Что такое 5G? | РБК Тренды

5g в россии

Пятое поколение использует три диапазона частот: 600-850 МГц, 2.5-3.7 ГГц и 25-39 ГГц. Чем выше частота, тем выше скорость, но ниже радиус покрытия и степень проникновения в жилые помещения. Идеальный вариант – среднечастотный диапазон, но он принадлежит Минобороны и Роскосмосу и они не спешат его отдавать.

Вроде бы все хорошо: прогресс не стоит на месте, связь становится стабильнее, скорость повышается и недовольных быть не должно. По невероятному стечению обстоятельств в 2020 году планету накрыла пандемия коронавируса COVID-19, которая привнесла в список болезней новый физический недуг и непредсказуемым образом повлияла на людей с дефектом мышления, а также размягченным и податливым сознанием. В итоге у небольшой доли населения Земли «поехала крыша». Обо всем по порядку.

Беспилотные автомобили

Tesla способна ездить по городским улицам, пока ее водитель (или, скорее, пассажир) спокойно спит в салоне. Но что будет, если таких беспилотных машин на дорогах будут тысячи?

Использование автономных транспортных средств раскрывает одну из важнейших потребностей современной беспроводной инфраструктуры: на дороге любая секундная задержка может привести к трагедии.

Низкая задержка при передачи данных обеспечит мгновенный обмен информацией между беспилотными транспортными средствами

Способность автомобилей мгновенно реагировать и «общаться» с себе подобными с помощью 5G выведет беспилотныетранспортные средства на новый уровень и обеспечит безопасность на дорогах.

В каких странах уже есть 5g и когда появится в россии?

Сети пятого поколения работают в 42 странах. Первыми их протестировали в США еще 1 октября 2022 года. В начале 2022 года к ним присоединились Южная Корея и Япония. За год они охватили 80% территории стран интернетом 5G. В Европе 5G уже есть в Швейцарии, Великобритании, Австрии, Италии, Венгрии, Польше, Нидерландах и Бельгии.

В России экспериментальные мобильные сети развернули в Москве в начале 2022 года. Сегодня они работают в исследовательских центрах и на предприятиях — на ВДНХ, в «Лужниках» и на Тверской улице — от Арбата до Кремля.

Пионерами во внедрении 5G были компании «МТС» и «Tele2». Чуть позже лицензии получили «Ростелеком», «Мегафон» и «Билайн». Для них выделены частоты в диапазонах 4,8–4,99 ГГц и 24,25–24,65 ГГц. Однако пропускная способность этих каналов невысока — они не будут полноценной заменой 3G и 4G по количеству обслуживаемых одновременно устройств.

Операторы предложили выделить диапазон 3,4–3,8 ГГц, но получили отказ. Сегодня эти частоты используются российской армией и службами быстрого реагирования. Проблему обещают решить в конце 2021 или начале 2022 года, когда планируется решить вопрос с «расчисткой» диапазонов.

До 2024 года мобильные операторы планируют запустить сети 5G во всех регионах страны, потратив на это более 200 миллиардов рублей. Они прогнозируют, что к 2030 году высокоскоростными коммуникациями будут пользоваться 50 миллионов россиян.

Виртуальная и дополненная реальность

Развитие 5G, как прогнозируют эксперты, поможет вывести виртуальную и дополненную реальность в массы, сделав технологии доступными широкому кругу пользователей. Быстрые скорости и низкая задержка позволят полностью погрузиться в VR/AR.

Благодаря скорости соединения транслировать VR-контент и играть в VR-игры можно будет где угодно

Кроме того, не стоит забывать, что виртуальная реальность с успехом используется не только в сфере развлечений, но также в образовании, медицине, промышленности, военной и авиационной подготовке.

Выделение полос частот в 5g

Как и в 4G, сети и смартфоны будут поддерживать разные полосы частот для передачи данных. В дополнение к существующим диапазонам LTE, 5G New Radio стандартизирует ряд новых для будущих сетей. 5G разделен на два диапазона, первый для частот между 400 МГц и 6 ГГц. Диапазон 2 учитывает диапазоны мм-волн между 24 и 53 ГГц.

Где будет применяться 5g?

Откровенно говоря, для простого пользователя вполне достаточно 4G – этот стандарт позволяет смотреть потоковые видео и играть в ресурсоемкие игры без существенных неудобств. К тому же, было бы странно, если бы технология, названная революционной, была разработана для применения только в развлекательной сфере (хотя и ее, конечно, не оставили без внимания).

Человек с каждым годом потребляет все больше данных. Существующие полосы спектра становятся перегруженными, что приводит к сбоям в обслуживании, особенно когда множество людей пытаются получить доступ к услугам сети одновременно. 5G гораздо лучше справляется с тысячами синхронно подключенных устройств: от мобильных телефонов до датчиков оборудования, видеокамер и уличных фонарей.

С другой стороны, затраты на переход к инфраструктуре 5G будут огромными. Минимальная оценка стоимости строительства и поддержки сетей 5G в России оценивается НИИР в 164 млрд рублей (в США предполагаются затраты свыше 200 млрд долларов в год в течение следующих 5-10 лет, и почти все из них будут оплачены частными инвесторами). А это означает, что такие затраты должны быть оправданы действительно революционными изменениями во всех сферах жизни.

Что же нас ждет в глобальном смысле, когда сети 5G окончательно будут развернуты?

Зачем нам технология 5g?

Число смартфонов, планшетов и других мобильных устройств продолжает расти. По состоянию на начало 2020 года 59% опрошенных взрослых в 100 странах пользовались такими девайсами. По статистике мобильных операторов, в мире насчитывается более 4,3 миллиардов активных абонентов.

Уже сегодня в мегаполисах есть проблемы с приемом 3G- и 4G-сигналов. К примеру, в часы максимальной нагрузки скорость передачи данных в американских городах падает до 15–20 Мбит/с при теоретическом потенциале в 200–600 Мбит/с. В горных регионах и других местах со сложным рельефом, где невозможно развернуть 3G- и 4G-сети из-за особенностей рельефа, сотовая связь 5G решит эту проблему. Ведь она легко адаптируется к неблагоприятным условиям за счет гибкой регулировки мощности и направленности.

Также сейчас развивается «интернет вещей» — это вся «умная» бытовая техника — от холодильников до видеокамер. Объем передаваемых данных увеличивается на 8–15% ежегодно. Но к 2025 году эксперты ожидают стабильного прироста до 25–50%. Интернету вещей уже сейчас необходим специальный канал связи, чтобы работать в автономном режиме.

Мы постоянно говорим о беспилотном транспорте. Электромобили Tesla уже обходятся без водителей, квадрокоптеры ведут съемку по заранее составленным сценариям, а прототипы летающих такси вскоре планируют передвигаться над европейскими и азиатскими городами.

Зачем?

Достаточно простой вопрос, который интересует многих. Ответ — дело в том, что 5G позволит активно развивать IoT-технологии, что обеспечит появление умных городов, умных же транспортных средств и прочих IoT технологий. Что касается транспорта, то сотовые станции смогут поддерживать связь с объектами, которые передвигаются с большими скоростями, вплоть до 500 км/ч.

Стоит отметить, что для простого потребителя переход с 4G на 5G будет практически незаметным — видео и сайты и так грузятся в мгновение ока там, где есть 4G. Пятое поколение сетей нужно современному бизнесу и государству, которые цифровизуются.

5G — это качественное развитие технологий, а не просто увеличение пропускной способности сети. Усиление безопасности, повышение стабильности подключения, увеличение количества одновременно подключающихся к станции устройств, возможность работы с IoT в режиме реального времени — вот что такое 5G.

Если говорить о России, то создание собственной сети пятого поколения крайне важно для цифровизации государства. Этот вопрос даже прописан в программе «Цифровая экономика».

Несмотря на разговоры о том, что 5G заменит проводные сети, это если и произойдет, то очень нескоро. Во-первых, проводная инфраструктура гораздо дешевле, во-вторых, 5G-устройства для потребителей станут доступны весьма нескоро (об этом ниже), плюс они будут дорогими.

Здравоохранение

С прицелом на будущее технология 5G способна повысить доступность медицинских услуг для населения и в целом увеличить продолжительность жизни человека.

Если в настоящее время фитнес-трекеры уже стали нормой, то с полноценным внедрением 5G носимые устройства (не только браслеты, но и умная одежда и обувь) смогут использовать преимущества высоких скоростей передачи данных и позволят врачам дистанционно контролировать и анализировать параметры пациента и даже мониторить, принял ли он лекарство вовремя.

5G в медицине позволит сократить время, необходимое для выявления проблем со здоровьем, и повысить точность диагнозов

5G также позволит реализовать дистанционные консультации для пациентов, которые не имеют быстрого доступа к лечебным учреждениям, например, в городах, удаленных от центра региона. Дистанционные консультации могут применяться также для профессиональной подготовки медицинских работников по всему миру, а использование виртуальной реальности с высокими скоростями 5G поможет студентам-медикам практиковать удаленный уход за пациентами в режиме реального времени.

К революционным направлениям, которым 5G открывает большие перспективы, относится роботизированная хирургия. Ее возможности поистине огромны. Например, оператор-хирург может находиться от пациента на расстоянии многих километров и успешно проводить при этом сложнейшие операции с помощью хирургических роботов, виртуальной реальности и тактильных перчаток.

Интернет вещей

В настоящее время продукты IoT включают в себя автономные устройства: интеллектуальные термостаты, программируемые дверные замки, лампочки и другие полезные гаджеты. По мере того, как в течение следующих нескольких лет в сеть поступят еще миллиарды устройств, они будут использовать сети 5G для отправки и получения огромных объемов новых данных.

Высокие скорости 5G помогут внедрить системы умного дома повсеместно

Умный дом выйдет за рамки простого включения обогревателей к приходу хозяев и превратится в пространство, которое адаптируется к потребностям каждого члена семьи, обеспечивая безопасность, оптимизируя потребление ресурсов (электроэнергии и воды), а также персонализируя развлечения.

Испанский стыд

По еще не установленным причинам – ходят слухи, что из-за прогулов занятий физики в школе и слабого критического мышления – очередной виток в развитии технологий мобильной связи 5G стал мощнейшим триггером, побудившим некоторых людей отстаивать свое невежество крайне агрессивными способами.

В начале апреля 2020 г. поисковый запрос 5G в Google, на фоне вводимых по всему миру локдаунов, достигает наивысшего уровня популярности в 100 баллов.

Противники прогресса утверждают, что больше случаев заболевания COVID-19 зафиксировано в местах, где больше вышек 5G. Отчасти так оно и есть, только причина в том, что вышки ставят в густонаселенных районах, соответственно, там высокая плотность населения, которая и является основным фактором, повышающим вероятность заражения. Контраргумент показался неубедительным и началось. Вот о чем пишут информагентства за период 5-11 апреля 2020 года:

По сообщениям СМИ поджоги были устроены в Белфасте, Ливерпуле и Бирмингеме. Эти действия побудили операторов связи Великобритании выпустить официальное заявление, которое, если коротко, звучит так: «Пожалуйста, не жгите наши вышки».

Как работает 5g?

“Автономный” (NSA) и “New Radio” (NR). Первые сети 5G основаны на NSA, но в конечном итоге в ближайшие годы планируется перейти на SA, как только эта часть спецификации будет завершена.

Ключ к пониманию различий между 5G NSA и SA лежит в бэкэнде сети. Первые сети 5G, основанные на стандарте NSA, используют существующую инфраструктуру 4G LTE для обработки плоскости управления. Плоскость управления обрабатывает сигнальный трафик, управляет подключением пользовательских устройств к базовым станциям, проверкой подписок и т. д. Между тем плоскость данных – это то, что вы и я фактически используем для отправки и получения данных.

В некотором смысле, 5G NSA можно рассматривать как просто наличие сверхбыстрой передачи данных, подключенной к существующей инфраструктуре 4G LTE. Принятие спецификации 5G Standalone (SA) позволяет увидеть переход плоскости управления на ядро 5G и отметить гораздо большие изменения в работе сетей.

В дополнение к внедрению плоскости управления поверх радиотехнологий 5G, Standalone поддерживает более гибкую секцию сети и кодирование поднесущих.

Network Slicing (сетевая нарезка) – это форма архитектуры виртуальной сети, обеспечивающая большую гибкость для разделения, совместного использования и связывания частей внутренней сети. Это позволит сотовым операторам предлагать своим клиентам более гибкий трафик, приложения и услуги. Эта идея рассматривается как ключ к реализации автономных транспортных средств и умных городов.

Изменения в поднесущих немного сложнее объяснить. Технологии включают в себя:

• масштабируемое OFDM;
• разнесение поднесущих;
• оконное OFDM;
• гибкую нумерологию;
• масштабируемые интервалы времени передачи.

Проще говоря, кадры, которые переносят данные, могут быть больше и быстрее, когда требуется более высокая пропускная способность при высокой эффективности. В качестве альтернативы, эти кадры могут быть уменьшены для достижения гораздо меньшей задержки для приложений реального времени.

Первые сети 5G будут основаны на нестандартной спецификации, до больших изменений с полной автономной спецификацией после 2021 года.

Модуль базовой станции 5G.

Как устроены сети 5g и чем они лучше 4g

5G — новый стандарт сотовой связи, который должен прийти на замену 4G (в него входят LTE Advanced и WiMAX). Сотовые операторы и производители смартфонов, включая Apple, часто называют главным преимуществом 5G в разы выросшую скорость по сравнению с 4G. К примеру, они утверждают, что двухчасовой фильм на 5G можно будет скачать за пару секунд. Согласно стандарту 5G, сети нового поколения действительно должны работать на скорости до 20 Гбит в секунду в идеальных условиях и до 50 Мбит в секунду в плотной застройке.

Но на самом деле всё не так просто.

Сотовая связь пятого поколения, как и все предыдущие, работает за счёт радиоволн — тех же, которые позволяют слушать FM-радио, но с более высокими частотами. Главное отличие 5G в использовании самого широкого и одновременно высокого диапазона в истории сотовой связи. Если LTE работал в промежутке от 700 до 2100 мегагерц, то 5G может работать на частотах до 100 гигагерц.

Сети пятого поколения формально делятся на два типа в зависимости от использования разных частот. Первый работает с диапазоном от 600 до 6000 МГц, а второй — от 24 до 100 ГГц. У каждого из них есть преимущества и недостатки.

5G на частотах от 600 до 6000 МГц с лёгкой руки сотовых операторов и СМИ называют Sub-6GHz. Среди плюсов этой реализации — хорошее покрытие и простое внедрение: операторам достаточно обновить оборудование на уже имеющихся базовых станциях. Среди минусов — лишь незначительный прирост в скорости соединения, то есть пользователи могут не заметить эффекта. Например, если оператор развернёт 5G на частоте 600 МГц, она вряд ли окажется быстрее LTE, работающего с теми же частотами.

Куда более серьёзный прирост в скорости даёт диапазон 24-100 ГГц: с увеличением частоты уменьшается длина каждой волны, таким образом можно передать больше данных за то же время. Например, FM-радио передаёт только аудиозвук на частотах от 87,5 до 108 МГц, а LTE не только транслирует, но и принимает более крупные данные, однако работает на частотах до 2,1 ГГц.

Среди операторов и журналистов 5G на более высоких частотах (30-300 ГГц) прозвали миллиметровыми волнами или mmWave. Это та самая реализация связи нового поколения, которую любят показывать в рекламе и на презентациях: именно она даёт очень высокий прирост скорости по сравнению с 4G. Кроме того, mmWave позволяют использовать более компактные передатчики в смартфонах.

Но у миллиметровых волн есть серьёзный минус: они не способны проходить через почти любые препятствия, включая стены, окна, здания и даже капли дождя. Кроме того, короткие волны не могут распространяться на большие расстояния: на такой частоте потребуется намного больше оборудования, чтобы обеспечить приемлемое покрытие.

На самом деле главным преимуществом 5G может стать вовсе не скорость передачи данных: на бумаге даже 4G-связь должна выдавать гигабитные скорости, однако в реальности этого не происходит даже в идеальных условиях. Потому что на мобильную связь влияет слишком много разных факторов: от загруженности конкретной вышки до искажения сигнала из-за неудачного положения абонента.

Интересно, что современные 4G-сети формально не могут считаться 4G: согласно спецификациям, они должны выдавать до 100 Мбит/с при движении до 115 км/ч и от 1 Гбит/c при движении менее чем до 10 км/ч. На самом же деле гигабитных скоростей пока нет даже в идеальных условиях.

Прирост скорости может пригодиться в отдельных сценариях для бизнеса: например, в сотни раз ускорить коммуникацию и сбор данных на предприятии, чтобы потом всё автоматизировать. Но массовым абонентам 5G позволит избавиться от задержки соединения — одного из главных минусов 4G.

Средняя задержка при использовании LTE обычно составляет 50 миллисекунд. Из-за неё при вводе поискового запроса результаты в выдаче отображаются не сразу, а онлайн-игры могут выдавать картинку с временным лагом. Для сравнения: человеческому мозгу достаточно 10 миллисекунд, чтобы обработать изображение, полученное глазами.

По стандарту 5G задержка должна составлять не больше миллисекунды — в 50 раз меньше, чем у LTE. Это может оказаться полезным не только для игр, но и для любых технологий, где важно время отклика: например, для самоуправляемых автомобилей, которые должны реагировать на изменения ситуации мгновенно.

Низкая задержка также может ускорить развитие облачного гейминга. Сейчас для комфортного использования сервисов вроде Google Stadia нужны максимально идеальные условия — лучше всего они работают только при стабильном домашнем интернете. Apple не зря уделила играм столько внимания на презентации: 5G действительно может вывести онлайн-гейминг на смартфонах на новый уровень.

Внедрение нового стандарта важно и для индустрии «интернета вещей» и «умного дома». Сейчас эти устройства работают на разных технологиях — через Wi-Fi, Bluetooth и LTE, а также зависят от их ограничений. 5G позволит серьёзно расширить возможности: к сети можно будет подключить всё — от зубных щёток до уличного освещения, она справится с нагрузкой.

– Ключевое отличие 5G от 4G и предыдущих поколений заключается в работе на более высоких частотах. Это позволяет стандарту обеспечивать более высокую скорость и более низкую задержку, но в то же время заставит операторов использовать больше оборудования для покрытия той же территории;

– 5G может помочь в развитии облачного гейминга, самоуправляемых машин, интернета вещей и умного дома: самые быстрые скорости технология обеспечивает на коротких дистанциях, когда передатчик находится в прямой видимости. Из-за этого для рядовых пользователей в повседневных сценариях это может быть не так заметно;

– Внедрение 5G не означает отказ от LTE. Пока что операторы только подбираются к соответствию стандарту 4G: пока его продолжат развивать наравне с 5G, а смартфоны и другие устройства будут поддерживать смешанное соединение и переключаться при необходимости.

Где уже работают 5G-сети и почему их нет в России

На самом деле 5G во всём мире развивают уже не один год. Требования к стандарту сформировали ещё в 2022 году, а активное коммерческое внедрение началось в 2022 году, когда Verizon запустила сеть в четырёх городах США.

В 2020 году у каждого крупного производителя смартфонов в мире есть как минимум по одной модели устройств с поддержкой нового стандарта. Крупнейшие операторы США, Verizon, T-Mobile и AT&T, заявляют о покрытии почти всей территории Штатов. Об этом же говорят в ряде стран Европы, включая Германию и Великобританию.

В США сети разворачивают как в миллиметровом диапазоне, так и в Sub-6GHz — операторы уже поделили между собой частоты. При этом самый высокоскоростной вариант собираются использовать только в местах массовых скоплений людей — в парках, на стадионах и в аэропортах, а в городской застройке массово запускают лишь медленный вариант 5G.

Одним из лидеров по внедрению 5G остаётся Китай, где в 2022 году запустили 5G сразу в 50 городах. В сентябре 2020 года в стране насчитывалось более ста миллионов пользователей 5G, там уже работают над 6G. Китай быстрее всех развернул сети нового поколения благодаря использованию собственных технологий: местная Huawei — один из крупнейших поставщиков телеком-оборудования в мире, который рано начал осваивать стандарт.

Карта развития 5G

Поначалу именно на аппаратуре Huawei работали почти все 5G-сети во всём мире, но потом китайскую компанию фактически запретили в США — и операторам пришлось отказаться от приобретённых антенн и найти других поставщиков. Примеру Штатов последовали и в европейских странах — из-за этого развёртывание сетей затормозилось: нынешние 5G-станции придётся заменять и закупать новые с нуля.

В России технологию хотели внедрять одними из первых в мире, но операторы столкнулись с административными преградами: выяснилось, что самые востребованные частоты (до 6 ГГц) зарезервированы под военные нужды. Из-за этого развитие 5G в стране за последние годы так и не сдвинулось с мёртвой точки.

Главная проблема заключается в гибкости стандарта: высокие частоты можно использовать только для точечного покрытия крупных предприятий и бизнеса, а самые «удобные» частоты до 6 ГГц, но выше LTE (2,1 ГГц) в разных регионах заняты под разные нужды.

Операторы могли бы выбирать подходящие частоты в зависимости от ситуации, но на это не готовы в правительстве, где одобрили под 5G только два узких диапазона — 4,8-4,99 ГГц и 27,1–27,5 ГГц. Наиболее привлекательным для операторов остаётся диапазон 3,4-3,8 ГГц, под который есть оборудование, он может обеспечить прирост скорости при хорошем покрытии и остаётся самым «свободным».

Однако именно эти частоты уже заняты Минобороны: об этом сообщал Совет безопасности в письме Путину, который согласился с позицией совбеза. Многие операторы отмечали, что диапазон не подойдёт для развёртывания 5G-сетей из-за отсутствия коммерческого оборудования под эти частоты, но правительство всё равно начало расчистку диапазона 4,8-4,99 ГГц, его планируют закончить к 2021 году.

В октябре 2020 года глава Ростелекома Михаил Осеевский также заявил, что связь нового поколения не получится развернуть во всей европейской части России — выяснилось, что диапазон 4,8-4,99 ГГц, предлагаемый властями, на приграничных территориях занят системами «свой-чужой» для самолётов. По его словам, для развёртывания 5G в таких местах потребуется разрешение каждого сопредельного государства. При этом без договорённостей сети нельзя будет строить в радиусе 300 километров от границы.

“Сегодня понятно, что в зоне 300 километров от западных границ, да и рядом с Турцией большая часть нашей европейской территории не будет покрыта 5G, и эта зона распространяется почти до Москвы, ничего нельзя построить и в Санкт-Петербурге. Это, конечно, очень существенный минус, который мы должны учитывать.”
Михаил Осеевский, глава Ростелекома (в него входит Tele2)

Когда ждать 5G в России и будут ли с ним работать новые iPhone

TJ узнал у «большой четвёрки» российских мобильных операторов, когда ждать появления 5G-сетей в России и уточнил, насколько iPhone 12 совместимы с отечественными решениями. Представители Tele2, «Билайна» и «Мегафона» дали разные прогнозы о запуске 5G в стране, но сошлись в том, что причиной задержки стали власти. В МТС на запрос не ответили.

Если говорить конкретно об iPhone 12, то в России и других странах, не считая США, продаются только модели, работающие с 5G-частотами до 6 ГГц. Сигнал миллиметрового диапазона они ловить не могут — это эксклюзивная американская возможность. При этом региональной блокировки в iPhone 12 нет: если в России развернут сети нужного диапазона, смартфоны смогут с ними работать.

Tele2 — не знает, когда в России появится 5G и по какому сценарию будет развиваться
В Tele2 рассказали, что хотели бы развивать сети 5G в диапазоне 3,4-3,8 ГГц, но пока не могут этого сделать «из-за общеизвестных ограничений по доступности спектра». Представители оператора также отметили, что пока нет ни окончательного решения регуляторов, ни нормативных документов в отношении диапазонов для 5G. Из-за этого оператору «сложно предположить», по какому сценарию будет развиваться технология в России.

“Сроки запуска 5G полностью зависят от регулятора и его готовности выделить частоты под коммерческое развертывание сетей. Как только будет определенность с частотами, мы сможем разработать план развития сетей и обозначить сроки запуска.”
пресс-служба Tele2

Как пояснили в Tele2, сейчас у большинства операторов в России 5G развёрнуто только на уровне тестовых зон. Своя пилотная зона есть и у Tele2, она находится в Москве и охватывает Тверскую улицу от Кремля до Садового кольца, а также помещение флагманского салона на Тверской, 25/9.

Тестовая зона Tele2 работает на оборудовании Ericsson с 2022 года и использует миллиметрового диапазон 27 ГГц в режме NSA — формально она развёрнута на базе LTE и якорного диапазона (2600 МГц). При этом подключиться к 5G Tele2 пока можно с помощью специального инженерного смартфона, который подключается к 5G-роутеру.

Представители оператора также отметили, что 5G превосходит сети прошлого поколения по скорости, но стандарт нельзя оценивать только по этому параметру. Tele2 назвал плюсами технологии устойчивость связи для большого количества абонентов на одну базовую станцию, большую ёмкость и быстрый отклик. Кроме того, 5G адаптируется к типу передаваемого контента и может работать на более низких скоростях, чтобы экономить энергопотребление, а потом возвращаться на высокую мощность.

“5G — технология, преимущества которой пока не очевидны для простого пользователя мобильного интернета. Весь платежеспособный спрос сегодня удовлетворяет технология 4G. Да, с 5G фильм можно скачать примерно в 20 раз быстрее, но это преимущество не столь критично для обычного человека, тем более на фоне популярности стриминговых платформ.”
пресс-служба Tele2

«Удалёнка» во время пандемии спровоцировала рост трафика и увеличению потребности в цифровых сервисах, что привело к новым нагрузкам на 4G-сети, рассказали в Tele2, не раскрыв точные данные. 5G должен разгрузить сети и закрыть пробелы предыдущего стандарта: обеспечит минимальный отклик и даст преимущество технологиям интернета вещей, промышленности, «умного» транспорта, телемедицины и «умного» города.

В Tele2 не смогли объяснить, сможет ли 5G в iPhone 12 работать в России: представители оператора отметили, что в стране пока нет коммерческих сетей, а в тестовых зонах всё меняется от случая к случаю. Теоретически новые модели смогут работать с оборудованием компании на Тверской, но проверить это можно только на месте.

«Билайн» — ждать 5G придётся до 2024 года

В «Билайне» рассказали, что на первых этапах хотели бы развивать 5G в диапазоне 3,4-3,8 ГГц, а в дальнейшем рассматривают внедрение миллиметровых частот в локальных хот-спотах, где абонент находится в прямой видимости с базовой станцией.

Представители оператора назвали преимуществами 5G более высокие пиковые скорости передачи данных — до нескольких гигабит в секунду, а также низкие задержки при передаче трафика. Это позволяет реализовать сервисы виртуальной и дополненной реальности, развивать облачный гейминг и не только, отметили в пресс-службе «Билайна»

Значительно выше пиковые скорости передачи данных (порядка нескольких Гбит/с). Низкие задержки при передаче трафика делают возможным реализацию сервисов на основе виртуальной/дополненной реальности (VR/AR), развитие облачного гейминга и т.д. Представители оператора также отметили, что ситуация с развитием коммерческих сетей в стране остаётся непонятной.

“Коммерческих сетей 5G в РФ нет, условия и сроки выдачи лицензий непонятны. Есть несколько пилотных зон, в частности, в Москве. Ждать широкого распространения 5G в России стоит не раньше 2024 года.”
пресс-служба Билайн

«Мегафон» — основную выгоду от 5G получит промышленность и бизнес, но пока неясно, когда
В «Мегафоне» не смогли уточнить даже примерных сроков запуска 5G в России. В разговоре с TJ представители оператора объяснили, что смогут запустить сети нового поколения после решения «вопроса с дефицитом частотного ресурса». Желающим попробовать 5G оператор предложил съездить за рубеж и перечислил конкретные страны, где работает с сетями в роуминге.

“Пока в России сеть нового поколения недоступна, владельцы телефонов с поддержкой 5G могут пользоваться этой опцией в поездках за рубежом. На сегодняшний день 5G-роуминг МегаФона доступен в девяти странах: Румынии, Латвии, ОАЭ, Саудовской Аравии, Финляндии, Швеции, Швейцарии, Польше и Китае.”
пресс-служба «Мегафона»

В компании отметили, что 5G обеспечит более высокие скорости мобильного интернета, но основную выгоду от сетей пятого поколения получат промышленность и корпоративные клиенты, а не рядовые абоненты. Для них использование 5G приведёт к увеличению эффективности производства и управления, пояснили в «Мегафоне». Внедрение 5G окажет влияние на развитие самых разных отраслей экономики, начиная с розничных сетей и заканчивая внедрением сложных интеллектуальных систем управления промышленностью, энергетикой и умным городом, считает оператор.

[источники]https://tjournal.ru/tech/223779-glavnoe-o-5g-kak-ustroeny-seti-novogo-pokoleniya-chem-oni-luchshe-4g-i-poyavyatsya-li-v-rossii

Когда мы это увидим?

В Великобритании и США основные мобильные операторы уже тестируют сети пятого поколения, а в Японииоператорам предоставили бесплатный доступ к 5G-частотам. Как дело обстоит у нас?

Государственная программа «Цифровая экономика» предусматривает устойчивое покрытие 5G во всех крупных городах-миллионниках к 2024 году. В настоящее время Тele2 и Ericsson развернули пилотную зону в Москве на Тверской улице, до конца года готовятся подобные зоны в Санкт-Петербурге и Казани. Что касается коммерческих сетей, то ожидается, что они появятся в России уже через два года.

Есть и сложности. Дело в том, что наиболее подходящий диапазон для быстрого и дешевого запуска 5G (3,4-3,8 ГГц) в настоящее время занят силовыми ведомствами и требует решения об освобождении на государственном уровне.

Преимущества и возможности сетей 5-го поколения поистине огромны. Но, в любом случае, не стоит ожидать молниеносной революции. Ранние развертывания уже начались, и о перспективах 5G знает все больше людей. Однако полностью работающие сети 5G, которые могут поддерживать передовые сценарии использования, все еще находятся в стадии разработки. Что ж, ожидаем невероятного цифрового будущего на высоких скоростях.

Особенности и принцип работы

В настоящее время, ещё нет устоявшихся практик использования сетей пятого поколения, но уже сейчас можно отметить преимущественно таких особенностей, как:

• полный дуплекс,
• massive MIMO,
• маленькие соты,
• миллиметровые волны с длиной волны 5G от 1 до 10 мм (от 30 до 300 ГГц),
• формирование луча.

К числу минусов можно отнести то, что миллиметровые волны не способны легко проходить сквозь стены зданий, а также серьезно затухают в дождь, снег и листопад. Чтобы это обойти эти особенности 5G, будет использована такая разработка, как малые соты. Это миниатюрные базовые станции, которые будут располагаться каждые 250 метров в зоне покрытия.

При прямой видимости, дальность 5G можно оценить в 1-2 километра. В городских условиях России, 300-700 метров. Для профессионалов более детальная информация представлена на график ниже.

Ещё одна новая технология 5G сети – это massive MIMO. Например, существующие базовые станции 4G сегодня поддерживают, в среднем, 12 портов. Восемь портов на передачу данных и 4 порта на приём. Базовые станции сети связи 5G могут иметь 100 портов и соответствующее количество узконаправленных антенн. За счёт этого пропускная способность увеличивается в 22 раза.

Ещё более продвинутыми стандарт связи делает технология beamforming или «формирование луча». Эта система сигнализации, развернутая между базовыми станциями, которая помогает определить и задействовать оптимальный маршрут передачи сигнала к конкретному пользователю. Один из её дополнительных плюсов – это снижение помех в передаче данных при использовании большого количества антенн.

Современные смартфоны должны принимать и передавать данные по очереди, если они работают на одной частоте. Либо, если устройство хочет передавать и принимать сигнал одновременно, оно должно делать это на разных частотах. Принцип 5G таков, что все устройства в рамках этой технологии, могут и принимать, и передавать сигналы одновременно.

Эта технология имеет название «полный дуплекс». Это удваивает пропускную способность любой сети передачи данных. Минусом полного дуплекса является неприятный эффект эха. Он возникает, потому что передающая антенна мобильного устройства находится рядом с принимающей антенной, которая ловит этот сигнал. Поэтому, во все устройства, по умолчанию, включается технология эхоподавления.

Ульф Эвальдссон (Ulf Ewaldsson), старший вице-президент Ericsson:
Сокращение радиуса действия сот в плотных сетях, а также интеллектуальные возможности «спящего» режима базовых станций, минимизация сигнального трафика при обнаружении сети и синхронизации должны значительно уменьшить энергопотребление в сетях пятого поколения.

Поколения мобильной связи

1G: В 1984 году был введен в эксплуатацию стандарт 1G (G – Generation, поколение) , который использовал аналоговую передачу сигнала и обеспечивал только голосовую связь. Сигнал часто прерывался, речь искажалась помехами, отсутствовало шифрование, разговоры легко прослушивались, а звонки можно было совершать от лица другого абонента.

2G: Второе поколение перевели на цифру и в 1991 году абоненты получили шифрование, смски и возможность передавать не только голос, но и прочие данные со скоростью до 9.6 Кбит/с по технологии GSM (протокол WAP), до 171.2 Кбит/с по технологии GPRS и до 474 Кбит/с по технологии EDGE. На практике скорость была значительно ниже.

3G: Третье поколение наиболее известно по стандартам UMTS со скоростью передачи данных 2 Мбит/с, HSPA (14.4 Мбит/с) и HSPA (42 Мбит/с). Важной особенностью связи 3G стало снижение количества обрывов связи во время передвижения за счет постепенной передачи абонента от одной базовой станции к другой – GSM работал только с одной станцией за раз.

4G: В 4G скорость у подвижных абонентов повысилась до 100 Мбит/с, стабильность подключения и емкость сети – сколько человек пользуются связью одновременно – также возросли.

5G: По сравнению с 4G пятое поколение мобильной связи имеет более высокую пропускную способность (миллионы устройств в пределах нескольких квадратных километров), меньшее время задержки (1 миллисекунда) и скорость интернета до 2 Гбит/с. В некоторых экспериментах скорость достигает 5.2 Гбит/с.

Сельское хозяйство

Интеллектуальное фермерство – это не просто техническое новшество: оно необходимо, чтобы накормить постоянно растущее население планеты. 5G сможет без перебоев предоставлять данные о хозяйстве в режиме реального времени, и эти новые возможности для мониторинга и автоматизации систем приведут к «умному сельскому хозяйству».

Сельскохозяйственные устройства IoT позволят фермерам производить более точные измерения влажности, состояния почвы и жизненных показателей растений, а также точнее прогнозировать погодные условия. Что касается животноводства, то с помощью датчиков будет осуществляться мониторинг зрелости и контроль за здоровьем скота.

Сельское хозяйство относится к отрасли экономики высокого риска, который можно снизить, используя высокоточный мониторинг

В целом, 5G позволит фермерам отслеживать огромное количество факторов окружающей среды для достижения наилучших результатов в работе.

Умные города

В умных городах сверхнизкая задержка передачи данных в сетях 5G будет иметь решающее значение для интеллектуальных энергосистем и подключенной инфраструктуры. Это не только улучшит качество государственных и коммунальных услуг, но и повысит общественную безопасность.

Уже сейчас в Барселоне (Испания), Колумбусе (штат Огайо, США) и Сингапуре используются интеллектуальные уличные фонари и датчики, которые отслеживают такие вещи, как качество воздуха, наличие парковочных мест и сбор мусора.

Для обеспечения безопасности в умных городах датчики мгновенно оповещают о произошедших преступлениях

Колумбус, работающий по гранту Министерства транспорта США, уже внедряет и тестирует приложения, которые применяются для снижения пробок, автоматически сообщают о необходимости ремонта дорог и обеспечивают связь между беспилотными автомобилями. Так что, «умные» города – это уже не будущее, а вполне себе настоящее.

Энергетика и коммунальное хозяйство

Энергетические установки требуют постоянного обслуживания, от этого зависит их правильное функционирование и безопасность. Быстрая и надежная связь 5G позволит непрерывно следить за системами с помощью датчиков (детекторыутечек на трубопроводах и др.). Это значительно сократит потребность во вмешательстве человека и повысит безопасность энергосистем.

5G улучшит удаленный мониторинг энергетических объектов, таких как ветряные электростанции и солнечные фермы

Благодаря масштабному подключению большего числа устройств в рамках растущего Интернета вещей (IoT) энергетические компании смогут работать эффективнее и лучше обслуживать клиентов. Например, использование интеллектуальных счетчиков обеспечит поставщикам и клиентам онлайн-доступ к данным и аналитике потребления энергии, что позволит экономичнее распределять ресурсы.

По оценкам Европейской комиссии, к 2020 году будет выпущено уже около 200 млн интеллектуальных счетчиков электроэнергии и 45 млн «умных» газовых счетчиков. При этом рассчитано, что примерно у 72% потребителей в Европе будут интеллектуальные счетчики электроэнергии и у 40% — газа.