Как сети 5G изменят мир?

В то время как украинские операторы начинают тестировать 3G-связь, по всей планете продолжается гонка, целью которой является развитие стандарта 5G – пятого поколения мобильных сетей. И хотя по многим параметрам 5G движется по следам более ранних стандартов – 4G и того же 3G – на этот раз воодушевление учёных намного сильнее. По их словам, стандарт 5G будет отличаться от своих предшественников, и отличаться весьма существенно.

Возможно, вы сейчас думаете: «Прекрасно, наконец, мои приложения перестанут зависать, видео перестанет тормозить, и я больше не буду скучать, наблюдая за вечным значком загрузки». И вы, безусловно, правы – но это лишь незначительная часть большой истории.

«Стандарт 5G станет примером драматичного усовершенствования и гармонизации принципов использования частотного спектра», — говорит профессор Рахим Тафацолли, который руководит Центром 5G-инноваций в Университете Сюррея, получающим от британского правительства помощь в размере миллионов фунтов стерлингов.

Это значит, что появится больше новых возможностей для организации и подключения «умных городов», проведения дистанционных операций, организации движения машин без водителя, а также создания так называемого «интернета вещей».

Итак, как же лучше всего понять сущность этой единой, супербыстрой и всеохватывающей сети 5G? Видимо, ключевой фразой для понимания будет выражение «гармонизация частотного спектра».

Быстренько освежаем в памяти: Данные передаются посредством радиоволн. Радиоволны можно разделить на диапазоны, объединяющие различные частоты. Каждый из таких диапазонов выделен для определённого вида связи – к примеру, для связи с воздушными судами, для связи на море, для передачи сигнала телевидения или для передачи мобильных данных. Использование частотных диапазонов регулируется Международным союзом электросвязи (ITU).

В последнее время в частотном диапазоне наблюдается некоторый беспорядок. Развиваются новые технологии, и в поисках частот для их работы приходится втискиваться в промежутки, некогда служившие для разграничения различных диапазонов. Такое положение дел становится причиной проблем со скоростью и надёжностью соединений.

Таким образом, для того, чтобы открыть путь для внедрения 5G, в ITU вынуждены начать полную реструктуризацию участков частотного спектра, используемого для передачи данных, сохраняя при этом возможности для дальнейшего функционирования существующих технологий связи, включая 4G и 3G.

В 100 раз быстрее

5G будет работать быстрее, намного быстрее.

Профессор Тафацолли уверен в том, что не за горами тот день, когда мы сможем передавать данные в беспроводных сетях с ошеломляющей скоростью – 800 Гбит/с, что в 100 раз быстрее показателей, достигнутых на сегодняшний день в процессе тестирования 5G.

Когда в 2013 году компания Samsung сообщила о начале тестирования 5G сети со скоростью передачи данных 1 Гбит/с, журналисты с восторгом писали о том, что теперь HD-фильм можно будет скачивать за секунду. А скорость в 800 Гбит/с значит, что мы сможем за одну секунду скачивать целых 800 HD-фильмов.

Пропускная способность 5G сетей также должна быть безграничной.

«Сеть должна будет отвечать всё более возрастающим запросам на услуги связи», — говорит Сара Мазур, возглавляющая Ericsson Research – одну из ведущих компаний, занятых в сфере разработок 5G.

Предполагается, что к 2020 году во всём мире к интернету будет подключено от пятидесяти до ста миллионов различных устройств. Таким образом, для удовлетворения спроса, будут запущены соединения, использующие различные диапазоны частот.

Повышение пропускной способности сети подобно расширению автомобильного туннеля.

При добавлении новых полос для движения через туннель сможет пройти большее количество машин. Да и порядок движения можно разработать более эффективным: одни полосы – для транспорта дальнего следования, другие – для местного трафика.

Рост использования интернет-подключений будет вызван бумом неодушевлённых устройств, которые начнут использовать 5G сети, — явление, известное как «интернет вещей».

И это будут не только устройства, подобные дистанционному управлению температурным режимом в вашей квартире или мифическому холодильнику, который сам будет заказывать молоко. Будут поезда, которые сами будут сообщать о наличии свободных мест во время стоянки на станции.

Устройства сами смогут динамически переключаться между тремя выделенными для них диапазонами частот, дабы не стоять в очереди, скопившейся в полосе перегруженных частот, — объясняет профессор Тафацолли.

«Однако разработка данных продуктов начнётся лишь после того, как будут определены и официально выделены для использования эти частоты», — добавляет госпожа Мазур.

В настоящее время ключевой целью является выделение и начало использования к 2020 году первого из необходимых частотных диапазонов, после чего вскоре должны добавиться и два других.

Другой отличительной особенностью сети 5G должна стать её невероятная устойчивость к поломкам.

«По своей надёжности такая сеть должна быть равна существующим сегодня оптико-волоконным соединениям», — говорит Сара Мазур.

Усовершенствования в конструкции антенны, ставшие доступными благодаря использованию новых технологий, должны положить конец внезапным обрывам связи и потерям данных.

Это невероятно важно с точки зрения безопасности. Ведь ряд компаний, включая китайскую Huawei, уже обсуждают возможность использования сети 5G для связи автомобилей, двигающихся без водителя, между собой и с объектами инфраструктуры, мимо которых они проезжают.

Такие технологии, как «умный транспорт» и дистанционная хирургия, позволяющая человеку дистанционно управлять роботом, проводящим сложные операции, также нуждаются в низких показателях задержки.

Под «задержкой» следует понимать временной промежуток между действием и откликом на него.

В компании Ericsson предрекают, что показатели задержки в сети 5G будут равны примерно одной миллисекунде – время, которое даже не ощущается человеком. То есть, улучшение в 50 раз в сравнении с 4G!

И это улучшение может быть критичным, в частности, для врача, который управляет оборудованием, проводящим операцию на пациенте, находящемся в другом помещении.

Тестовая 5G сеть

Так сколько же это всё будет стоить? В Ericsson и Huawei пока говорят, что – не знают. До начала этапа разработки конкретных продуктов что-то реальное сказать сложно. Однако это не останавливает их желания продемонстрировать результаты своих достижений рынку.

В Южной Корее, которая была в авангарде движения за внедрение 4G, компания Samsung надеется запустить на временной основе тестовую 5G до начала игр Зимней Олимпиады 2018 года.

Не желая пасти задних, компания Huawei прилагает максимум усилий для того, чтобы запустить свою версию к Чемпионату мира по футболу 2018 года, который пройдёт в России.

Несмотря на столь явную конкуренцию и те суммы, которые каждая из указанных компаний вкладывает в исследования и разработки, они сотрудничают в деле внедрения 5G, и это просто великолепно! Ведь данное сотрудничество открывает путь новым, потенциально непревзойдённым технологиям.

«Непревзойдённым примерно до 2040 года, когда в мире будет царствовать 6G», — замечает профессор Тафацолли.

Источник: журнал MEDIASAT : цифровое ТВ, радиовещание и телекоммуникации