5G — одна из самых обсуждаемых технологий конца десятилетия. В августе 2019 года она достигла пика завышенных ожиданий согласно Gartner Hype Cycle for Emerging Technologies. Как и во многих аналогичных случаях, информационное пространство насыщено субъективными оценками и фрагментарными сведениями. Постараемся структурировать понимание 5G с точки зрения целей, технологических параметров и пользовательского опыта.
Вы узнаете:
— Что такое 5G и как появилась технология — На каких частотах будет работать 5G — Для кого это актуально — Кейсы применения технологии — Как устроены сети 5G — О рисках внедрения 5G и ситуации на рынке
Что такое 5G
Это новое поколение мобильной связи, обладающее рядом принципиальных преимуществ по сравнению с 4G:
Более высокая скорость передачи данных;
Низкая задержка сигнала;
Возможность подключения большего числа девайсов;
Высокая энергоэффективность;
Многократно возросшая пропускная способность;
Высокая мобильность пользователей.
Внимания заслуживает ещё одно важное отличие 5G — масштабная виртуализация. Новая технология выходит за рамки одних лишь аппаратных решений. Многие функции в ней реализованы не на уровне физической инфраструктуры, а программным способом.
Ключевым аспектом технологии наряду с параметрами мощности сети является продуктовый подход. Частотные диапазоны, конструктивные особенности станций и программные компоненты будут адаптированы к потребностям различных категорий потребителей — от пользователей гаджетов до промышленных предприятий и городской инфраструктуры.
Раньше каждое поколение мобильной связи опережало предшествующее главным образом по физическим характеристикам. 5G расширяет контекст, предлагая новое понимание технологии: инновационная платформа, на основе которой дополнительный импульс к развитию получат сразу многие отрасли. Это означает появление совершенно новых сервисов, бизнес-моделей, типов взаимодействия между устройствами, производственных цепочек и инфраструктуры.
Как появилась технология
Поколения в мобильной связи сперва были довольно условным понятием, но в ретроспективе хронология их развития выглядит так:
1G — ~1980. Аналоговая сотовая связь.
2G — ~1990. Первое поколение цифровых мобильных технологий: CDMA, GSM, TDMA. SMS как киллер-фича.
3G — ~2000. Мобильный широкополосный доступ, скорости в несколько мегабит в секунду: EVDO, HSPA, UMTS;
4G — ~2010. Массово доступный мобильный интернет вплоть до гигабитных скоростей: LTE, WiMAX.
В рамках подготовки к развёртыванию сетей пятого поколения мы наиболее близки к единому глобальному стандарту. Его разработку ведёт ряд международных организаций, среди которых:
3GPP. Основанный для стандартизации технологии 3G консорциум, стал одной из ведущих организаций отрасли, объединив международные регуляторы и корпоративных игроков для совместной разработки стандартов беспроводной связи.
ITU-R. Подразделение ООН, занимающееся коммуникационными технологиями. Оно контролирует процесс стандартизации технологий радиосвязи, осуществляет управление международным радиочастотным спектром.
На каких частотах будет работать 5G
Основная проблема при разработке нового поколения мобильной связи — нехватка свободного спектра радиочастот. Для обеспечения высокой скорости передачи данных требуются большие полосы частот, которые уже заняты другими видами радиосвязи.
Решением этой проблемы стало использование новых диапазонов частот, которые раньше не применялись для мобильной связи. В частности, для 5G предусмотрены два основных диапазона:
FR1 (Frequency Range 1) — от 450 МГц до 6 ГГц. Этот диапазон частично пересекается с диапазонами 4G и Wi-Fi, поэтому требует координации с другими операторами и службами. Он обеспечивает хорошее покрытие на больших расстояниях и в помещениях, но имеет ограниченную пропускную способность.
FR2 (Frequency Range 2) — от 24 ГГц до 52 ГГц. Этот диапазон является новым для мобильной связи и позволяет использовать очень широкие полосы частот, достигающие 400 МГц и более. Он обеспечивает очень высокую скорость передачи данных, но имеет низкую дальность и проникаемость.
Для кого это актуально
Технология 5G предназначена для удовлетворения различных потребностей пользователей и приложений, которые требуют высокой скорости, низкой задержки, высокой надежности и большого количества подключенных устройств. Среди таких потребностей и приложений можно выделить следующие:
Мобильный бродбанд. Это традиционное использование мобильной связи для доступа к интернету с помощью смартфонов, планшетов, ноутбуков и других устройств. 5G позволит пользователям получать более быстрый и стабильный доступ к интернету, а также потреблять более качественный контент, такой как видео высокого разрешения, дополненная и виртуальная реальность, игры и другие.
Интернет вещей. Это сеть из миллиардов устройств, которые могут собирать, обмениваться и обрабатывать данные без человеческого вмешательства. 5G позволит подключать больше устройств к сети, а также обеспечить более низкую задержку и высокую надежность для критичных приложений, таких как промышленный контроль, автономные транспортные средства, телемедицина и другие.
Умные города. Это концепция городского развития, которая использует информационные и коммуникационные технологии для повышения эффективности, безопасности и качества жизни горожан. 5G позволит интегрировать различные системы и сервисы в городе, такие как управление транспортом, освещением, отходами, энергией, безопасностью, здравоохранением и другие.
Это лишь некоторые из примеров потребностей и приложений, которые могут быть удовлетворены с помощью 5G. Однако, для реализации этих возможностей необходимо также решить ряд проблем и сложностей, связанных с внедрением и использованием 5G. Некоторые из этих проблем и сложностей описаны ниже.
Безопасность. 5G увеличивает риск кибератак и нарушения конфиденциальности данных из-за увеличения количества подключенных устройств и сервисов, а также использования новых технологий, которые могут быть уязвимы для взлома. Для обеспечения безопасности 5G необходимо разработать и применять новые стандарты, протоколы, алгоритмы и механизмы защиты данных .
Здоровье. 5G вызывает опасения у некоторых людей по поводу возможного влияния высокочастотных радиоволн на здоровье человека и окружающей среды. Некоторые исследования указывают на то, что радиоволны могут вызывать повреждение ДНК, бесплодие, рак и другие негативные последствия . Однако, другие исследования опровергают эти утверждения и утверждают, что радиоволны не представляют опасности для живых организмов . Для разрешения этого спора необходимо провести более глубокие и объективные исследования.
Регулирование. 5G требует нового регулирования на разных уровнях, таких как технический, экономический, юридический и социальный. Необходимо определить правила и нормы для использования новых диапазонов частот, распределения ресурсов, обеспечения конкуренции, защиты прав потребителей, решения конфликтов интересов и других вопросов . Для этого необходимо сотрудничество между разными заинтересованными сторонами, такими как правительства, операторы, производители, разработчики, потребители и другие.
Вывод
5G — это новый стандарт мобильной связи, который обещает принести революционные изменения во всех сферах жизни. 5G — это не просто улучшение существующих сетей 4G, а качественный скачок вперед. 5G — это новый уровень скорости, пропускной способности, низкой задержки и подключения миллиардов устройств. 5G — это технология, которая откроет двери в будущее, где все будет связано, интеллектуально и автономно.
Однако, для того чтобы реализовать все возможности 5G, необходимо также преодолеть ряд проблем и сложностей, связанных с безопасностью, здоровьем, регулированием и другими аспектами. Для этого необходимо сотрудничество между всеми заинтересованными сторонами и проведение дальнейших исследований и разработок.