Бренд

Что такое 5G и когда в России появится
мобильный интернет со скоростью 20 Гбит/с

Главное о новом поколении беспроводной связи

Представьте мобильную связь, где можно передавать данные в 20 раз быстрее, чем в сегодняшних сетях 4G. Сверхскорости подстегнут распространение беспилотных автомобилей, устройств «интернета вещей», персонализированной медицины и технологий дополненной реальности. Речь о 5G или fifth generation — пятом поколении технологии беспроводной связи, которую обсуждают уже несколько лет, называют революционной — но повсеместно никак не внедрят. Разбираемся, что известно о 5G и когда революция придет в каждый смартфон.

Как внедряли беспроводную связь

Первое поколение 1G появилось в 1980-е годы. Это аналоговая технология беспроводной связи с очень низкой скоростью передачи данных — до 6 кбит/с. В сетях 1G работали первые мобильные телефоны, с помощью которых можно было только звонить. Вот как развивалась беспроводная связь дальше:

2G, GSM — 1991 год. Первый цифровой стандарт со скоростью передачи данных до 9,6 кбит/с. Теперь разговоры шифровались и можно было обмениваться SMS и MMS-сообщениями с файлами размером до 999 кБ.

2.5G, GPRS — 2000 год. Пользователи первые смогли выходить в интернет с мобильных телефонов. Скорость передачи данных достигала 40 кбит/с.

2.75G, EDGE — 2003 год. Максимальная скорость увеличилась в 10 раз — до 384 кбит/с.

3G — 2000-е годы. Скорость передачи данных радикально выросла до 2 Мбит/с. Пользователи смогли совершать видеозвонки и активнее пользоваться мобильным интернетом.

4G, LTE — 2010 год. Благодаря максимальной скорости 1 Гбит/с мы можем слушать музыку и смотреть фильмы, не скачивая их, а также совершать видеозвонки и играть в игры онлайн.

Отличия 5G от 4G

Основное отличие сетей пятого поколения от 4G — скорость передачи данных: 20 Гбит/с против 1 Гбит/с при пиковых нагрузках. На практике пользователи 5G загружают файлы на скорости до 100 Мбит/с, тогда как у 4G этот показатель не превышает 10 Мбит/с. Например, в 5G серия «Игры престолов» скачиваются за одну минуту, а в сетях четвертого поколения — за 11.

Среди других плюсов 5G — пониженное энергопотребление устройств, низкая задержка сигнала, более высокая пропускная способность и выход за пределы аппаратных решений: многие функции 5G реализованы программным способом, а не только на уровне физической инфраструктуры, как в сетях прошлых поколений.

Как работает 5G-сеть

Эффективно использовать частоты для работы сети нового поколения помогает платформа 5G New Radio, действующая в двух диапазонах:

Frequency Range 1 включает частоты ниже 6 ГГц. Он позволяет передать часть частот предыдущих поколений связи под 5G.

Frequency Range 2 — с частотами миллиметрового диапазона 24–100 ГГц. Их работу обеспечивают малые соты — новые базовые станции с небольшой зоной покрытия.

Сети пятого поколения работают в том числе и на миллиметровых волнах, которые менее устойчивы к помехам и препятствиям окружающей среды. Поэтому при развертывании 5G нужны новые базовые станции — малые соты: использовать только инфраструктуру предыдущих поколений невозможно. Собственных вышек для малых сот строить не придется. Они настолько компактны, что их можно установить почти где угодно: на уже существующие вышки, фонари, стены, автобусные остановки или рекламные щиты.

Работать малым сотам помогает система Massive Multiple-In Multiple-Out. Станции оснащены массивами антенн, которые адресно направляют сигнал и обслуживают несколько устройств одновременно. В итоге скорость передачи данных и качество сигнала растут, а сот нужно меньше.

Мифы про 5G

Миф: коронавирус связан с технологией 5G
На самом деле это не так. Миф опровергает Всемирная организация здравоохранения и напоминает, что вирусы не распространяются с помощью электромагнитного излучения. К тому же вспышки COVID-19 не обходят стороной регионы, где нет ни одной станции 5G, например Иран.

Миф: сети 5G влияют на здоровье
На самом деле это не так. Нет ни одного научного доказательства того, что сети мобильной связи увеличивают риск заболеваний и влияют на иммунитет.

Миф: вред 5G — в электромагнитном излучении
На самом деле это не так. Базовые станции 5G работают на более низкой мощности по сравнению с вышками 4G, а их электромагнитное излучение безвредно, поскольку не относится к рентгеновскому или ионизирующему ультрафиолету. Безопасность подтверждает и тот факт, что стандарты 5G соответствуют допустимым пределам мощности сигналов Международной комиссии по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP).

Миф: Нет разницы между 3G, 4G и 5G — новое поколение не даст преимуществ
На самом деле это не так. Подобные опасения возникают из-за того, что скорость соединения не всегда соответствует заявленным максимальным значениям. Это происходит из-за того, что операторы перераспределяют трафик между пользователями, которые находятся рядом. И если у 4G максимальная плотность подключения составляла 100 000 устройств на 1 кв. км, то у стандарта 5G этот показатель в 10 раз больше — 1 млн устройств. Кроме того, у 5G выше скорость подключения, которая благодаря маленькой задержке в передаче данных откроет дорогу для новых технологий. Например, в зоне действия сети 5G дронами можно будет управлять через VR-шлем, сидя в помещении. А беспилотные автомобили смогут передавать информацию о дорожной ситуации всем участникам движения и специальным службам.

Миф: 5G будет быстро сажать батарейку смартфона
На самом деле это не так. Заблуждение возникло из истории мобильных сетей: первые телефоны с поддержкой 4G действительно потребляли больше энергии. Тогда в смартфоны устанавливали отдельные микросхемы с поддержкой 4G, которые расходовали дополнительную энергию, К тому же базовые станции располагались менее плотно по сравнению 3G: чем до них дальше — тем больше энергии на передачу сигнала расходует телефон. Благодаря малым сотам 5G и современным процессорам расход энергии наоборот снизится.

Миф: 5G заменит домашний оптоволоконный интернет
Отчасти это так. Благодаря технологии малых сот в крупных городах 5G действительно может заменить домашний интернет. Также сети 5G можно использовать в некоторых дата-центрах. Однако из-за того, что сигналу 5G сложно распространяться на большие расстояния, для распространения этих сетей нужно установить большое количество базовых станций, которые по-прежнему будут подключены к оптоволоконным кабелям. Кроме того, 5G не сможет заменить подводные кабели, которые находятся на дне океанов и соединяют континенты.

Как развивается 5G в мире

План развития 5G от Международного союза электросвязи появился в 2015 году, а уже через три года компания Verizon запустила первую коммерческую сеть 5G в Хьюстоне, Индианаполисе, Лос-Анджелесе и Сакраменто — однако только для домашнего интернета.

В феврале 2018 года мобильную связь пятого поколения протестировали во время зимней Олимпиады в Пхенчхане — тогда скорость передачи данных достигала 25 Гб/с. Этого было достаточно, чтобы в онлайн-режиме транслировать видео в разрешении 8K.

Коммерческая сеть 5G уже работает в 42 государствах, среди которых Швейцария, Великобритания, Италия, Испания, Германия, Китай, Япония и США.

«В некоторых странах новой технологией пользуются до 10% владельцев смартфонов. Для них открываются новые возможности. Например, во время массовых спортивных мероприятий. В Южной Корее на бейсбольных матчах абоненты с 5G-смартфонами могут наблюдать происходящее на площадке с нескольких десятков камер, под разными углами и с возможностью перемотки записи. Получается максимальная вовлеченность в игру и совершенно новый пользовательский опыт», — рассказывает Дмитрий Кутявин, руководитель проектов с сотовыми операторами и банками в Samsung.

Что с 5G в России

Значительная часть оборудования в сетях пятого поколения работает на частотах 3,4-3,8 ГГц. Они закреплены за госслужбами — военными и Роскосмосом, поэтому развитие 5G в России затруднено и пока ограничивается тестовыми запусками.

Летом 2019 года в Москве оператор МТС вместе с Samsung провели испытания 5G на устройствах Galaxy S10 5G. А уже осенью того же года Билайн запустил демонстрационную зону 5G на территории Олимпийского парка в Сочи.

«В России самый популярный в мире 5G-диапазон не используется, но мобильные операторы проводят тесты в 5G на частотах 4G. Недавно на одном из Samsung Galaxy мы наблюдали скорость передачи данных свыше 2 Гбит/с. Надеемся, многие люди скоро увидят в смартфонах иконку 5G», — говорит Дмитрий Кутявин, руководитель проектов с сотовыми операторами и банками в Samsung.

В уже мире есть несколько десятков смартфонов, которые могут работать в сетях пятого поколения. Один из них — Galaxy S20 Ultra 5G.

Galaxy S20 Ultra

Two Galaxy S20 Ultra phones, one in Cosmic Black, one in Cosmic Grey, seen from the rear at three-quarter angles Two Galaxy S20 Ultra phones, one in Cosmic Black, one in Cosmic Grey, seen from the rear at three-quarter angles

Читайте также