5G — это революция в беспроводной связи. Отвечаем на главные вопросы о новой технологии
Каждое новое поколение беспроводных технологий становится быстрее и надежнее предыдущего. Если четвертую генерацию связи называют высокоскоростной, то 5G будет мгновенным. Увеличится скорость отправки видео и фото, а также их скачивания. Через 4G интернет-фильм загружается около 10 минут, с 5G это должно занимать пару секунд. Благодаря новому беспроводному соединению на телефоне можно будет смотреть VR-видео без задержек и глитчей. Рассказываем, в чем революционность 5G, какие технологии используют для его работы, и кто первым в мире запустил связь пятого поколения.
Как работает 5G
Существует 5 основных технологий, на которых работает мгновенный интернет.
1. Миллиметровые волны. Наши гаджеты используют определенную частоту в радиочастотном спектре. Раньше все устройства были подключены к частотному спектру между 3 кГц и 6 ГГц. Но эти частоты становятся все более загруженными, особенно с развитием интернета вещей, о котором мы поговорим далее. Чем больше устройств подключены к сети, тем медленнее работает соединение. Исследователи начали экспериментировать с переходом на более короткие миллиметровые волны, находящиеся в промежутке между 6 и 300 ГГц. Они создают лучшую пропускную способность сигнала при большой нагрузке. Все частоты этого диапазона не будут использоваться сразу: для обычных потребителей будет доступен спектр от 24 до 50 ГГц. Однако миллиметровые волны плохо преодолевают стены и другие препятствия, их поглощают дождь и деревья. При прохождении через бетонную стену миллиметровый сигнал ослабевает и может потеряться.
2. Проблема решается при помощи небольших станций связи. Сегодня беспроводные сети работают благодаря сетевым вышкам, которые транслируют сигнал высокой мощности на большие расстояния. Этот способ не подходит для высокочастотных миллиметровых волн. Проблему решают много маломощных мини-станций. Маленькие башни можно расставить намного ближе друг к другу, чем традиционные точки сотовой связи, сформировав так называемую эстафетную команду. Их главная задача – передавать сигналы, обходя препятствия. Например, если человек проходит мимо городских зданий и разговаривает по телефону, его смартфон будет автоматически подключаться к новым станциям, позволяя везде оставаться на связи.
3. Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output, многоканальный выход-многоканальный вход). Вышки 4G-связи имеют несколько портов для антенн, которые распространяют сетевой трафик. Базовые станции Massive MIMO могут поддерживать около сотни портов, это повысит мощность сети.
Технология Massive MIMO
4. Принцип Beamforming или формирование лучей. База с Massive MIMO получает все сигналы и рассчитывает время и направление их прибытия. При помощи алгоритмов она определяет, откуда приходит сигнал и создает наилучший маршрут его передачи обратно на телефон. Благодаря этой технологии базовые станции могут отправлять концентрированный поток информации на конкретное устройство, а не транслировать сигнал во всех направлениях.
5. Технология Full Duplex. Сегодня сотовые станции не могут передавать и получать сигналы одновременно. Волну можно представить как поезд, нагруженный информацией, а частоту, на которой он путешествует — рельсами. Когда два поезда едут навстречу друг другу по одним рельсам, происходит столкновение. Раньше у этой проблемы было два решения: либо запускать волны поочередно, либо разводить их по разным рельсам, то есть частотам. Но технология Full Duplex все меняет. Специальные кремниевые транзисторы работают как высокоскоростные переключатели, передавая сигналы одновременно на одной частоте. Так информация перемещается в разы быстрее.
Почему связь 5G называют революционной
3G и 4G помогают коммуницировать людям на всей планете. Соединение 5G – это не только пользователи, это миллиарды устройств, связанных между собой. Интернет вещей (ИВ) – это все устройства, подключенные к интернету. Кроме компьютеров и смартфонов, это медицинское оборудование, беспилотные машины, домашние приборы, инфраструктура умных городов — то есть все приборы, которыми управляют на расстоянии.
ИВ функционирует и сейчас, он работает при помощи сети 4G. Однако задержки сигнала сотовой связи ограничивают передачу информации с гаджетов в облака данных и обратно. Программы создают массивы информации, которые сложно оперативно обрабатывать при 4G. Это делает интернет вещей неэффективным: кому нужна автономная машина, которая может заглохнуть из-за слишком долгого анализа процессов?
Технологии 5G решают проблему замедленной передачи данных. Компании больше не волнуются о задержке передачи информации. Теперь они могут создавать гаджеты, которые полностью зависят от облаков. Как результат, появится больше беспилотных машин, роботов, автономных программ, связанных между собою и регулируемых на расстоянии. Согласно отчету Business Insider Intelligence, с приходом 5G интернет вещей объединит 22,5 млрд гаджетов уже к 2021 году.
Схема работы интернета вещей
Нужен ли будет новый смартфон для подключения к 5G?
Да. Новая технология связи будет передавать данные в разы быстрее — привычные смартфоны с этим не справятся. Китайская компания ZTE уже пообещала выпустить телефон для связи пятого поколения в 2019 году.
Когда 5G будет доступным в Украине?
Точной даты или хотя бы года запуска моментального интернета в Украине пока нет. В интервью для Delo.ua технический директор компаниии Ericsson в Украине и Центральной Азии Сергей Терещук говорит, что основная предпосылка для новой технологии – наличие свободных частот. Он отмечает, что приработе с 4G операторы закладывают необходимую базу для внедрения в стране 5G. Также все будет зависеть от инвестиций в инновационную связь.
5G уже где-то работает?
Китай первым объявил о тестировании 5G. Три китайских сетевых оператора получили от правительства разрешение начать пилотную работу в Пекине, Шанхае, Чунцине, Гуанчжоу, Нанкине, Сучжоу и Нинбо. В апреле этого года запуск 5G произошел в городе Чунцин. В мае компания Etisalat объявила о запуске нового поколения связи в Объединенных Арабских Эмиратах. Отчетов о работе 5G еще нет.
В декабре 2017 года организация 3GPP, регулирующая сотовую связь, подписала спецификацию стандартов 5G. Это позволило компаниям по всему миру начать разрабатывать стандартизированное оборудование для пятого поколения интернета.