Портал о современных технологиях мобильной и беспроводной связи
Портал о современных технологиях мобильной и беспроводной связи
До недавнего времени в мире существовало четыре поколения мобильной связи . В настоящее время операторы при поддержке поставщиков оборудования (вендоров) активно тестируют возможности сетей пятого поколения, коммерческий расцвет которого ожидается к 2020 году. Объяснить это достаточно просто: существует, так называемое, правило десяти лет. Если заглянуть немного в прошлое, можно заметить, что каждое новое поколение мобильной связи появлялось примерно через 10 лет после появления предыдущего: первое поколение появилось в начале 80- годов, второе в начале 90-х, третье в начале 00-х, четвертое в 2009 году. Напрашивается вывод, что коммерческие сети 5G начнут заполнять мир именно в 2020 году.
Стандарт мобильной связи пятого поколения (5G) – это новый этап развития технологий, который призван расширить возможности доступа в Интернет через сети радиодоступа.
Стандартизацию сетей мобильной связи 2, 3, 4 и 5 поколений выполняет партнерский проект для стандартизации систем 3-го поколения (3rd Generation Partnership Project, 3GPP).
В 2017 году организация 3GPP официально сообщила, что 5G станет официальным названием следующего поколения мобильной связи и представила новый официальный логотип стандарта связи.
Задачи, которые призвана решить технология 5G:
- рост мобильного трафика
- увеличение числа устройств, подключаемых к сети
- сокращение задержек для реализации новых услуг
- нехватка частотного спектра
Услуги в сетях 5G
- Сверхширокополосная мобильная связь (Extreme Mobile Broadband, eMBB) – реализация ультраширокополосной связи с целью передачи «тяжелого» контента;
- Массовая межмашинная связь (Massive Machine-Type Communications, mMTC) – поддержка Интернета вещей (ультраузкополосная связь);
- Сверхнадежная межмашинная связь с низкими задержками (Ultra-Reliable Low Latency communication, URLLC) – обеспечение особого класса услуг с очень низкими задержками.
Подробнее услуги в сетях 5G рассмотрены по ссылке.
Очевидно, что в будущем к сети будет подключено гораздо больше устройств, большинство из которых будут работать по принципу «всегда онлайн». При этом очень важным параметром будет являться их низкое энергопотребление.
История вопроса и перспектива
Первое поколение сотовой связи пришло, когда у многих и домашнего телефона не было… А передача файлов, электронная почта в мобильном телефоне – просто за гранью желаний. Но внедрение пакетных технологий и поддержка tcp/ip, которые принесли нам сети второго поколения – это революция, которая сначала вряд ли была массово оценена как обеспечение насущной потребности. А вот сегодня трудно представить смартфон без доступа в Интернет!
Но нам же теперь хочется удобства – высокую скорость и малые задержки при передаче данных, в сочетании с качественной голосовой связью. Собственно, за это боролись разработчики сетей поколений 3 и 4. И успехи впечатляют – в реальных условиях скорость от единиц кбит/с до десятков мегабит/с, задержка от долей секунды до десятков миллисекунд (в теории и спецификациях даже лучше). Достаточно ли этого нам? Нет, конечно.
Сети 5G нацелены на существенный рост не только и не просто скорости на несколько порядков (на сегодняшний взгляд кажущейся даже чрезмерной), но и пропускной способности сети в условиях большой загрузки, и действительно малой (порядка 1 мс) задержки. Не менее важна поддержка очень большого количества устройств в сети, в том числе размещенных очень плотно. Ведь количество обслуживающих наши потребности беспроводных устройств все растет и растет.
С технической точки зрения нас ждет многодиапазонность беспроводных устройств – от привычного суб-гигагерцового до трудно осваиваемого миллиметрового диапазонов. Но без роста используемых полос частот невозможно обслужить растущий трафик. Не касаясь многих других важных особенностей, достоинств и возможностей сетей 5G, можно уверенно считать, что их время придет очень быстро, и нам скоро потребуется дальнейшее развитие беспроводных технологий, которое сегодня осторожно называют NR (New Radio) и более конкретно – 6G!
Интернет 5G на ноутбуке
В США в тестовом режиме интернет 5G для ноутбуков и ПК запустил оператор связи Verizon. Сервис получил название 5G Home.
Как и в случае со стандартным кабельным интернетом, у пользователя есть домашний модем 5G, который подключается к серверам Verizon. После этого он может подключить этот модем к маршрутизатору и другим устройствам, чтобы они могли получить доступ к интернету. Этот модем 5G располагается у окна и связывается с Verizon по беспроводной сети. Есть также внешний модем, который можно установить снаружи, если нет хорошего приема.
Пользователям Verizon обещает обычные скорости около 300 Мбит/с и пиковые скорости до 1 Гбит/с (1000 Мбит/с). Массовый запуск услуги планируется в 2019 году, месячная стоимость составит около 70 долларов в месяц (около 5 тысяч рублей).
В России сеть 5G пока тестируется в Сколково, для обычных потребителей услуга недоступна.
Области применения 5G
Сети пятого поколения позволят объединить в единую высокоскоростную систему все устройства умного дома. Счётчики, дверные замки, игровые и телеприставки, системы климат-контроля и безопасности — всё это можно будет подключить через мобильную сеть к одному управляющему устройству.
Да что там умный дом — 5G в силах объединить устройства целого умного города. Светофоры, камеры наблюдения, банковские терминалы, паркоматы, навигаторы в автомобилях, арендуемые транспортные средства (в том числе беспилотные) — умные устройства в режиме реального времени будут обмениваться информацией между собой. За счёт этого перемещение по городу станет максимально комфортным и безопасным, заработают новые удобные сервисы, городские коммунальные службы получат современные инструменты мониторинга, что скажется на качестве и эффективности работы.
Владельцы гаджетов, подключённых к 5G, почувствуют невиданную ранее свободу взаимодействия друг с другом. У вас будет практически мгновенный доступ к облачным сервисам, потоковому видео, многопользовательским облачным играм, покупкам в дополненной и виртуальной реальности, совместной удалённой работе в режиме онлайн и многое другое.
Что известно о влиянии технологии 5G на здоровье человека
— В текущей ситуации с паникой вокруг развертывания 5G-сетей нет ничего нового. Появление каждого нового поколения сотовой связи сопровождается всплесками радиофобии. Но сейчас эти настроения проявляются особенно ярко на фоне пандемии коронавируса.
Конечно, никакой связи между 5G и COVID-19 нет. Сторонники теории заговора утверждают, к примеру, что именно запуск сетей пятого поколения в Китае в ноябре 2019 года привел к эпидемии. При этом они забывают или не знают, что первые сети 5G появились в Южной Корее и США еще в апреле 2019 года. А тестовые зоны еще раньше. Это лишь один из очевидных фактов.
Если же говорить о потенциальной опасности беспроводной связи, в том числе 5G, то ученые тщательно исследуют влияние электромагнитного излучения на живые организмы еще с 50-х годов прошлого века. Есть действительно опасное излучение, его называют ионизирующим. Это глубокий ультрафиолет, рентген- и гамма-лучи. Они могут разрушать ДНК живых организмов. Всё, что находится в более низких диапазонах, в том числе радиоволны, относится к неионизирующему излучению. Оно может воздействовать на живые организмы единственным способом: нагревая их. Но даже для небольшого повышения температуры надо находиться очень близко к мощному источнику излучения.
На этом принципе основана работа микроволновой печи — энергия радиоволн в небольшом закрытом пространстве переходит в нагрев. Но мощность самой простой микроволновки составляет 700 Вт, что в несколько раз выше, чем у передатчика базовой станции (до 40 Вт). К тому же энергия, которая распространяется антеннами базовой станции, быстро рассеивается в открытом пространстве. Надо также отметить, что существуют ограничения по мощности радиоэлектронных средств. В России они составляют 10 мкВт/см 2 , а на западе — в 100 раз больше! Так что бояться сотовой связи однозначно не стоит.
Что даст 5G?
В условиях жёсткой конкуренции и стагнирующего рынка сети связи последнего поколения — это потенциальная золотая жила для операторов. Вся индустрия интернета вещей — от автопилотов, умных городов до индустриального интернета вещей — завязана на 5G. Современные сети не могут предоставить достаточную стабильность для интернета вещей, а у Wi-Fi есть ограничения: сложно обеспечить повсеместное покрытие с бесшовным переходом из одной сети Wi-Fi в другую.
Поэтому 5G — это история не столько про абонентов, сколько про всю индустрию в целом, про технологическое развитие страны и инфраструктуры. Невозможно построить «умный город» на существующих сетях.
Что 5G даёт обычным абонентам? Если прийти на большой концерт и попытаться стримить видео в интернет, то, скорее всего, ничего не получится. В 5G намного более насыщенные частоты, которые позволяют большему количеству устройств получать более быстрый интернет. Для многих миллениалов и поколения Z это важно и может стать причиной выбора оператора и тарифа.
Требования к качеству видео тоже растут. Даже YouTube переходит на разрешение 4К, и в сетях 4G видео такого качества будет грузиться уже достаточно долго. В ближайшем будущем, например, трансляция футбольного матча будет идти с миникамер участников матча, а зритель сможет увидеть гол глазами форварда и вратаря. Чтобы получить такой эффект присутствия, нужно оперативно передавать большой объём данных, для чего и необходимы современные сети.
Преимущества и недостатки 5G
Уверены, многие из вас сразу же задумались – а зачем нам такая “космическая” скорость в 20 Гбит/с? Здесь мы плавно переходим к новой эре, или может даже эпохе, в которую нас ведёт 5G. Не будет заглядывать наперёд, а используем реальный пример – моментальная передача информации на сервер и обратно, как это было реализовано в NExtbit Robin – смартфоне с облачным хранилищем, в котором редко используемые данные загружались на сервер.
Возможно, с внедрением 5G может появиться множество смартфонов с весьма простым аппаратным обеспечением и оболочкой в виде браузера (корпорация Google зрит в будущее), которые практически все вычисления станут производить на серверах и передавать обратно.
А благодаря практически моментальному отклику, разницы в работе между обычным смартфоном с топовым железом и подобным гаджетом не будет. Это может сделать устройства дешёвыми и дать развитие таким технологиям как умные очки и многое другое.
Преимущества сетей пятого поколения мы разобрали. Теперь стоит перейти к недостаткам, а их немало.
Чем больше базовых станций расположено на территории, тем проще отследить устройства, которые так или иначе имеют с ними связь. Увеличится поток и скорость обработки информации, которая будет проходить через них на сервера, соответственно, станет гораздо больше точечной рекламы. Считайте, билборды плавно перекочуют с улиц в наши карманы. Не самая интересная перспектива, согласитесь.
К тому же, стоит учитывать то, что устройства с поддержкой 5G по стоимости будут значительно превышать аналоги без него. А так как технология лишь развивается, то в ближайшие годы смартфоны с 5G модемами будут бесполезны. Тем более, в некоторых странах лишь относительно недавно ввели 4G, куда уже за следующее поколение говорить.
Несмотря на все преимущества новой технологии, покупая сейчас смартфон с поддержкой пятого поколения мобильной связи, вы выбросите деньги на ветер – в ближайшие 2-3 года полноценного распространения 5G не предвидится, а к тому времени уже можно будет сменить, как минимум, два устройства.
Есть ещё один нюанс — приобретя разрекламированный маркетологами продукт, вы добавляете огромную ложку дёгтя в бочку мёда единственному конкуренту Google – корпорации Apple. Даже если вы по какой либо причине недолюбливаете этого производителя, не забывайте – без адекватной конкуренции создатель Android станет, по сути, монополистом на рынке мобильных устройств. А монополия, как известно, тормозит прогресс и, вполне возможно, Google перестанет полноценно работать над ОС Android, обновляя и совершенствуя его. Будет примерно как Intel в 2010-х годах – выпускать новые продукты с минорными отличиями.
Нужно ли сейчас покупать телефон с 5G-интернетом?
Мы в Neovolt.ru считаем, что торопиться не следует хотя бы потому, что 5G-комплектующие (антенна и модем) требуют внутри смартфона дополнительное пространство, которое отнимается у элемента питания. Ещё не так давно производители нас пытались убедить, как много места освободится под аккумулятор после удаления аудиоразъёма 3,5мм.
Теперь они заполняют это драгоценное внутреннее пространство телефона чипом для 5G-связи, которой в большинстве стран пока даже ещё и нет.
Qualcomm знает о сокращении времени работы. Есть и негативные отзывы корейских пользователей 5G-сетей. Наличие 5G в телефоне может оказаться для вас неприятным сюрпризом, если от устройства требуется практичность, автономность.
Будет ли 6G и когда?
Смотрите: цикл смены поколений в сотовой связи — порядка десяти лет. Вот между первым и вторым, вторым и третьим, четвертым и пятым проходит плюс-минус десять лет. Десять лет — это очень много в современном мире, совершенно точно. Не было еще прецедента, чтобы мы не исчерпывали ту инфраструктуру, которую построили до этого.
На самом деле 6G уже запланировано. Оно будет внедряться на рубеже где-то 2030 года. И исследования в мире уже начались, в том числе и мы в «Сколтехе» их уже проводим.
