Пятое поколение мобильной связи, конечно, не создаст зомби-апокалипсис, но люди будут больше сидеть в смартфонах и виртуальных реальностях. С другой стороны, чем такие пользователи не зомби?
Почему 5G называют фундаментом цифровой экономики
Технология связи пятого поколения сулит новые возможности для самых разных отраслей. Эксперты уверены: 5G — это не просто очередной этап в развитии технологий мобильной связи. Высокоскоростная передача данных определит следующий этап технологической революции. Ее внедрение потребует политической воли, значительных инвестиций и инновационного подхода, но дивиденды могут быть ошеломляющими.
В конце октября 2019 года состоялась церемония запуска коммерческого использования 5G в Китае. Уже в марте 2020 года число абонентов с планами 5G только у одного китайского оператора связи составило почти 32 млн (по сравнению с 6,7 млн на конец января). В начале марта китайские власти подчеркнули необходимость ускорить строительство крупных объектов и «новой инфраструктуры», которая включает в себя сети 5G и центры обработки данных. «Новая инфраструктура» должна принести множество новых возможностей для самых разных отраслей. Но пока неясно, как изменится сам 5G в свете этой концепции.
В развитых странах 5G сейчас находится на подъеме. Однако после стремительного роста стали очевидны проблемы и вызовы, с которыми придется столкнуться отрасли:
- Технология: релиз R16 будет заморожен в июне 2020 года, но такие показатели, как задержка, должны постоянно улучшаться.
- Сеть: использование высокочастотной полосы пропускания, сложности покрытия, сложность приобретения базовых вспомогательных решений и увеличение стоимости строительства сети. Высокое энергопотребление и увеличение затрат на эксплуатацию и обслуживание сети. Реализация решений MEC для низкой задержки все еще находится на стадии тестирования, и необходимо сформировать полную и открытую отраслевую экосистему.
- Оконечные устройства: сложность и высокая стоимость сотовых телефонов, поддерживающих несколько стандартов сотовой связи, негативно влияют на быстрый рост числа пользователей. Одновременно сосуществуют несколько технологий радиодоступа. Переключение между ними негативно сказывается на пользовательском опыте.
- Применение: вертикальным отраслям требуется время для внедрения технологии. Межотраслевая разработка и интеграция решений требуют индивидуального подхода.
Технология связи пятого поколения обещает новые возможности для различных отраслей. Фото: ru.depositphotos.com
5G является фундаментом цифровой экономики
5G называют первой волной «новой инфраструктуры». Эта концепция предполагает несколько иной взгляд на роль 5G, хотя для практиков отрасли это не является откровением.
Сунь Сонглинь, профессор Пекинского университета почт и телекоммуникаций, отмечает, что «новая инфраструктура» называется так потому, что по сравнению с традиционной «железной» инфраструктурой она включает в себя объекты и технологии информационно-коммуникационной инфраструктуры, которые более эффективны для поддержки цифровой экономики.
«В контексте «новой инфраструктуры», 5G — это фундаментальная инфраструктура связи. Высокоскоростные коммуникации могут не только обеспечить важную сетевую поддержку для других инфраструктур, таких как центры обработки данных, искусственный интеллект и промышленный Интернет вещей, но и ускорить внедрение таких ИТ, как большие данные и облачные вычисления в различных отраслях. Это важно для цифровой экономики», — подчеркнул Сунь Сунлинь.
Аналитики указывают на фундаментальную трансформацию экономики как движущую силу появления «новой инфраструктуры»: в 2019 году на цифровую экономику приходилось 18% мирового ВВП, но ожидается, что к 2025 году этот показатель вырастет до 24%. В случае Китая, второй по величине экономики мира, которая прочно оцифрована, в 2018 году на нее уже пришлось 34,8% ВВП, что составляет более двух третей роста ВВП.
Очевидно, что цифровая экономика требует новой цифровой инфраструктуры, и 5G может стать инфраструктурой эры цифровой экономики.
Массивное MIMO также позволяет сузить полосу пропускания высокочастотных сигналов 5G. Представьте, например, антенну, которая излучает электромагнитные волны во всех направлениях, как свеча, излучающая свет, но вместо того, чтобы излучать электромагнитные волны во всех направлениях, она излучает их в сторону определенного устройства, например, фонаря.
Готовность №1
Испытания были проведены в нескольких городах. А пилотная зона мегафона, развернутая в Санкт-Петербурге в 2021 году, была самой большой в стране и занимала площадь 10 км2. Здесь использовалась технология динамического разделения спектра (DSS). Хотя он не заменяет основной С-диапазон, он позволит компании использовать потенциал более низких частот 2600, 2100 и 1800 МГц, на которых обычно работают сети 4G (FDD), уточнили в компании. Это призвано улучшить качество обслуживания, а также функциональность новых стандартов.
По данным анализатора, в начале тестовой зоны средняя скорость в действующей сети LTE в северном мегаполисе составляла около 20-25 Мбит/с. В местах совместного размещения 4G и 5G скорость увеличилась до 1 Гбит/с в существующих диапазонах и до 4,1 Гбит/с в новых миллиметровых диапазонах. Это были. Владельцы устройств, совместимых с технологией DSS, также смогли узнать, что означает «минимальное время отклика», в том числе при загрузке контента.
Широкозональная тестовая зона «МегаФона» в Санкт-Петербурге признана «Проектом года в сфере телекоммуникационных услуг» по версии «Делового Петербурга» В середине апреля в Магнитогорске (Челябинская область) была создана тестовая зона 5G площадью 10 км2. пилотная зона обслуживания была открыта в Магнитогорске, Челябинская область. Ранее были проведены запуски в Москве и Новосибирске.
Эти зоны предназначены для тестирования возможностей, которые получают потребители, и эта работа продолжается, приближая ускорение цифровой экономики.
Много устройств – не помеха
Теоретически скорость передачи данных в сетях 5G может достигать 20 Гбит/с, но сегодня для массового потребителя принято говорить о 1 Гбит/с. Однако это не является существенным преимуществом. Например, в сфере Интернета вещей и беспилотного вождения решающее значение имеет немедленное реагирование между устройствами. В пятом поколении было достигнуто время отклика менее 1 мс. Для прежних стандартов это лишь несбыточная мечта. Кроме того, 5G позволит дистанционно управлять сложным оборудованием. С этим отчасти связана еще одна история инновационных решений в проектах «умного города».
И вот в чем дело: этот новый стандарт стал ответом на потребность в подключении большого количества устройств из одной точки. Количество абонентов в мегаполисах растет с каждым годом, а количество «умных» гаджетов на душу населения постоянно увеличивается. Сетям уже становится все труднее справляться с этой нагрузкой. Например, по оценкам «Мегафона», только в первом квартале 2022 года потребление данных вырастет на 30 % по сравнению с предыдущим годом. Таким образом, если сеть четвертого поколения с периметром 1 км2 может подключить несколько тысяч устройств, то пятое поколение сможет подключить еще около миллиона. В то же время скорость передачи данных не снижается. И это становится проблемой уже сегодня, в основном в бизнесе и в практике удаленной работы. Например, согласно исследованию компании Speedtest, средняя скорость загрузки с мобильных устройств в январе 2022 года составляла 19,2 Мбит/с, а в феврале уже 18,9 Мбит/с. Домашний интернет не всегда является решением проблемы.
Именно поэтому правительство напрямую инвестирует в развитие 5G и возглавляет его, участвуя в проектах, которые оказывают непосредственное влияние на качество жизни людей и имиджевую ценность. Это осознание приведет к повышению доверия к 5G.
Что мы получим от внедрения 5G?
Первым и самым важным следствием внедрения 5G является значительное увеличение скорости передачи данных. Предварительные испытания показали пиковую скорость 25,3 Гбит/с. Если говорить о фактической скорости передачи данных, на которую могут рассчитывать обычные пользователи, то 5G достигает 10 Гбит/с.
Это означает, что можно будет мгновенно загрузить фильм в формате Full HD.
Для сравнения, сегодня максимальная скорость 4G у абонентов редко превышает 100 Мбит/с. Более высокая пропускная способность сети полезна для прямой трансляции видео высокой четкости, приложений виртуальной реальности и систем дистанционного обучения.
Кроме того, 5G снижает задержку сигнала до 1 мс. Напомним, что в настоящее время задержка может достигать 10 миллисекунд в сетях 4G и 100 миллисекунд в сетях 3G. Усовершенствование этой технологии позволит обеспечить мобильную связь в критически важных ситуациях. Например, его можно использовать для дистанционного управления сельскохозяйственной техникой, промышленными роботами и беспилотными автомобилями.
Wi-Fi будет постепенно отмирать с глобальным распространением сетей пятого поколения. Смартфоны, планшеты и ноутбуки могут подключаться к Интернету в любое время и в любом месте, с роутером или без него поблизости.
Мой смартфон будет работать в новой сети?
Чтобы воспользоваться всеми возможностями сетей следующего поколения, вам необходимо приобрести смартфон, совместимый с сетями следующего поколения. Несколько таких устройств уже известны и скоро появятся в продаже, включая Xiaomi Mi Mix 3, Samsung Galaxy S10, Motorola Moto Z3, ZTE 5G, Huawei Mate Flex, Oppo F11 Pro, Nokia 10 и некоторые другие. Включено.
Однако не спешите ничего покупать: технология 5G находится в стадии активного развития, и ее стандарты еще не утверждены. Окончательная реализация может незначительно отличаться от текущей, а продаваемые сейчас устройства вскоре устареют. Кроме того, мобильные сети 4G еще не полностью реализовали свой потенциал.
Если используется два слота, длительность каждого слота будет 0,5 мс; если используется четыре слота, длительность каждого слота будет равна 1/4 длительности подкадра или 0,25 мс, и то же самое применяется ниже.
Вместо заключения
Целью данного проекта было объяснить, зачем нужны сети 5G и как конкретно можно достичь более высоких скоростей и меньшей задержки.
Мы также обнаружили, что сети 5G не предлагают максимальную скорость и минимальную задержку для всех пользователей. Только миллиметровые волны могут полностью раскрыть следующее поколение мобильных сетей, но их развертывание дорого и не будет сразу доступно каждому.
Сети 5G имеют множество других интересных характеристик, помимо скорости и задержки, но здесь мы затронем лишь некоторые из них, чтобы избежать слишком большого объема материала.
Известно, что размер антенны является функцией длины волны. Это означает, что для работы с миллиметровыми волнами необходимы очень маленькие антенны. Поэтому на одной базовой станции 5G можно установить сотни антенн без увеличения размера самой соты. Эта технология известна как Massive MIMO.
Массивное MIMO позволяет одновременно подключать больше терминалов на одной базовой станции.
Массивное MIMO также позволяет сузить полосу пропускания высокочастотных сигналов 5G. Представьте, например, антенну, которая излучает электромагнитные волны во всех направлениях, как свеча, излучающая свет, но вместо того, чтобы излучать электромагнитные волны во всех направлениях, она излучает их в сторону определенного устройства, например, фонаря.
Конечно, эта аналогия примитивна, и волны не направлены на устройство, как лазерная указка. Однако, излучая сигналы одновременно несколькими антеннами, есть места, где волны накладываются друг на друга, и сигнал в определенном направлении усиливается. Такая концентрация энергии уменьшает помехи (глушение) между лучами, направленными в разные стороны, увеличивая пропускную способность и эффективность сети.
Таким образом, в сетях 5G нет ничего странного или страшного. Это не антихристова технология и не оружие массового поражения. Сети пятого поколения — это просто виток технологического развития, который может быть полностью понятен любому, кто пытается разобраться в вопросе, а не подписывается на нелепые теории заговора.
Алексей, главный редактор, Deep-Review (alexeysalo@gmail.com)
P.S. Не забудьте подписаться на нашу телеграмму популярных научных сайтов о мобильных технологиях, чтобы не пропустить самое интересное.
