR может использовать спектр от 6 ГГц до 100 ГГц. По сравнению с LTE-A пропускная способность системы 5G увеличивается в 10 раз (с 100 МГц в LTE-A до 1 ГГц +). Полосы для NR в основном классифицируются как Low Band, Mid Band и High Band, и эти полосы могут использоваться в зависимости от приложения, как указано ниже:

  • Низкий диапазон — ниже 1 ГГц. Более длинный диапазон, например, мобильная широкополосная связь и массовые IoT, например: 600 МГц, 800 МГц, 900 МГц. Это охват больших расстояний;
  • Средний диапазон — от 1 ГГц до 6 ГГц. Более широкие полосы пропускания: 3.4–3.8 ГГц, 3.8–4.2 ГГц, 4.4–4.9 ГГц. Высокая пропускная способность в городских районах, охват среднего радиуса действия. Использование внутри помещений;
  • Высокий диапазон — выше 24 ГГц (мм-волна). Экстремальные полосы пропускания, например: 24.25–27.5 ГГц, 27.5–29.5, 37–40, 64–71 ГГц. Малый радиус действия и большая пропускная способность.

Большое количество малых сот

Малые соты — это базовые станции с небольшим радиусом действия, они покрывают на улицах ограниченную область или применяются внутри помещений. Малые соты имеют все основные характеристики обычных базовых станций, поддерживают высокие скорости передачи данных с минимальной задержкой.

В зависимости от зоны покрытия и количества обслуживаемых пользователей Малые БС делятся на три основные категории.

Фемтосоты (Femtocells)

Фемтосоты — это в основном небольшие мобильные базовые станции, предназначенные для обеспечения расширенного покрытия в жилой зоне и офисных помещениях. Плохой уровень сигнала от базовых станций оператора мобильной связи может быть компенсирован путем использования Femtocells. Фемтосоты в основном используются для расширения зоны покрытия и увеличения емкости данных для пользователей внутри помещений. Для их работы необходим Интернет канал.

Что такое 5G интернет

Интернет – важная составляющая современной жизни. Он необходим везде – не только в домашнем компьютере, но и в планшете, смартфоне, автомобиле, часах и даже в бытовой технике. Но теперь уже недостаточно просто подключить интернет: для комфортной работы он должен быть быстрым и стабильным.

5G – что это

Несмотря на то, что пока сеть 4G еще не достигла повсеместного распространения, операторы связи уже начинают тестировать интернет пятого поколения.

5G-интернет разрабатывается с учетом последних трендов в сфере технологий. Он сфокусирован на подключение большого количества домашних интеллектуальных устройств, большинство из которых будут работать по принципу «всегда онлайн». Сеть 4G, в свою очередь, используется, в основном, в качестве мобильного интернета.

5G (от англ. fifth generation — пятое поколение) — пятое поколение мобильной связи, действующее на основе стандартов телекоммуникаций, следующих за существующими стандартами 4G.

Стандарты для 5G-сетей пока находятся в состоянии разработки. Предполагается, что реально сети пятого поколения появятся в 2020 году.

В чем состоят преимущества 5G-интернета

Помимо улучшенного соединения между различными типами устройств, 5G имеет и другие преимущества по сравнению с сетями прошлых поколений:

  • более высокая скорость приема/отдачи данных,
  • уменьшенная задержка,
  • существенно увеличенная пропускная способность.

При стабильном 5G-подключении можно загрузить фильм в высоком качестве всего за несколько секунд, а также вести онлайн-трансляции без задержек.

Геймерам новый 5G интернет даст шанс проводить скоординированные операции без каких-либо сбоев и лагов.

Интернет-рынок труда (куда можно отнести фрилансеров, предпринимателей, частично или полностью работающих в сети) получит большую стабильность.

Интернет вещей (по-английски: Internet of Things, сокращенно: IoT) основан на соединении устройств (кроме обычных компьютеров и смартфонов) через интернет.

IoT Интернет вещей

Например, кухонная бытовая техника (холодильник, микроволновка, плита и т.п.), автомобили и даже кардиомониторы могут быть соединены через IoT. При наличии 5G-подключения IoT-устройства будут быстрее реагировать на изменяющиеся условия.

Все это повлияет не только на обычных потребителей связи, но и на бизнес-отрасли. Компании, работа которых сильно (или полностью) зависит от интернета, смогут действовать более эффективно.

Когда можно будет пользоваться 5G

Вероятно, многим известно, что раньше в мире огромной популярностью пользовались сотовые телефоны от компании Nokia, которые производились в Финляндии. С июня 2018 года финны запустили коммерческую сеть 5G от сотового оператора Elisa Oyj в Тампере (Финляндия) и Таллинне (Эстония). Параметры такого интернета на ноябрь 2018 года представлены ниже:

(кликните по рисунку для увеличения) Интернет 5G от финского мобильного оператора Elisa Oyj

В мире масштабное развертывание 5G начнется в 2019 году. Тогда же в продажу поступят первые мобильные устройства с его поддержкой.

В США тестированием 5G-сетей занимаются Verizon и AT&T. Крупные российские операторы связи – Мегафон, МТС и Билайн – также проводят свои испытания и обещают запустить интернет пятого поколения в период с 2020 по 2022.

Однако стоит отметить, что большая часть 5G-услуг поначалу будет недоступна. Это связано с тем, что операторам понадобится время для развертывания служб в разных регионах. Первыми 5G-интернетом смогут воспользоваться центральные кварталы крупных городов. В сельскую область сеть нового поколения придет в последнюю очередь.

Долгое ожидание, на самом деле, стоит того: работа 5G больше зависит от программного обеспечения, чем от оборудования, поэтому апгрейд сетей будет проводиться быстрее и проще.

Сколько будет стоить 5G-интернет

Пока на этот вопрос ответить нельзя. Предполагается, что в перспективе 5G будет стоить дешевле, чем пользование сетями старых поколений. Но в первое время после его развертывания, скорее всего, все будет с точностью до наоборот. К примеру, в 2018 году 5G от финской компании Elisa Oyj стоит весьма солидно – 44.90 евро за 20 Гигабайт в месяц с относительно невысокой, на мой взгляд, скоростью 600 Мбит/сек.

Каждому хочется иметь быструю и стабильную связь. 5G – это как раз то, что соответствует ожиданиям миллиардов пользователей. Кроме того, в мире все активнее применяются IoT-системы, растет объем используемых данных. Без улучшенной связи нового поколения мир не сможет развиваться в том направлении, по которому он идет сейчас.

Видео от 6 июня 2018 года: 5G-связь от Мегафона в Москве

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector
×
×