Пятое поколение технологий сотовой связи проделало немалый путь от разработки стандартов до этапа практического внедрения. И когда этот стандарт утвердится и станет повсеместным, можно будет говорить о революционном скачке в индустрии, настолько сильно отличается скорость передачи цифровых данных в таких сетях.
Но пока до этого далеко, 5G находится в возрасте если не младенца, то детсадовца точно. Мы попробуем осветить все достоинства технологии, а также объективные и субъективные препятствия, сдерживающие наступательное движение высокоскоростных сетей.
Что такое связь 5G
Сети 5G (fifth generation) представляют собой эволюционное развитие сотовой связи. В основу технологии положены стандарты, пришедшие на смену четвёртому поколению 4G/IMT-Advanced.
Как заявляют разработчики, новый стандарт гарантирует минимизацию временных задержек при отправке данных, существенно расширив функционал коммуникационных возможностей смартфонов. По их мнению, грядёт эра интернета вещей, получившая даже собственное название – IoT. Действительно, многие бытовые приборы начали оснащать искусственным интеллектом, а термин «умный дом» уже становится привычным и в чём-то обыденным. Интернетизация всего, что только можно, требует повышения пропускной способности сети, и скорости порядка до 2 Гб/секунду будут весьма кстати. Технология обеспечивает также меньший расход энергии по сравнению с 4G-сетями, что тоже немаловажно в эпоху тотального использования возможностей интернет.
Разумеется, возможности 5G сетей интернетом не ограничиваются – стандарт обещает стать планетарной платформой для разворачивания самых необычных технологий, о которых сегодня можно только гадать. В любом случае переход на пятую генерацию скоростной мобильной связи позволяет забыть о проблемах с загрузкой тяжёлых интернет-страниц и с просмотром потокового видео высокого разрешения. Достаточно сказать, что подобные сети позволяют поддерживать порядка миллиона одновременных подключений на квадратный километр – просто фантастические цифры!
Да, комплекс технологий 5G на сегодня можно назвать «сырым», некоторые компоненты до конца не разработаны, но в основном заявленные характеристики достижимы уже сегодня, обеспечивая невиданную скорость, надёжность и пропускную способность сети.
Можно не сомневаться, что новый стандарт в обозримом будущем вытеснит предшественников, и 3G/4G станут уделом морально устаревших устройств. Более того, с такими скоростями ставится под сомнение перспективность Wi-Fi, ведь для этого беспроводного стандарта требуется использование роутера, а новый стандарт связи обеспечивает не менее скоростную связь без требования применения дополнительных девайсов, при этом технология позволяет создавать несколько виртуальных сетей в рамках одной физической. Так что вполне вероятно, что 5G начнёт вытеснять Wi-Fi в тех сферах, где последняя технология сегодня безраздельно властвует.
Не подлежит сомнению, что скоростной интернет 5G даст мощный импульс созданию принципиально новых устройств самого разного назначения, домашнего, офисного или промышленного. Ожидается прорыв в медицинской сфере (удалённая медицина), в транспорте и логистике.
Принцип работы 5G предполагает использование более мощных передатчиков и развёртывание более плотной сети вышек на единицу площади. Такой комплекс мер обеспечит передачу сигнала на необходимые расстояния, учитывая небольшую дальность действия коротковолновых (с длиной волны 11-0 мм, посылаемой в частотном диапазоне 30–300 ГГц) передатчиков. Важна и высота их размещения, поскольку дальность действия такого сигнала сильно зависит от наличия природных и искусственных препятствий, а также от метеорологических условий.
Мы описали далеко не все сферы применения, для которых нужен 5G. Чего стоит опасаться от массового применения новой технологии – вопрос не менее важный и на сегодня недостаточно изученный, а спекуляций на эту тему имеется огромное количество.
Во многих странах разворачиваются настоящие движения против 5G, в ходе которых уничтожаются вышки и чинятся всевозможные препятствия продвижению скоростной технологии связи. Это довольно серьёзный сдерживающий фактор, опирающийся на отсутствие долговременных исследований о влиянии высокочастотных волн на окружающую среду.
В чём состоят главные отличия 5G от 4G
С точки зрения реализации сети пятого поколения – более затратные. В силу вышеназванных причин для развёртывания такой сети требуется большая плотность передатчиков и соответствующей инфраструктуры, поскольку без этого обеспечить равноценное покрытие невозможно.
Поэтому можно не сомневаться, что высокоскоростной интернет 5G будет обходиться пользователям намного дороже, чем сейчас. По крайней мере, на начальных этапах, пока это оборудование не окупит себя.
Но преимуществ у новой технологии достаточно:
- Скорость передачи данных. Маркетологи всегда приводят сравнение скорости передачи данных 5G по сравнению с сетями 4G как главный аргумент. И он действительно впечатляет: 1–2 Гб/сек, по сравнению со 100 Мб/сек – это рост на целый порядок, и даже больше. Такие резкие десятикратные скачки уже не подпадают под понятие эволюционных. Тем более что во время тестирования были достигнуты гораздо более внушительные цифры.
- Минимизация задержки сигнала, хотя и не влияет напрямую на скорость передачи данных, но имеет важное значение с точки зрения реакции устройств на действия пользователей. Существует немало сфер, где этот параметр критически важен. Здесь преимущество тоже десятикратное: до 1 мс у 5G против 10 миллисекунд у сетей четвертого поколения и 100 мс – у третьего.
- MIMO-массивы – ещё одна передовая и очень важная технология, касающаяся развёртывания сетей 5-го поколения. Заключается она в использовании на каждом передатчике нескольких антенн, что позволяет увеличить скорость и улучшить качество передаваемого сигнала.
- Диапазон частот сети 5G стартует с показателя 30 ГГц и может достигать 300 ГГц, тогда как у 4G/LTE рабочие частоты располагаются ниже отметки 3.5. Увеличение частот позволяет добиться минимизации помех, но по сравнению с сетями предыдущих генераций требует увеличения мощности передающего оборудования и более плотного их размещения.
- Технология Network slicing позволяет организовывать логически независимые сети, при этом сегментация инфраструктуры предоставляет расширенные возможности оптимизации трафика с одновременным ростом безопасности передачи данных.
- Плотность покрытия у сетей 5G по умолчанию максимальная, поскольку большое количество вышек и повышенная мощность передатчиков необходимы для поддержания качества передаваемого сигнала на высоком уровне из-за использования коротких волн.
Впрочем, маркетологи не акцентируют внимания на выдающихся характеристиках технологии, обращая внимание на новые возможности применения 5G, включая пресловутый интернет вещей.
Когда 5G появится в России
Хотя о пятой генерации сотовой связи разговоры идут достаточно давно, о конкретной дате запуска 5G в России сведения пока довольно туманные. Известно только, что технология находится на стадии тестирования, которое проводится в нескольких мегаполисах страны. Да и сами пользователи в своём большинстве пока удовлетворены качеством и покрытием сетей 4G.
Но, как говорится, караван упорно движется вперёд, и на данный момент технологическая платформа для создания пилотных зон в столице уже сформирована. Когда же появится 5G в Москве? Операторы Теле2 и Мегафон уже опробовали видеозвонки в скоростной сети, но до коммерческой эксплуатации дело никак не дойдёт. Планировалось запустить сеть в конце 2019 года, но технические неурядицы отложили старт проекта, а затем вмешался коронавирус.
О каких же проблемах идёт речь? Дело в том, что для развёртывания сети нужно выделить подходящий частотный диапазон. Оптимальным с точки зрения совместимости с абонентскими устройствами является интервал 3.3–3.8 ГГц, который используют Минобороны РФ, а также космическое ведомство, и эти структуры не дали согласия на использование указанных частот.
Подходящим можно назвать и высокочастотный диапазон, но его применение сдерживают санитарные нормы, касающиеся безопасности излучения электромагнитных волн (допустимый предел – 10 МкВт на квадратный сантиметр). О пересмотре норм пока речи не идёт.
Третье направление – создание собственного оборудования, способного работать на частотах, для использования которых препятствий нет. Но, как вы понимаете, перспективы здесь достаточно туманные.
Так что дата выхода сетей стандарта 5G в России неизвестна. Подвижки в этом направлении имеются как со стороны государства (имеется в виду госпрограмма «Цифровая экономика»), так и со стороны крупных корпораций, заинтересованных в продвижении скоростной технологии. Согласно некоторым оценкам, для запуска сетей 5-го поколения требуются вливания в объёме порядка 650 миллиардов рублей.
Так что вопрос, есть ли в России 5G, на сегодня остаётся без ответа. Полноценного развёртывания сетей, по прогнозам специалистов, следует ожидать не ранее 2022 года. В каких городах ждать появления 5G интернета в первую очередь, вполне очевидно – в столице и Санкт-Петербурге, но можно не сомневаться, что этап апробации продлится недолго, и примеру этих городов последуют другие регионы. Массовой технология станет не ранее чем через 6–7 лет.
В каких странах 5G интернет уже есть
Технология испытывается уже много лет, но говорить о широком покрытии сегодня не приходится, если не считать отдельные страны.
Всё упирается в необходимость мощного финансирования и согласования частотного диапазона – это самые больные темы для многих государств.
На сегодня сети пятого поколения функционируют в более чем 20 государствах на всех континентах, кроме Антарктиды.
Предлагаем вашему вниманию карту, на которой отмечено где есть покрытие 5G в старушке Европе:
Как видим, на территории постсоветских стран единственная стана, где имеется 5G – это Казахстан, но и здесь сеть покрывает небольшую территорию и носит, скорее, тестовый характер. Безусловный лидер здесь – маленькая и богатая Швейцария, на втором месте – Великобритания.
А теперь – другая карта, позволяющая изучить, где в мире есть действующие сети 5G:
Ожидаемо, что больше всего их в США, где первые сети начала разворачивать компания Verizon ещё осенью 2018 года.
Какие смартфоны/телефоны поддерживают технологию 5G
Если есть действующие сети, то значит, что имеется и оборудование, поддерживающее их использование. Действительно, многие производители смартфонов достаточно быстро среагировали на появление нового стандарта. Если говорить о конкретных моделях, то по состоянию на лето 2020 года технологию 5G поддерживают следующие смартфоны:
- Samsung Galaxy S20 Ultra;
- Meizu 17 Pro;
- Honor 30 Pro;
- Nokia 8.3;
- Xiaomi Mi 10;
- Huawei P40;
- OPPO A91;
- OnePlus 8 Pro;
- Poco F2 Pro.
Смартфон Honor 30 Pro
Смартфон Xiaomi Mi 10
Смартфон Samsung Galaxy S20 Ultra
Смартфон Poco F2 Pro
Смартфон OPPO A91
Смартфон OnePlus 8 Pro
Смартфон Nokia 8.3
Смартфон Meizu 17 Pro
Смартфон Huawei P40
Другими словами, смартфоны с поддержкой сетей 5G имеются в ассортименте большинства производителей, а у некоторых – и целые линейки. Тенденция налицо. Если гиганты индустрии не боятся вкладывать немалые средства в развитие нового стандарта, можно надеяться, что в среднесрочной перспективе лёд всё-таки тронется.
