Сети передачи данных пятого поколения. Решение - MIMO

5G ближе, чем кажется. Публичные тесты новой технологии проведут в России уже во время Чемпионата мира по футболу 2018 года, а к 2022 году Минкомсвязи планирует, что сетями пятого поколения будет покрыто 16 миллионников. К 2020 году развертывать сети 5G начнут в США, Японии и Корее. Между тем, до сих пор не закончена работа над стандартом сотовых сетей пятого поколения. Так что же представляет собой 5G, когда его реально ждать, и зачем нужен новый стандарт?

Поколение раз в 10 лет

Мобильная связь развивается в среднем 10-летними циклами. Новые технологии появляются, внедряются и становятся доминирующими раз в десять лет. 2000-ые годы стали эрой 3G, сейчас вы живем в эпоху 4G. Следующее десятилетие станет временем 5G.

Первые проекты по разработке 5G были объявлены еще в 2008 году. После 2015 года компании, работающие над новой технологии, наконец смогли подойти к полевым испытаниям. В 2016-м начали приниматься первые регуляторные нормы, в соответствии с которыми будут функционировать сети будущего. Так Федеральная комиссия США по связи одобрила для стандарта три диапазона 28 ГГц, 37 ГГц и 39 ГГц.

Осенью 2016 года Qualcomm представила первый модем, который будет поддерживать будущие стандарты 5G - Snapdragon X50.

В 2017 году в различных странах начали устанавливать первые базовые станции пятого поколения, пока они доступны только для тестирования специалистов.

Характеристики 5G

Стандарт пятого поколения будет заметно отличаться от предыдущих. В течение предшествующих 30 лет каждый новый стандарт приносил в первую очередь количественные улучшения связи. 2,5G подарил нам мобильный интернет. 3G сделал его по-настоящему удобным и доступным. 4G сблизил скорости стационарного и беспроводного доступа. Сегодня 4G обеспечивает в самых продвинутых версиях скорость нисходящего потока на 1 Гбит/с.

5G также обещает рост скоростей. Черновые версии стандарта определяют минимальный предел пропускной способности в 10 Гбит/с. Однако тесты оборудования показывают, что реальные скорости будут выше. Многие тестовые сети обеспечивают передачу данных на скорости в 25 Гбит/с. В июне 2017 года Huawei и Мегафон смогли «разогнать» сеть до 35 Гбит/с, работая в диапазоне 70 ГГц.

Однако увеличение скорости передачи данных в рамках сети является далеко не главным при разработке стандарта 5G. Еще в XXI начале века во многих странах количество мобильных абонентов превысило число населения. В этом десятилетии у мобильных операторов уже появились миллионы клиентов без паспорта и личности. Речь идет о подключенных к интернету датчиках и устройствах. В ближайшее десятилетие количество пользователей сотовых сетей начнет исчисляться десятками миллиардов. К людям присоединятся машины. 5G должен обеспечить на порядки большее количество стабильных соединений в единицу времени.

Массивное MIMO является одним из приоритетов развития стандарта. Для обеспечения стабильности связи будет использоваться трехмерная фокусировка сигнала. Базовые станции получат сотни узконаправленных антенн, которые будут закрывать все возможные направления.

Большое количество подключений, огромные массивы передаваемых данных вынуждают использовать развитые технологии кэширования данных. Оно также станет одним из краеугольных камней 5G.

5G обещает не только повышение скоростей передачи данных, но и снижение латентности, что будет востребовано в интернете вещей, где для реализации многих идей требуется высокочастотный опрос устройств. Латентность планируется снизить со 100 мс у 4G до 1 мс у 5G.

В проектах 5G улучшение взаимопроникновения сетей. Для обеспечения наиболее эффективного соединения и лучшего использования пропускной способности мобильной инфраструктуры устройства будут переключаться не только между 4G и 5G, но и подключаться к Wi-Fi и другим видам беспроводных сетей, благо частотные диапазоны уже сближены максимально.

Виртуализация сетей. Пятое поколение предполагает более активную и полноценную виртуализацию в мобильных сетях. Сервис и инфраструктура будут максимально отвязаны друг от друга. За счет этого можно повысить и эффективность использования частотного диапазона, и самой инфраструктуры.

Вызовы 5G

Внедрение 5G может оказаться не таким быстрым, как 4G. В некоторых случаях в сетях 3,5G внедрение LTE требовало минимальных инвестиций. В случае с 5G так не получится.

Чем выше частота сети, тем выше скорость передачи данных. Однако есть и обратная зависимость: тем ниже зона покрытия, и волны хуже проникают через стены и другие препятствия. Размер соты будет значительно меньше.

Операторам придется не просто установить новое оборудование на уже существующие вышки, но и найти новые места для размещения базовых станций. Их плотность для уверенного покрытия должна быть выше. Соответственно потребуются большие затраты.

Решения этой проблемы пока нет. Более «дальнобойные» диапазоны уже заняты сетями третьего и четвертого поколений. Да и в целом в современном мире свободных частот становится все меньше.

Покрытие 5G, особенно на первых порах, будет неравномерным. Его точно обеспечат в городах, сначала в местах с наибольшей проходимостью и нагрузкой, например, у спортивных сооружений, в бизнес-районах, около торговых центров. Впоследствии возможны варианты совместного использования частот с 4G и т.д. 5G за пределами городов пока остается под вопросом. Впрочем, там, в большинстве случаев при меньшей плотности абонентов может хватать и возможностей LTE.

Для чего нужно 5G

Наиболее близкое и понятное рядовому пользователю применение 5G - тяжелый контент . Телевизоры 4K пока еще не стали мейнстримом, но уже практически все топовые смартфоны снимают видео в этом формате. 8K также постепенно выходит на рынок. А еще есть сферические камеры и трансляции для устройств виртуальной реальности. 5G способен открыть для такого контента сотовые сети. Не случайно первые крупные демонстрации возможностей сети запланированы на крупные спортивные мероприятия. В Корее сеть 5G развернут в Пхенчанге зимой 2018-го во время Олимпийских Игр. Соревнования будут показывать в 8K, а Intel даже обещает организовать виртуальный показ игр, когда можно будет надеть шлем и почувствовать себя на стадионе. В России Мегафон собирается показать возможности 5G во время Чемпионата мира по футболу 2018 года.

Искусственный интеллект также «будет рад» появлению 5G. Уже сегодня на телефонах есть десятки и сотни приложений, в которых используются нейронные сети для обработки изображений. Пока это развлекательный контент. Однако в перспективе ИИ вторгнется во многие сферы нашей жизни. Нейронные сети сейчас существуют в облаке. Обмен информацией с ними вырастет, что потребует большей пропускной способности сети.

Интернет вещей. Уже сейчас понятно, что интернет вещей в первую очередь будет не сообществом кофеварок и холодильников, а получит промышленное наполнение. Умными уже становятся сельское хозяйство, промышленность, транспорт, логистика, энергетика. Десятки и сотни миллиардов сенсоров будут собирать различные данные передавать их на серверы для обработки и принятия решений, а затем команды будут отправляться автоматическим контроллерам, управляющим различными процессами. Во многих случаях системы будут реализованы в локальных сетях, но также огромным будет потребность в передаче информации через мобильные соединения. 5G с его многопользовательскими достоинствами и большой пропускной способностью обеспечит инфраструктуру для интернета вещей.

Беспилотные автомобили. Беспилотные технологии в автотранспорте развиваются очень быстро. В следующем десятилетии на дорогах могут появиться первые полностью роботизированные машины. Однако сегодняшние тесты автопилотов показывают, что «машинное зрение» еще далеко от идеала. Tesla хорошо справляется с опережением, но не всегда может увидеть за пару километров несущуюся машину в левой полосе. В будущем автомобили могу быть объединены в единую сеть. Это значительно повысит безопасность на дорогах, а также шансы беспилотников на допуск к общему движению. 5G и здесь предоставит нужную инфраструктуру, а уменьшенная в разы латентность обеспечит необходимое на высоких скоростях быстродействия.

5G в России

Российские операторы уже начали тестирование сетей 5G. Мегафон работает с Huawei. Партнеры смогли достичь скорости в 35 Гбит/с, что является одним из самых высоких показателей в реальных тестах на данных момент.

Мегафон выиграл тендер на обеспечение связью Чемпионата мира по футболу 2018 года. Компания планирует развернуть тестовые сети 5G во время спортивного события. На стадионах обещают мобильный интернет со скоростью до 5 Гбит/с. Уже выделены частоты. Сегмент сети связи пятого поколения будет развернут в диапазоне 3400-3800 МГц, тогда как мобильный интернет поколения 5G будет работать в диапазоне 25250-29500 МГц.

МТС провел два теста 5G. Один еще в 2016 году с Nokia, добившись скорости в 4,5 Гбит/с. Другой весной этого года с Ericsson, получив скорость в 25 Гбит/с. Кстати, Ericsson объявила, что будет готова предоставить европейским операторам оборудование для 5G уже в 2018 году.

Билайн в январе этого года наконец выбрал себе партнера по 5G. Им стала китайская Huawei, которая является одним из лидеров по инвестициям в R&D для сетей пятого поколения.

Tele2 работает в направлении 5G с Nokia. И собирается развертывать сеть после 2020 года.

Формально 5G может появиться в России в 2020 году. Однако реально воспользоваться сетью пятого поколения можно будет лишь через два года.

В 2019 году в стране планируется принять акты, регулирующие функционирование сети. В 2020 году операторы получат частоты для развертывания сетей. В этом же году по планам правительства пилотные проекты должны быть запущены пяти городах миллионниках. К 2022 году сеть 5G должна функционировать уже в 15 городах с населением больше миллиона человек. В итоге реально работающие сети 5G, доступные пользователям, появятся в России к 2022 году.

Раньше других в 2019 году планируют развернуть первые сети пятого поколения в США и Корее. Как правило, эти страны идут в авангарде сотовых технологий. Считается, что к 2020 году будет завершена стандартизация 5G. После этого внедрять новый стандарт начнут массово.

По слухам, Apple планирует обеспечить поддержку 5G в iPhone 9. Учитывая традиции нейминга, речь, скорее всего, идет о модели 2019 года.

Вот уже несколько десятилетий информационные технологии находятся в состоянии стремительного развития. То, что еще вчера казалось немыслимым, сегодня уже воспринимается как привычная обыденность. Новые интернет-сети способны передавать невероятные объемы информации на огромнейшие расстояния за считанные мгновенья.

И это далеко не предел технологического потенциала данной сферы. Уже достаточно скоро гражданам нашей страны станет доступна поистине революционная новинка — интернет 5G. Такая информационная сеть позволит сделать большой шаг вперед во внедрении новых технологий в повседневную жизнь простых людей.

В преддверии главного спортивного события 2018 года на территории четырех городов Российской Федерации в тестовом режиме будет запущена высокоскоростная сеть мобильного интернета по стандартам 5G. Такой новостью поделились представители главных отечественных операторов сотовой связи на пресс-конференции, приуроченной к обсуждению грядущего .

В начале 2018 года начнется развертывание на территории Санкт-Петербурга, Казани, Сочи и Москвы четырех тестовых зон с поддержкой максимальной скорости передачи информационных данных. С началом футбольных событий данные сети должны перейти на полную свою мощность работы.

Что собой представляет технология 5G

Как отмечают специалисты — 5G считается на данный момент самым перспективным стандартом не только на территории России, но и во всем мире. С ее помощью, скорость передачи данных можно «разогнать» вплоть до нескольких гигабайт за секунду, что еще несколько лет назад считалось практически невозможным.

Представители компании «Мегафон» (один из реализаторов проекта) уже провели первые предварительные тесты новой технологии. Эксперимент, проведенный в этом году, показал возможность увеличить скорость передачи данных до 5 ГБит/ с.

Кроме того, переход на подобный стандарт позволяет существенно приумножить число абонентов в сети, улучшить качество связи и даже сократить потери энергии аккумулятора мобильного устройства.

5G сеть являет собой абсолютно новую, многократно усовершенствованную технологию передачи трафика между клиентами оператора связи. С ее помощью можно за считанные секунды скачать на свое мобильное устройство файл, который раньше бы загружался часами.

Но, не смотря на целый ряд преимуществ, общегосударственным достоянием данную технологию можно будет сделать не раньше 2020 года. Спровоцирована такая задержка большой сложностью запуска сети, а также обширностью территории нашей страны которую невозможно охватить в короткие сроки.

Зачем нужны такие скорости

Вопрос по поводу актуальности высоких скоростей передачи интернет данных и практической необходимости таких технологий поднимается достаточно часто. Полностью аналогичная ситуация была при возникновении технологии 4G и первых попыток сделать ее доступной для общественности.

Тогда возможность скачивания информационного продукта из всемирной сети со скоростью достигающей 50 мегабит в секунду казалась невероятной. Сегодня же, для большинства людей такая скорость вполне обыденная и давно не кажется чрезмерно высокой.

Пользователи сети-интернет давно открыли для себя интересную зависимость: чем лучше возможности передачи информации, тем выше качество производимого контента. Посетители сайтов все чаще предпочитают чтению и статичным картинкам видео с высоким разрешением.

Это неудержимый процесс эволюции контента, где высокие скорости передачи данных обретают свою необходимость. Технология 5G сможет полностью удовлетворить потребности пользователей в миграции трафика, кроме того, такая сеть предполагает большие емкости и уникально короткое время отклика.

Какие перспективы технологии 5G в России

На сегодняшний день стандарт связи 5G находится на стадии разработки и начальных экспериментов. Но предполагается, что к началу он уже начнет появляться в самых больших городах нашего государства. Это будут не просто тестовые единичные случаи, а первый этап к систематизации и развитию с дальнейшим распространением по всем населенным пунктам.

Каждый день в инженерных отделах сотовых компаний происходит множество испытаний разнообразных технологических решений, которые можно поместить в основу будущей глобальной сети. Проводятся тесты скоростных возможностей для пятого поколения с блестящими результатами.

Такие тенденции позволяют судить о больших достижениях отечественных информационных технологий и приобретении уникального опыта для начала построения сетевой инфраструктуры.

Внедрение 5G сетей это, прежде всего, большой рост общего объема передаваемой информации через увеличение скоростей передачи и сокращения времени ожиданий откликов. К сожалению, это практически невозможно без существенного улучшения инфраструктуры, которой мобильные операторы пользуются на данный момент времени.

Процесс этот довольно затратный и требует огромных денежных вливаний, но если инвестиционный портфель разбить на значительный период, то ситуация перестает казаться критичной.

Эксперты не сомневаются, что новые горизонты которые откроются для экономики после внедрения 5G быстро окупят все затраты и принесут хорошие дивиденды. Таким образом, мобильный оператор получит дополнительные денежные поступления, пользователи – качественную услугу, а государство сможет выйти на новый уровень своего развития.

AT&T, Verizon Wireless и другие телекоммуникационные компании начнут внедрять 5G сети в текущем году. Но что же такое 5G? В данной статье мы поделимся с вами всем, что нам известно на данный момент.

5G запустят уже в этом году. Ну, или нет. В гонке за 5G (проще говоря – это пятое поколение мобильной связи), телекомпании обещают невозможное, что станет причиной большой путаницы в течение нескольких последующих лет.

Поскольку пока еще не существует ни одного официального определения 5G, все игроки на рынке беспроводных технологий, начиная от производителей наборов микросхем, и заканчивая операторами сотовой связи, изощряются в определении 5G и провозглашают себя лидерами 5G.

5G Что Это Такое? Все о Новом Поколении Связи

Давайте же разберемся в этой путанице. В данной статье мы постараемся объяснить, что же за штука такая – этот 5G.

Поколения связи 1G, 2G, 3G, 4G, 5G

Буква G в термине 5G обозначает поколение беспроводной технологии. Все поколения технически отличаются скоростью передачи данных, а также способами шифрования данных, или «эфирным интерфейсом», который делает технологию несовместимой с предыдущим поколением.

1G – это аналоговая сотовая связь. Технологии 2G, такие, как и CDMA, GSM и TDMA, — это первое поколение цифровых технологий сотовой связи. Такие 3G технологии, как EVDO, HSPA и UMTS обеспечивают скорость передачи данных от 200 килобайт до нескольких мегабит в секунду. 4G технологии WiMAX и LTE стали следующим скачком вперед. Скорость передачи данных связи четвертого поколения достигает сотен мегабит, или даже гигабит в секунду.

Так называемая «5G Эволюция» от компании AT&T – на самом деле не 5G

Компания AT&T недавно анонсировала запуск своей сети «5G Эволюция», которая на самом деле не является настоящей 5G сетью. На самом деле, это коммерческое название гигабитной LTE – самой новой модернизации технологии LTE сети 4G. Большинство операторов Соединенных Штатов собираются активно внедрять LTE в текущем году.

Гигабитная LTE технология совместима с существующими телефонами. Технология использует усовершенствованную версию существующего шифрования LTE, а также большее количество антенн и увеличенную степень агрегации несущих частот, что позволяет с большей скоростью совершать передачу данных.

Однако компания AT&T, вместе с распространением неправдивых слухов о 5G, настаивает на том, что LTE не скоро канет в небытие. По большому счету, 5G будет работать на очень высоких частотах, что требует расположения вышек и антенн в относительной близости друг к другу. Для большей площади покрытия, особенно в сельской местности, 5G будет основываться на 4G.

Технологии 4G так же будут улучшаться со временем. Компания Qualcomm анонсировала выход 4G модема X20, который способен передавать данные со скоростью 1,2 гигабит. Значительным достоинством технологии 5G станет большая мощность и малое время задержки. 5G станет гораздо мощнее и быстрее 4G технологий.

Запуск предварительной 5G сети от компаний AT&T и Verizon

Компании AT&T и Verizon анонсировали запуск домашней системы выхода в интернет на базе технологий 5G. Компании Samsung и Verizon на Всемирном мобильном конгрессе в феврале совместно представили антенны и роутеры, которые будут использовать 5G сервис компании Verizon.

Технологии, использованные в разработке домашней 5G сети, связаны с миллиметровым диапазоном волн беспроводного фиксированного доступа, который используют интернет-провайдеры Starry в Бостоне и Monkeybrains в Сан-Франциско. Однако благодаря AT&T и Verizon эти технологии получат гораздо более широкое распространение. К примеру, компания AT&T заявила о потенциальном использовании 5G в качестве замены устаревших технологий DSL, что позволит компании единолично предоставлять услуги домашнего 5G-интернета, беспроводной и стационарной телефонии, а также телевидения.

Но все это не имеет никакого отношения к 5G, поскольку связь пятого поколения будет запущена только в 2018 году. Но компания Verizon намеревается приблизить свои 5G сервисы к актуальным стандартам, а также использует как можно больше элементов грядущих 5G-систем.

Домашний 5G интернет демонстрирует одно самое главное преимущество над 4G – огромная мощность. Операторы не могут предложить домашний 4G интернет по конкурентной цене за 190Гб месячного потребления трафика для одного дома, поскольку 4G узлы связи не обладают достаточной мощностью. Это может значительно ужесточить конкуренцию провайдеров за домашний интернет жителей США, где, согласно отчету Федеральной службы по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций за 2016 год, скорость домашнего интернета 51 процента американцев составляет 25Мб в секунду, или выше.

Для самих провайдеров подключение домашнего 5G интернета станет гораздо более облегченным, чем оптоволоконные линии связи, которые тянутся от дома к дому. Вместо перекапывания каждой улицы, провайдеру останется просто подключить оптоволоконный кабель к узлу связи, а пользователям раздать беспроводные модемы.

Хорошо, что же тогда такое «настоящая 5G связь»?

5G – это инновационная сеть, которая обладает гораздо большей скоростью передачи и мощностью, а также с меньшими временными задержками, чем другие существующие сотовые системы. Достоверные технологии, использованные при разработке 5G, нам еще предстоит узнать, но уже известно множество общепризнанных деталей.

Тип шифрования сетей 5G, который называется OFDM, похож на тип шифрования, использованный в технологиях LTE. Эфирный интерфейс будет характеризоваться меньшими временными задержками и большей гибкостью, чем LTE.

Инновационные сети, преимущественно, будут использовать очень высокие частоты, которые способны передавать огромный массив данных, но всего по несколько блоков одновременно. Технология будет работать в спектре от низких до высоких частот, однако значительное преимущество над 4G будет наиболее очевидным на высоких частотах. 5G так же может передавать данные на нелицензированных частотах, которые сейчас использует Wi-Fi, без конфликта с существующими Wi-Fi-сетями. Такая передача данных схожа с технологией LTE-U, запущенной компанией T-Mobile в текущем году.

5G, скорее всего, будет сетью малых сот, вплоть до размера домашних роутеров, а не размера огромных вышек, которые распространяют сигнал на большие расстояния. В некотором роде, причиной тому является природа задействованных частот, но основной целью остается увеличение мощности самой сети.

Сети 5G должны быть более усовершенствованы, чем предыдущие системы, поскольку они связаны с огромным количеством меньших сот. Даже с учетом существования макро-сот, компания Qualcomm заявляет, что мощность сетей 5G будет превышать мощность остальных сетей в четыре раза благодаря использованию более широкого диапазона частот и улучшенных антенн.

Целью является достижение гораздо большей скорости и большей мощности с меньшими временными задержками, чем в сетях 4G. Задействованные мероприятия по стандартизации своей целью считают достижение скорости 20 гигабит в секунду и задержки 1милисекунды. А это, согласитесь, очень интересно.

Для чего предназначена сеть 5G: для телефонов, машин или домов?

Беспилотные автомобили смогут использовать 5G для быстрого приведения в действие. Первое поколение беспилотных автомобилей будет автономным, но последующие поколения будут взаимодействовать с другими автомобилями и умными дорогами для повышения безопасности и управления автомобильным потоком. Проще говоря, на дороге все участники будут взаимодействовать друг с другом.

Для чего предназначена сеть 5G: для телефонов, машин или домов?

Для того чтобы это стало возможным, связь должна обеспечиваться с минимальными временными задержками. Поскольку машины обмениваться достаточно небольшим объемом информации, необходимо, чтобы передача происходила практически мгновенно. Вот здесь-то на арене и появляется 5G с задержкой в 1 миллисекунду. С помощью данной сети два автомобиля могут быстро обмениваться информацией, а также передавать информацию от одной машины к другой через небольшие соты на световой опоре.

(Примечание : одна световая миллисекунда равняется 186 милям, так что большая часть этой 1 миллисекунды – это время обработки данных)

Еще одной отличительной особенностью 5G является то, что к этой сети может подключаться гораздо больше устройств. На данный момент, 4G модули дорогостоящие, потребляют много энергии и требуют сложных схем обслуживания. По этой причине большинство устройств, требующих подключения к Интернету, продолжают взаимодействовать либо с Wi-Fi и другими домашними технологиями для рядовых пользователей, либо с 2G сетями для бизнеса. К 5G сетям смогут подключаться небольшие, недорогие, неэнергозатратные устройства. Таким образом, сети 5G будут предоставлять доступ к интернету небольшим устройствам и многим другим типам датчиков.

А что насчет телефонов? Самые значительные изменения 5G может привнести в область виртуальной и дополненной реальности. Поскольку телефоны превращаются в устройства, предполагающие использование гарнитуры виртуальной реальности, очень низкие временные затраты и постоянная скорость 5G сможет предоставить вам доступ к миру виртуальной реальности когда и где вы пожелаете. Благодаря своим небольшим сотам, 5G может способствовать распространению покрытия внутри помещений, так как эта технология предполагает, что домашний роутер станет отдельным узлом связи.

Когда стоит ожидать появления 5G?

Предварительный 5G от компаний AT&T и Verizon запустят в этом году, однако, официальный запуск 5G планируется на 2018 год, а широкое распространение – в 2019 году. Изначально график был распланирован на 2019-2020 года, однако провайдеры и производители оборудования разработали ускоренное расписание.

Это связано с презентацией новой линейки 5G модемов от компании Qualcomm. Один из крупнейших производителей микросхем заявляет, что новая мобильная платформа Snapdragon будет поддерживать 5G уже в 2019 году. Микросхемы Snapdragon – самые популярные платформы для смартфонов в США, так что, вероятно, уже в 2019 году мир увидит смартфоны с поддержкой виртуальной реальности и 5G.

Доброго времени суток, хабровчане!

В этой публикации расскажу о сотовых сетях будущего: как они будут выглядеть, что стоит ожидать.

Итак, начнем.

Что вообще такое 5G? Это будущий стандарт мобильных сетей, который выведет их на принципиально другой уровень. Умные дяди из серьезных компаний говорят, что сети пятого поколения появятся примерно в 2020 году. Почему именно в 2020? Сейчас разберемся.

На рисунке представлено время появления сетей уже существующих поколений. Можно заметить, что между каждыми двумя поколениями разница примерно в 10 лет. Легко сделать вывод, что сети 5G, таким образом, можно ожидать примерно в 2020.

Какие принципиальные отличия между сетями пятого и предыдущих поколений? Первое, и самое очевидное, это увеличение скорости (как минимум на порядок), снижение задержек, значительное увеличение емкости сети, что необходимо для удовлетворения постоянно растущего спроса на Интернет. Тенденция такова, что в будущем к сети будет подключаться все, что угодно: от разнообразных датчиков до автомобилей.

Вторым пунктом стоит выделить переход к модели сети, где главным является абонент, а не базовая станция. В существующих сетях абоненту приходится самому подстраиваться под сеть: сигнал слишком слабый – передвинься. В сетях пятого поколения будут применяться умные антенны, способные менять диаграмму направленности в зависимости от потребностей абонентов в конкретных условиях. К примеру, если в соте в данный момент времени обслуживается один абонент, данные для него будут идти по узконаправленному каналу, что повысит отношение сигнал\шум и позволит повысить скорость передачи данных.

Третий пункт это переход в область миллиметровых волн. Спектральный ресурс ограничен и найти необходимые частоты в традиционных для мобильной связи диапазонах крайне трудно. Естественно, что для значительного увеличения скорости передачи данных потребуются гораздо бОльшие диапазоны частот. Логичным выходом из данной ситуации является переход в область десятков ГГц. Многие знают, что с увеличением рабочей частоты стремительно уменьшается дальность связи, то есть размер соты. Поэтому из третьего пункта можно сделать вывод: сети пятого поколения будут использоваться в местах, где есть спрос на скоростную передачу данных. Полного покрытия ожидать не стоит.

Следующим пунктом стоит выделить такую технологию, как MIMO. Суть ее заключается в использовании нескольких антенн на передающей и принимающей сторонах. Эта технология появилась еще в спецификациях, относящихся к третьему поколению. В большинстве сетей LTE MIMO работает в режиме 2x2, то есть две антенны на передачу, две на прием. Какие плюсы от этой технологии? В режиме 2х2 данные передаются сразу по двум независимым каналам, что позволяет увеличить скорость передачи почти в два раза. На данный момент существуют смартфоны, поддерживающие режим 4х4. К сожалению, увеличивать число антенн до бесконечности невозможно в силу небольших габаритов смартфонов. Еще одной проблемой является необходимость передачи служебных сигналов от каждой антенны, что снижает эффективность технологии.

Пятым пунктом необходимо отменить возможную реализацию технологии device-to-device. Нередки случаи, когда абоненты общаются находясь в десятках метров друг от друга. Благодаря применению этой технологии через сеть оператора будет проходить только сигнальный трафик, позволяющий тарифицировать такие вызовы, а сами данные будут проходить напрямую между устройствами. В этом и заключается суть технологии.

Как же будет выглядеть сеть будущего? 5G сети будут использоваться в местах, где есть спрос на высокоскоростной Интернет, в городах. Для общего покрытия будут использоваться сети предыдущих поколений. Если представить схематично, это будет выглядеть так:

Над сетями пятого поколения идет работа по всему миру, однако локомотивом является Европа. Средства, выделяемые ЕС на разработку несравнимы с теми, что выделяются в остальных частях планеты. По планам разработчиков к концу 2015 года должны сформироваться требования к стандарту пятого поколения. До этого момента все разговоры о скоростях и других параметрах сетей являются лишь домыслами.

Предугадывая комментарии «а зачем нужны такие скорости, мне 3G хватает» отмечу, что в будущем ожидаются глобальные изменения в мобильных сетях. Число подключаемых устройств к сети в режиме «always online» будет стремительно расти. Вполне возможен сценарий, когда телевидение перейдет на мобильные сети. Будет своего рода бум, который произошел с появлением передачи данных в сотовых сетях.

Сегодня телекоммуникационные компании по всему миру активно строят сети третьего (3G) и четвёртого поколения (4G). В то же время производители смартфонов уже внимательно изучают стандарт мобильной связи следующего поколения – 5G – начало внедрения которого планируется с 2020. Сегодня мы всё чаще слышим информацию, в той или иной мере относящейся к технологии пятого поколения. Давайте разберёмся, что же представляет собой это популярное «5G».

Что такое 5G?

5G – это пятое поколение беспроводных технологий. В сравнении с 3G и 4G, данный стандарт обеспечивает большее число одновременных подключений, поддерживаемых мобильной сетью. Помимо возросшей ёмкости, пользователи 5G получат увеличение скоростей сетей и уменьшение времени задержки – в сравнении со стандартом 4G.

В чём разница между мобильными сетями различных поколений?

Мобильные сети первого поколения – 1G – позволяли пользователям делать звонки со своих беспроводных телефонов.

Затем появились сети 2G, которые позволили отправлять с мобильных телефонов текстовые сообщения, а на смену им пришли сети 3G, обеспечившие работу мобильного интернета.

С появлением технологии 4G пользователи получили существенное повышение скорости передачи данных, что позволило им загружать файлы большого объёма, а также передавать и получать потоковое видео с минимальными задержками и в высоком качестве.

В чём преимущества стандарта 5G?

Данная технология выходит далеко за рамки мобильных интернет-подключений. Широкие пропускные возможности, предлагаемые сетями 5G, позволят производить до миллиона подключений на каждый квадратный километр покрываемой площади. А это значит, что данные мобильные сети смогут без проблем обеспечивать подключение смарт-городов и устройств, работающих с «Интернетом Вещей».

В отличие от абонентов 3G или 4G услуг, пользователи 5G не будут испытывать трудностей с подключением к сети мобильного провайдера, находясь в местах массового скопления людей – в частности, на переполненных концертных площадках под открытым небом.

Скорость передачи данных в сети 5G, по мнению экспертов, должна в 20 раз превышать скорость передачи данных в существующих сетях 4G. Расчеты показывают, что пользователи 5G смогут загружать полнометражный фильм, записанный в стандарте высокой чёткости, всего за одну секунду. Помимо этого, ожидается, что время задержки в сети 5G также будет сверхмалым – менее 1 миллисекунды. Время задержки в существующих сетях 4G составляет 10 миллисекунд. Под временем задержки подразумевают время, необходимое для передачи пакета данных из одной точки в другую.

Сверхмалое время задержки означает также то, что современные приложения – такие как самоходные транспортные средства – смогут работать с сетями 5G чётко и без проблем. Низкие показатели времени задержки также помогут обеспечить стремительный рост проникновения приложений виртуальной и дополненной реальности, поскольку пользователи не будут видеть отставания при передаче потокового видео в высоком разрешении или при запуске в сети программ виртуальной и дополненной реальности.

Кто устанавливает стандарты для 5G?

За определение стандартов для технологии 5G отвечает Международный союз электросвязи (МСЭ или ITU), являющийся специализированным агентством при Организации Объединённых Наций (ООН). Стандартизация технологии проходит по той же схеме, по которой формировались стандарты для технологий 3G и 4G.

Помощь ITU в проведении исследований, связанных с установкой стандартов для 5G, оказывают такие индустриальные органы, как консорциум Проект партнёрства третьего поколения (3GPP) и отраслевое объединение Ассоциация GSM (GSMA).

Консорциум 3GPP отвечает за сотрудничество между группами телекоммуникационных ассоциаций из стран Азии, Европы и Северной Америки. Он выпускает отчёты, исследования и техническую документацию по трём направлениям: сети радиодоступа, вопросы по услугам и системам, а также ключевые сети и терминалы.

Объединение GSMA представляет интересы 800 операторов мобильных сетей и 300 компаний, составляющих мобильную экосистему, в частности – производителей мобильных устройств, компаний-разработчиков программного обеспечения и поставщиков телекоммуникационного оборудования.

Когда начнётся коммерческое использование 5G?

Начало предоставления услуг сетей 5G коммерческим пользователям намечено на 2020 год. Однако в Южной Корее намерены запустить коммерческую 5G сеть уже в преддверии Игр зимней олимпиады, которые пройдут в 2018 году в городе Пхёнчхан.

Какие страны лидируют в разработке и внедрении 5G?

Китай, Япония и Южная Корея уже занимают ведущие в мире позиции в сфере тестирования и разработки мобильных технологий, имеющих отношение к 5G. Данные страны уже имеют высокий уровень принятия 4G, а правительственные программы поддержки разработки 5G дают им возможность опережать Северную Америку и Европу.

В Китае государственные компании China Mobile, China Unicom и China Telecom уже начали тестирование 5G-совместимого оборудования. Huawei Technologies и ZTE – две крупнейшие в стране компании, производящие телекоммуникационное оборудование, являются отраслевыми лидерами в вопросах построения инфраструктуры, необходимой для 5G.

Страны Европы и Северной Америки отстают от стран Азии в вопросах развития 5G в силу экономической неопределённости и более медленного развития сетей 4G на своих рынках. Однако это не мешает им проводить полевые испытания в закрытых тестовых лабораториях.