Наиболее распространенной технологией 5G является ммВолна, но операторы также будут использовать новые частоты в Wi-Fi ниже 6 ГГц, в диапазонах ниже 1 ГГц и в существующих диапазонах 4G LTE.
Что такое сеть 5G и зачем она нужна обычным пользователям
Крупнейшие российские операторы связи планируют запустить мобильные сети пятого поколения (5G) к Чемпионату мира по футболу 2018 года, и некоторое время назад было объявлено, что Ленобласть официально добавлена в список регионов, где будет тестироваться покрытие этой мобильной сети. В связи с этим ivbg.ru выяснил, как работает этот «зверь» и зачем (а главное, кому) он нужен.
Поколения мобильных сетей меняются каждые 10 лет. Это связано с постоянным развитием телекоммуникаций в промышленно развитых странах. Каждое новое поколение значительно увеличивает скорость передачи данных, поэтому конечные пользователи (вы и я) ощущают изменения на себе и своих смартфонах и получают все более легкий доступ к новым развлекательным и сетевым услугам.
Пятое поколение мобильных сетей — 5G — обещает стать особенно разрушительным. Эксперты смело заявляют, что благодаря этому «телекоммуникационному достижению» такие вещи из будущего, как беспилотные автомобили и виртуальная реальность, наконец-то войдут в нашу повседневную жизнь.
Так что же такое 5G? Основные характеристики
5G (5-е поколение) — это пятое поколение мобильных технологий с огромной скоростью передачи данных — несколько гигабит в секунду. Для сравнения, большинство пользователей в России сегодня используют интернет в десять раз медленнее. В Швеции во время тестирования сетей 5G был установлен еще один рекорд — 15 Гбит/с. Это в 40 раз быстрее, чем существующие беспроводные сети, можете себе представить?
Еще одной важной особенностью 5G, которой мы должны гордиться, является снижение задержки сигнала до одной миллисекунды (мс) — по сравнению с 10 мс в сетях 4G и 100 мс в сетях 3G. Это означает, что все будет происходить очень быстро, а «задержки» и «зависания», с которыми знакомы многие пользователи, останутся в прошлом. Проще говоря, для «технарей» интернет будет «летать».
Развитие сети. Диаграмма habrahabr.ru
Зачем 5G обычным пользователям?
Пока что мы с вами, как и все остальные рядовые пользователи Интернета, не сможем насладиться гигантскими скоростями, которые предложит новое поколение. Однако по мере внедрения новых технологий потребуются более высокие скорости.
Легко понять, что с увеличением скорости мобильного интернета появятся новые формы пользовательского контента — например, приложения для общения на основе видео, требующие больше сетевых ресурсов, очень популярны среди молодежи. Примером таких приложений является Snapchat с его видеомасками, который стал успешным на Западе в основном благодаря развитию мобильных сетей.
5G, в свою очередь, может порадовать обычных пользователей беспрецедентным качеством видео и открыть двери для развлечений виртуальной реальности.
Однако, поскольку интернет сегодня используется не только для банальных развлечений и общения, внедрение 5G окажет огромное влияние на многие другие важные сферы жизни.
Таблица: rb.ru
5G (пятое поколение) — это аббревиатура, обозначающая пятое поколение мобильной связи, которое придет на смену сегодняшним мобильным сетям 3G и 4G. Эта аббревиатура обозначает целый ряд технологий, многие из которых еще находятся в стадии разработки. Ожидается, что этап испытаний будет завершен не ранее 2020 года.
2G — надёжно, но медленно
Вы наверняка помните времена, когда в телефонах использовалась связь 2G — «связь второго поколения». Он работает на частотах 900 и 1800 мегагерц с длиной волны 33 сантиметра. Такие волны могут распространяться на расстояние до 100 километров по прямой видимости. Если есть препятствия, то он короче.
Общение второго поколения было организовано следующим образом: Башни были размещены как можно дальше друг от друга, чтобы охватить как можно большую территорию. Передача голоса по таким сетям работает хорошо (поскольку кодирование голоса не требует высоких скоростей), но интернет работает медленно.
С другой стороны, благодаря старым вышкам у нас все еще есть голосовая связь в лесу: одна вышка в глуши может покрыть огромную территорию.
3G — быстрее, но не так надёжно
Третье поколение основано на втором поколении, поэтому оно также использует частоту 900 мегагерц, если сигнал слабый. Однако основная частота 3G — 2100 мегагерц. Более высокая частота и улучшенные алгоритмы кодирования привели к многократному увеличению скорости интернета, но при этом уменьшился радиус действия между мачтой и антенной.
Если сети второго поколения позволяли размещать мачты на расстоянии 20-30 километров (чтобы все работало, с учетом препятствий), то для третьего поколения это расстояние сократилось до 5-7 километров, а в городах даже до каждого километра. И все это для поддержания высокой скорости передачи данных.
4G — совсем быстро, но не везде и не всегда
Частоты, используемые для сетей 4G, выше: 1800 мегагерц для не очень быстрого интернета (как 3G) и 2600 мегагерц для быстрого. Причина проста: при более высокой частоте можно передавать больше данных в секунду. Однако, чтобы достичь такой скорости в городе, вышки должны быть установлены через каждые 400-600 метров. Поэтому их размещают на крышах домов и на мачтах возле улиц, чтобы антенна была выше и интернет распространялся дальше.
Покрытие 4G значительно ниже, чем у сетей третьего и второго поколения, поскольку для качественного и стабильного соединения требуется в 20-40 раз больше мачт, чем раньше. Опять же, действует правило: чем выше частота и скорость интернета, тем меньше расстояние между мачтами.
Для достижения общенационального покрытия сети 5G необходимо в 200-300 раз больше мачт и антенн. Поэтому в ближайшем будущем 5G будет выглядеть следующим образом: В крупных городах будет нормальное покрытие, а в регионах телефоны будут переведены на 4G или даже 3G.
Стандарты и частоты 5G-сетей: FR1 (sub-6 GHz) и FR2 (mmWave)
Qualcomm уже представила сотовые модули с одновременной поддержкой 5G sub-6 ГГц и 5G mmWave.
В отличие от предыдущих поколений мобильных телефонов, стандарты 5G разделены на две большие группы: Диапазон частот 1 (FR1) и Диапазон частот 2 (FR2): Мобильные сети FR1 и FR2 значительно отличаются как по используемым частотным диапазонам, так и по назначению:
- Стандарты FR1 предназначены для построения известных сотовых сетей (макросотовых сетей) и используют частоты до 6 ГГц. По этой причине группу диапазонов FR1 часто называют 5G суб-6 ГГц. Стандарт предусматривает как повторное использование частотных диапазонов, ранее занятых мобильными сетями 4G, так и использование совершенно новых диапазонов. Назначение сетей FR1 аналогично предыдущим поколениям мобильных сетей,
- Стандарты FR2 используют очень высокие частоты (миллиметровые волны), которые никогда ранее не применялись в системах мобильной радиосвязи: от 24 ГГц и выше. По этой причине стандарты FR2 принято называть 5 G mmWave. В отличие от сетей FR1, сети FR2 не предназначены для обеспечения непрерывного покрытия. Вместо этого они предназначены для использования в качестве малых сот для сверхскоростного покрытия «точка-точка» (несколько гигабит в секунду!) на отдельных участках и для обмена данными между беспилотными транспортными средствами. Сети 5G mmWave располагаются рядом с фемтосотами и общественными точками доступа WiFi. В городских условиях базовые станции 5G mmWave могут быть размещены в оживленных местах (на стенах домов, остановках общественного транспорта, фонарных столбах и т.д.).
На данный момент консорциум 3GPP определил 45 диапазонов в FR1 и 4 диапазона в FR2. Чтобы отличить диапазоны 5G от предыдущих поколений сетей, номеру диапазона будет предшествовать буква «n»: n1, n2, n3 и т.д. Как и прежде, диапазон определяет тип дуплекса (FDD или TDD), используемые полосы частот, допустимую ширину канала и ряд других параметров.
Диапазоны, использующие частоты, которые уже используются в сетях 4G, сохраняют свой серийный номер. Например, сети 5G на частоте 2600 МГц с диодным мультиплексным разделением частот (FDD) называются полосой n7 (аналогично полосе 7 для сетей 4G). То же самое относится и ко всем остальным согласованным диапазонам.
Мобильные антенны 5G mmWave не требуют отдельных вышек и могут быть установлены на мачтах или стенах зданий.
Стандарты сотовых сетей 5G NR в России и Европе
Хотя сети 5G могут быть развернуты на частотах, которые уже были выделены для стандартов 3G и 4G, наиболее перспективными являются более высокие частоты, которые до сих пор не использовались в мобильной связи. Основная причина этого заключается в том, что более высокие частоты позволяют операторам иметь большую пропускную способность, а это один из основных факторов, влияющих на скорость передачи данных.
Таким образом, хотя российские операторы, скорее всего, смогут использовать частоты 4G для построения сетей 5G, основное внимание компаний сосредоточено на новых диапазонах. Наибольший интерес для операторов представляют диапазоны n78 и n79:
Пикосоты — это еще один класс малых сот, устанавливаемых на малых предприятиях для расширения зоны покрытия сети и увеличения пропускной способности данных. Другое популярное название — ретранслятор.
Когда ждать?
Испытания 5G уже ведутся во многих странах. Полное развертывание первых сетей следующего поколения ожидается не ранее 2020 года, скорее всего, в азиатском регионе.
Что касается России, то идея создания и развертывания сетей 5G будет утверждена в первом квартале 2019 года, а спектр будет выделен к концу 2019 года. К концу 2020 года должны быть запущены первые пилотные проекты по созданию сети пятого поколения. Поэтому широкое внедрение новой технологии можно ожидать не ранее чем через 3-4 года.
