Обзор сети пятого поколения (5G)
Что такое 5G и как эта технология изменит нашу жизнь
В чём главные отличия 5G от существующих стандартов?
Что мы получим от внедрения 5G?
Мой смартфон будет работать в новой сети?
Узнайте, что даст пользователям мобильная связь нового поколения и стоит ли прямо сейчас покупать смартфоны с поддержкой 5G.
Что такое 5G?
5G (fifth generation) — это сокращённое название пятого поколения мобильной связи, которое придёт на смену существующим сейчас 3G и 4G. За этим сокращением скрывается целый набор технологий, многие из которых ещё находятся на стадии разработки. Завершение этапа тестирования и утверждение стандартов ожидается не ранее 2020 года.
В чём главные отличия 5G от существующих стандартов?
Внедрение пятого поколения мобильных сетей обещает стать революционным прорывом в области связи за счёт следующих нововведений:
- Массивные MIMO. Эта технология подразумевает использование нескольких антенн на приёмопередатчиках. В результате скорость передачи данных и качество сигнала возрастёт пропорционально количеству антенн за счёт разнесённого приёма.
- Новые диапазоны. Сегодня сети LTE занимают частоты ниже 3,5 ГГц. Стандарты 5G подразумевают использование более высокочастотных диапазонов. Это позволит избавиться от помех, однако заставит увеличить мощность передатчиков и более плотно размещать базовые станции.
- Network slicing (нарезка сети). Эта технология позволяет мобильным операторам разворачивать логически изолированные сети, каждая из которых будет выделена под определённые нужды, например для интернета вещей, широкополосного доступа, трансляции видео и так далее. Таким образом мобильная сеть нового поколения сможет более гибко подстраиваться под различные применения.
- D2D (Device-to-device). Устройства, находящиеся неподалёку друг от друга, смогут обмениваться данными напрямую.
Что мы получим от внедрения 5G?
Первое и самое важное следствие внедрения 5G — значительное увеличение скорости передачи данных. В ходе предварительного тестирования было зафиксировано достижение пиковых показателей на уровне 25,3 Гбит/с. Если говорить о реальных скоростях, которые ждут обычных пользователей, то в 5G они достигнут 10 Гбит/с.
Это значит, что вы сможете загружать фильмы в разрешении Full HD за считаные секунды.
Для сравнения: сейчас максимальная скорость 4G у абонентов редко превышает 100 Мб/с. Большая пропускная способность сети пригодится для прямых трансляций видео высокой чёткости, работы приложений виртуальной реальности, организации систем удалённого обучения.
Ещё 5G уменьшает задержку сигнала до 1 миллисекунды. Напомним, что сейчас задержки могут достигать 10 миллисекунд в сетях 4G и 100 миллисекунд в 3G. Улучшение этого показателя позволит использовать мобильное подключение даже в тех ситуациях, когда критически важное значение имеет время отклика. Например, для дистанционного управления сельхозтехникой, промышленными роботами или беспилотными автомобилями.
Глобальное распространение сетей пятого поколения приведёт, скорее всего, к постепенной смерти Wi-Fi. Ваш смартфон, планшет или ноутбук всегда и везде будут иметь доступ к интернету, независимо от того, есть рядом роутер или нет.
Мой смартфон будет работать в новой сети?
Нет. Для использования всех возможностей сетей следующего поколения понадобится приобрести смартфон, который их поддерживает. Уже известно о скором выпуске нескольких таких устройств. В их числе Xiaomi Mi Mix 3, Samsung Galaxy S10, Motorola Moto Z3, ZTE 5G, Huawei Mate Flex, Oppo F11 Pro, Nokia 10 и некоторые другие.
Однако не спешите оказаться в первых рядах покупателей. Технология 5G активно развивается, её стандарты окончательно ещё не утверждены. Вполне возможно, что финальная реализация будет несколько отличаться от текущей, поэтому продающиеся сейчас устройства быстро устареют. К тому же мобильные сети 4G ещё далеко не полностью исчерпали потенциал своего развития.
Когда ждать?
Сейчас во многих странах проводятся испытания 5G. Полноценный запуск первых сетей нового поколения планируется не ранее 2020 года. Скорее всего, это произойдёт в азиатском регионе.
Что касается России, то в первом квартале 2019 года будет утверждена концепция создания и развития сетей 5G, а к концу 2019-го — выделены диапазоны частот. К концу 2020 года будут запущены первые пилотные проекты по внедрению сети пятого поколения. Таким образом, широкого распространения новой технологии можно ожидать не ранее, чем через 3–4 года.
Интернет 5G: пятое поколение на связи
Мы находимся на пороге нового технологического прорыва – внедрения сетей беспроводной связи пятого поколения 5G. Сегодня ведущие страны мира стремятся опередить друг друга в подготовке и разворачивании оборудования для новой сети. Первенство в освоении 5G должно принести значительные экономические выгоды, как это было с предыдущим поколением мобильного интернета 4G и ростом крупнейших в мире мобильных сервисов.
Многие ожидаемые технологические новинки станут доступными с повсеместным введением нового сетевого стандарта. Это и беспилотные автомобили, и дистанционная хирургия, и умные дома, и многое другое. Скорость передачи информации может существенно изменить нашу жизнь. О новых технологиях связи и участии Ростеха в их внедрении в России – наш материал.
Требуются скорость и надежность
К новому поколению мобильной связи предъявляется ряд требований, и это не только высокая скорость передачи данных. Серьезное внимание уделяется качеству связи и возможности одновременного подключения большого количества устройств. Так, скорость должна составлять 1–2 Гбит/с, а количество одновременных подключений – до 1 миллиона на квадратный километр. Для сравнения: современный стандарт 4G позволяет подключить всего до 2000 устройств на той же территории. Кроме того, технология 5G должна обладать более высокой энергетической эффективностью. Мобильные устройства будут дольше держать заряд, что потенциально увеличит срок службы батарей до 10 лет.
Такие возможности появляются у сети 5G благодаря увеличению радиочастот с единиц до десятков ГГц, то есть увеличению пропускной способности канала, и использованию многоканальности. Все это в совокупности должно дать импульс развитию «интернета вещей», когда различные устройства смогут непрерывно обмениваться данными без участия человека.
«Впереди планеты всей» по внедрению сетей 5G сегодня идет Южная Корея. Пятое поколение было протестировано на Олимпиаде в Пхенчхане зимой 2018 года. А с 5 апреля 2019 года в Южной Корее компания Samsung запустила продажи первого смартфона, совместимого с 5G. По существующим данным 10-миллионный Сеул и еще 85 городов страны уже готовы к скоростям нового поколения. Работы по запуску 5G-сетей активно ведутся в США, Японии, Швейцарии. Китай планирует покрыть страну скоростным мобильным интернетом уже к 2020 году.
Связь всего со всем
Появление сетей четвертого поколения в начале 2010-х годов позволило выйти на международную арену таким гигантам мобильного интернета, как Instagram, Netflix, Uber, Facebook и другие. Без быстрой сети эти сервисы не смогли бы завоевать свою многомиллионную аудиторию. Увеличение скорости передачи данных способствовало росту индустрии, появлению новых технологий и компаний, а также огромного количества рабочих мест.
Какие новшества готовит нам развитие сетей 5G, пока еще до конца сложно представить. Если не вдаваться в технические детали, по сути мы будем иметь дело с мгновенной и беспрерывной передачей большого объема данных. Это будет универсальная связь, объединяющая все устройства, способные принять 5G-сигнал. В медицине при наличии необходимого оборудования хирург сможет выполнять сложнейшие операции дистанционно, в реальном времени получая обратную связь о состоянии пациента. Беспилотные автомобили смогут обрабатывать огромные массивы информации, что критически важно в условиях движения в потоке. Беспилотники будут «договариваться» друг с другом, координируя свои действия.
С приходом 5G датчики и чипы, передающие онлайн любую информацию, можно будет устанавливать куда угодно. Зоологи смогут более точно отслеживать миграции животных, фермеры – состояние своих сельхозкультур, медики – органов больных, производители автомобилей – деталей машины. Это лишь малая толика бонусов от технологии 5G.
Перспективы 5G в России
Переход на новые стандарты связи в масштабах страны – это всегда большие трудозатраты и гигантские финансовые вложения. По данным аналитиков развитие сетей 5G в 2020–2027 гг. обойдется каждому сотовому оператору в России в 130–165 млрд руб. Финальные суммы зависят от того, на какой уровень кооперации пойдут участники процесса.
Другой важный момент – выделение частотного диапазона под новый стандарт. Российские мобильные операторы считают приоритетными для разворачивания 5G частоты 3,4–3,8 ГГц. В этом диапазоне сегодня обмениваются данными силовые структуры. По мнению специалистов, расчистка нужных частот займет 2–2,5 года, этот вопрос контролируется на самом высоком уровне.
Все вложения в развитие 5G должны окупиться с лихвой. По данным концепции развития 5G, разработанной Министерством цифрового развития, совокупный эффект от внедрения данной технологии в период 2019–2024 гг. составит 2,5 трлн рублей в области информатизации и связи, 644 млрд рублей – в сфере производства, 55 млрд рублей – в ЖКХ, 311 млрд рублей – в торговле, 195 млрд рублей – в сфере транспортировки и хранения, 79 млрд рублей – в сельском хозяйстве.
Концепция развития 5G в России находится в процессе формирования. Недавно она была дополнена пожеланием Правительства РФ к операторам 5G использовать преимущественно отечественные оборудование и софт. При этом власть готова поддерживать импортозамещение льготами. Сейчас в тройку лидеров по поставкам входят зарубежные компании Cisco, Huawei и Nokia. Но в перспективе картина должна поменяться. Российские компании, в том числе холдинги Ростеха, ведут интенсивные разработки в этом направлении. Часть разработок будет представлена на конференции ЦИПР-2019. Российские операторы подчеркивают, что готовы перейти на отечественные решения, если они будут конкурентоспособны.
Ростех прокладывает дорогу 5G
Госкорпорация предлагает свое решение проблемы импортозамещения. В рамках реализации нацпроекта «Цифровая экономика» Ростех подготовил план развития технологий беспроводной связи 5G на федеральном уровне. Дорожные карты проекта будут представлены в рамках IV конференции «Цифровая индустрия промышленной России» , которая пройдет 22–24 мая 2019 года в Татарстане в Иннополисе. Оператором дорожных карт выступает Национальный центр информатизации. После презентации дорожные карты должны быть утверждены наблюдательным советом АНО «Цифровая экономика», а далее − правительством.
Фото: Виктор Молодцов
Дорожные карты Ростеха содержат планы развития по 10 технологиям беспроводной связи: это 5G, спутниковая связь, LPWAN-связь, Wi-Fi и другие. Развитие этих технологий и развертывание сетей связи на всей территории России позволит сделать инфраструктурный и технологический прорыв в таких технологиях, как промышленный интернет, виртуальная и дополненная реальность, массовая телеметрия, V2X-концепция и другие.
Предприятия радиоэлектронного кластера Ростеха обладают высокой экспертизой и успешно производят технику мирового уровня для военных заказчиков. При этом одна из задач Госкорпорации на ближайшие годы − довести долю гражданской продукции до 50%, и участие в развитии технологии 5G может дать существенный рост диверсификации производства.
В составе кооперации концерна «Автоматика» , предприятий радиоэлектронного кластера Госкорпорации Ростех, а также технологических партнеров разработаны лабораторные сегменты сети, реализующие технологию сетей 5G, которые планируются к пилотной эксплуатации уже этим летом. Это полностью отечественное решение, не имеющее аналогов на российском рынке.
В данный момент при участии «Автоматики» ведется активный диалог с операторами, Минсвязи и Минпромторгом для разработки комплексного промышленного решения, которое позволило бы к 2022 году создать сеть национального уровня, не только обеспечивающую требуемый уровень сервиса для конечных пользователей, но и соответствующую необходимому уровню доверия с точки зрения государственной безопасности. Полноценное производство на базе предприятий Госкорпорации может быть налажено в ближайшие 2-3 года с учетом использования имеющихся производственных линий и заделов по созданию радиоэлектронного оборудования.
Лидерство в освоении новых средств связи – это не только технологический, но и политический вопрос. Подтверждением тому могут служить санкции американского правительства в преддверии внедрения сетей 5G в США в отношении китайской компании Huawei, одного из лидеров в производстве мобильного оборудования. Запуск процесса импортозамещения требует консолидации участников, для этого Ростех ведет переговоры по созданию российского консорциума по 5G.
Разработка технологий связи и оборудования для сетей 5G в рамках нацпроекта «Цифровая экономика» будет способствовать формированию рынка телеком-оборудования в России. Для российских производителей систем связи это возможность преодолеть технологическое отставание от зарубежных конкурентов и начать производство оборудования, конкурентоспособного как в России, так и на мировом рынке.
События, связанные с этим
Александр Пистолькорс – патриарх радиотехники
Российская техника на Ле Бурже: в «натуре» после шестилетнего перерыва
Сеть 5G: обзор, описание и скорость. Стандарты сотовой связи
Про сеть 5G в последние пару лет говорят как о прорыве в сфере передачи данных. Что же она собой представляет? Когда появится сеть 5G, и где она будет доступна? Какими преимуществами она обладает сравнительно с другими способами передачи данных? Ответы на эти другие вопросы будут представлены в статье.
Общая информация
Мы живём в век высоких технологий и новейших разработок. Компьютеры, телефоны, планшеты и даже телевизоры – всех их объединяет возможность доступа в Интернет. Причем он постоянно совершенствуется.
5G интернет представляет собой стандарт нового поколения, направленный на уменьшение количества времени, которое пользователи тратят на поиски нужной информации в мировой сети. Его особенностью является передача данных по узконаправленному каналу, что позволяет избежать шумовым помех и искажений.
Следует отметить, что малые базовые станции, с помощью которых и будет работать технология 5G, могут функционировать только на небольших расстояниях. А это значит, что первоначально будут укрываться исключительно густонаселённые районы. Насколько они будут хороши? Сообщают, что сеть сможет обслуживать свыше одного миллиона устройств, находящихся на территории квадратного километра, обеспечивая им среднюю скорость передачи данных на уровне 100 Мбит/с.
Что нас ждёт в будущем?
Считается, что 5G интернет ускорит появление интернета вещей. Даже самоуправляемые автомобили покажутся простой игрушкой, ведь будут спокойно работать устройства, что смогут улавливать даже самые незначительные изменения в биоритме человека. Во время тестирования этой разработки был установлен рекорд передачи данных на уровне около 35 Гбит/с. Вполне вероятно, что сети пятого поколения 5G приведут к эволюционным изменениям уже существующих услуг, а также к возникновению новых. К интернету сможет подключаться большое количество устройств, начиная от бытовой техники и заканчивая… А здесь уже сложно сказать, где будет конец. Считается, что можно будет обеспечить одновременное подключение около 100 миллиардов различных устройств. Вот такие возможности предоставляет 5G.
Характеристики этой разработки позволят реализовать тактильный Интернет, когда с веб-ресурсами можно будет взаимодействовать в дополненной реальности. Вероятно и то, что появится сервисный интеллект, позволяющий обрабатывать большое количество данных и учитывать индивидуальные данные каждого пользователя.
О характеристиках
Собственно первоначальное внедрение 5G планируется в 2018 году на территории государства Сан-Марино, также она будет представлена в Южной Корее и Японии. А широкое коммерческое использование планируется на 2020 г. А до тех пор разработчики не оставляют надежд усовершенствовать технологию. Что же, они рассчитывают, будет представлять собой сеть 5G? Характеристики (по крайней мере, некоторая их часть была уже рассмотрена) должны вырасти и обеспечить возможность ультравысокого расширения для приложений и видео. А для этого необходимо обеспечить скорость передачи данных на уровне 1 Гбит/с. Время переключения между технологиями радиодоступа для бесперебойной работы серверов должно будет составлять менее десяти миллисекунд.
Для поддержки мобильных облачных сервисов, куда постепенно мигрируют программы, нужно будет обеспечить скорость работы на уровне 10 Гбит/с. Для человека это взаимодействие будет практически незаметно, ведь нам обещают обеспечить отклик и задержку менее чем в одну миллисекунду.
Какие требования?
Чтобы это всё работало, необходимо позаботиться о значительной емкости сети, наличии состояния постоянной готовности и снижении электропотребления. На данный момент в мире уже подключено к интернету более пяти миллиардов абонентов. Первой целью следует считать густонаселённые мегаполисы. Ведь скорость в сети 5G компенсируется таким негативным моментом, как небольшой радиус работы. Вероятно, будут совершенствоваться и протоколы передачи данных. Хотя сейчас точно сказать обо всех требованиях нельзя, поскольку стандарт пятого поколения всё ещё разрабатывается.
Современное положение
В целом на постсоветском пространстве ситуация не плачевная. Так, Российская Федерация вносит довольно ощутимый вклад в создание сети пятого поколения. Но как быть с реализацией уже существующих технологий? Прежде чем внедрять сеть 5G в России, необходимо позаботиться о том, чтобы все имели качественный доступ в Интернет. Так, частоты 4G всё ещё только осваиваются, да и с вроде уже привычным 3G не всё так гладко – нельзя сказать о том, что он может быть проведён в любой дом. Конечно, сети 5G в мире отсутствуют, а 4G тоже не распространены на всей территории, скажем, США, Великобритании, Франции или Германии. Но если говорить в целом и общем, то мы немного отстаёт от лидеров компьютерной гонки. А это необходимо исправить.
Какие главные изюминки нас ждут?
Наиболее весомый момент – это сверхширокополосная сотовая связь. Очень важной будет реализация возможности качественной и быстрой передачи так называемого «тяжелого» содержимого. Не следует забывать и о сверхнадежной межмашинной связи, особенностью которой будет специализация на специфическом классе услуг, где необходимо обеспечить низкие задержки. И не следует забывать об Интернете вещей. Продолжится процесс совмещения различных устройств в одном аппарате. Ещё два десятилетия назад сотовая связь использовалась исключительно для звонков другим людям. Сейчас же телефон является собой и диктофон, и фотоаппарат, и видеокамеру. Со временем он станет настолько же необходимым в обществе, как и одежда.
Какие технологии могут войти в стандарт 5G?
Пока его ещё не оформили, давайте подумаем, что же нам сможет предложить сеть пятого поколения. Вероятнее всего будет:
- Технология MIMO. Её особенностью является использование на приемопередатчиках нескольких антенн. Эта технология хорошо себя зарекомендовала в 4G, а значит, вполне вероятно, что и в 5G ей найдётся применение. Почему так? Дело в том, что скорость передачи информации растёт практически пропорционально имеющемуся количеству антенн. Это также позитивно сказывается на качестве сигнала.
- Работа в сантиметровом и миллиметровом диапазоне. Для полноценного функционирования необходимо обеспечить доступность частотных диапазонов выше 3,5 ГГц (сейчас они меньше). Но при увеличении частоты передачи информации будет падать расстояние, на которое она передаётся. Увы, но это закон физики. Обойти его можно, но только увеличивая мощность передатчика. А его граничная величина, увы, подчиняется санитарным нормам. Но с другой стороны – здесь большое количество спектра является свободным.
- Мультитехнологичность. Для обеспечения качественной работы нужна поддержка со стороны уже разработанных и реализованных стандартов. В качестве примера можно привести, UMTS, LTE, GSM и Wi-Fi. К примеру, базовые станции, что работают по технологии вай-фая, могут использоваться для разгрузки трафика в местах чрезвычайно активного использования.
- Прямое взаимодействие устройств. В этом случае предусматривается возможность организации обмена данными напрямую, минуя 5G, через которую будет направляться разве что сигнальный трафик. Подобное решение позволит дополнительно разгрузить сеть и обеспечить более высокое качество работы.
Специфика
С внедрением 5G впервые определяющим фактором будет не скорость, а надежность, нулевая задержка, способность подстраиваться под определённые потребности и задачи приложений. И действительно – даже самые высококачественные фильмы благодаря сети пятого поколения будут загружаться за считанные секунды. Но благодаря чему будет достигнуто такое положение? Это станет возможно благодаря комбинации ряда факторов. Так, будет использоваться усовершенствованный радиоинтерфейс с повышенной пропускной способностью. Не стоит также сбрасывать со счетов и применение широкополосных частот. Кстати, что следует понимать под возможностью подстройки сети под конкретного пользователя?
Особенности практической реализации
Сеть 5G будет дробиться на определённые виртуальные сегменты. Каждый из них будет заточен под конкретные нужды. Благодаря этому суть превратится в своеобразный швейцарский нож, который сможет удовлетворять миллионы потребностей. Ожидается, что будет использован диапазон частот до 39 ГГц. При этом не следует забывать, что чем выше этот показатель, тем большую плотность станций необходимо будет обеспечить.
О взаимодействии с интернетом вещей
Ожидается, что в 2022 году на земле будет подключено к мировой сети 29 миллиардов устройств. Причем 18 из них будут относиться к Интернету вещей. Базисом для повсеместного внедрения умных вещей и станет 5G. Вероятнее всего первыми подключатся такие бытовые приборы, как холодильник и телевизор. Кстати, некоторый прообраз будущего можно видеть уже сейчас. Так, телевизоры последних моделей часто могут подключаться к Интернету, предлагая зрителям на выбор определённое количество фильмов и подобранного компанией-производителем кинотеатра.
Как изменится мир?
Пятое поколение сетей выступит в роли базиса, на котором трансформируется бизнес, общество и государство. Хотя оно только разрабатывается, уже сейчас понятно, что влияние и эффект выйдет далеко за границы телекоммуникаций. Мобильные сети будут важной частью экономики, ведь они смогут обеспечить развитие ключевых отраслей. Возникает невиданный ранее рынок, объем которого, как предположила компания Ericsson, превысит в 2026 году полтриллиона долларов США на год. Это всё было бы пустыми словами без качественных примеров.
Так, наличие практически нулевой задержки позволит удаленно управлять тяжелой промышленностью, что снизит стоимость производства и поднимет безопасность сотрудников на невиданный ранее уровень. Могут быть применены сети пятого поколения и в хирургии. Ведь благодаря ним можно будет обеспечивать бесперебойную передачу всей важной информации в нужном расширении, что позволит врачам оперировать людей с любой точки земного шара. На наших глазах возникает новая транспортная система. Так, небезосновательно считается, что во время начала внедрения 5G в 2020 году по дорогам будет колесить уже свыше десяти миллионов умных машин.
Кто больше всего выиграет?
Ericsson считает, что от 5G наибольшее количество выгод получит транспорт, машиностроение, тяжелая промышленность, энергетика, сфера развлечений, медицина, финансы и общественная безопасность. Со всем этим в той или иной мере мы обязательно встретимся. Но если говорить о широком применении, то наиболее заметной для широких масс будет именно сфера развлечений. Считается, что наличие 5G сможет дать существенный толчок для развития виртуальной и дополненной реальности. Что это даст на практике? Так, вероятно, будут существовать виртуальные примерочные, туры по достопримечательностям, образовательные и документальные фильмы, где можно будет взаимодействовать с объектами. При этом спрос будет расти параллельно улучшению доступности и качества. Считается, что в момент запуска 5G рынок виртуальной и дополненной реальности достигнет объема в 150 миллиардов долларов!
В заключение
Как видите, 5G имеет огромнейший потенциал. Её разработка, стандартизация и широкое внедрение позволит существенно изменить наш мир. Повсеместная компьютеризация и совершенствование бытовой жизни изменит наш мир коренным образом. Те, кто были рождены в конце прошлого столетия, не факт, что смогут разобраться в технических приборах, что будут существовать в последние годы двадцать первого века. Что ж вполне вероятно, что когда-то прогресс достигнет такой скорости, что за ним не удастся даже уследить.
Источники:
http://lifehacker.ru/5g/
http://rostec.ru/news/internet-5g-pyatoe-pokolenie-na-svyazi/
http://www.syl.ru/article/337355/set-g-obzor-opisanie-i-skorost-standartyi-sotovoy-svyazi
Загрузка...
