Wi-Fi 5 GHz: современная необходимость или развод маркетолога?

С каждым днем в сеть попадает все больше информации о сети пятого поколения 5G, которая способна разогнать мобильный интернет до скорости более 1 Гбит/с – это даже быстрее, чем жесткие диски во многих компьютерах. На фоне того, что различные компании активно работают над компактными модемами, которые затем можно будет использовать в смартфонах, планшетах и прочих устройствах, сотовый оператор «МегаФон» назвал сроки запуска сети 5G в России, и они точно не понравятся россиянам.

Общая характеристика 5G

План развития мобильных сетей появился еще в начале 2015 года, когда Международный союз электросвязи предложил ряд технологий, способных ускорить и улучшить текущие стандарты связи. Тот «пакт» с нововведениями до сих пор называют IMT-2020, что расшифровывается, как «высокоскоростной интернет по технологии 5G».

Чуть позже к идее развития присоединились и первые стандарты – специалисты выделили и спектр необходимых частот для организации связи, и даже предупредили производителей базовых станций, вышек и сетевого оборудования о скорой «революции». А, значит, миру пора готовиться к новым программным приложениям, смартфонам с модулями 5G и мощными процессорами, способными принять и обработать сигнал на повышенных скоростях.

Общая характеристика 5G

Полноценный переход на 5G лишь намечен – во многих странах уже вовсю идут эксперименты и проводятся тесты, подтверждающие мощность нового стандарта. Жаль, до сих пор не известно, в каком году технология доберется до Российской Федерации.

А если точнее – как скоро новый стандарт распространится дальше Москвы и Санкт-Петербурга и доберется до регионов, где пользователи смогут ощутить преимущества нового стандарта и итоговую скорость.

Почему люди верят в опасность вышек 5G: вред для здоровья

Ввиду того, что мобильную сеть формируют вышки сотовой связи посредством излучения радиоволн, среди потребителей бытует мнение, что новая технология может нанести вред здоровью. Однако в современном мире электромагнитные поля окружают человека постоянно, просто они невидимы и их нельзя ощутить. Ретрансляторы сигналов 5G, как и других поколений, используют частоты, расположенные далеко от радиационного спектра, и не могут причинить вред живому организму.

Почему люди верят в опасность вышек 5G: вред для здоровья

Помимо частоты радиоволн важна мощность самого излучения. Слишком сильный радиосигнал действительно может быть опасным. Длительное пребывание под мощным излучением приводит к серьёзным последствиям для здоровья или смерти. Но сотовые ретрансляторы не выдают сигналы такого уровня. Они не могут нанести какой-либо вред здоровью в связи с крайне низкой мощностью излучения радиосигналов во время своей работы. Оборудование (радарные комплексы, телевизионные вышки), которое способно повлиять на клетки организма, окружено санитарными зонами безопасности.

Читайте также:  Возврат sony playstation в магазин: сроки, правила возврата и обмена

Сеть 2G — цифровая сеть и передача SMS-сообщений

Следующее поколение мобильных технологий, сеть 2G, появилась в мире в начале 1990-х годов и была основана на цифровой передаче, благодаря чему удалось:

  • Увеличить мощность сети,
  • Обеспечить безопасность разговоров,
  • Улучшить качество связи.

Прорывом также стала возможность отправлять SMS-сообщения. Мобильные устройства стали гораздо удобнее в использовании. Появились телефоны, способные работать в сети 2G — в частности, популярная Nokia 3310.

Сеть 2G — цифровая сеть и передача SMS-сообщений

Технология 2G регулярно модернизировалась и позволяла использовать с телефона доступ в интернет в очень ограниченных возможностях. Благодаря внедрению новых стандартов и решений (GPRS, EDGE) удалось достичь скорости передачи информации до 0,3 Мбит/с.

Большим преимуществом технологии 2G была ее широкая доступность. Чтобы комфортно разговаривать по телефону или отправлять сообщения, уровень сигнала не должен быть высоким.

Но все же сеть 2G предлагала для пользователей очень ограниченные возможности. Она работала и работает во многих странах на протяжении многих лет. Однако в настоящее время можно наблюдать ее упадок. Например, в Японии сеть 2G была полностью отключена уже в 2010 году. В США это запланировано на конец 2020 года, в Швейцарии — на конец 2021 года, в России — неизвестно.

Недостатки

Но не все бывает так радужно. Хоть технология уже не новая, но проблемы с ней встречаются и сейчас:

  • Устройства стоят достаточно дорого. Речь идет о центральных домашних роутерах. Ценник на них завышается от старых минимум на 1000 рублей.
  • Старые устройства совместимы, но не работают на высоких скоростях с ним – это и ежу понятно, но дома-то обновить все телефоны и ноутбуки будет очень накладно.
  • Меньше площадь покрытия (40-60 метров) сигнала, ухудшенная пробиваемость через стены – но для простой квартиры обычно хватает. Это из физики – чем короче длина волны (чем больше частота), тем эта волна хуже обходит препятствия.

Текущие достижения

Сети пятого поколения проектируются для работы в нескольких частотных диапазонах. Низкие частоты 600-700 МГц оптимальны в пригороде или для интернета-вещей, так как базовые станции имеют большой радиус действия. А вот скорость передачи данных и общая ёмкость сети оставляет желать лучшего. Диапазон до 6 ГГц исправляет этот недостаток, но средне-частотные БС нужно устанавливать значительно чаще, что оправдано в условиях мегаполиса. Высокие частоты до 73 ГГц обеспечивают пиковую скорость до 20 Гбит/с на приём и до 10 Гбит/с на передачу. Главная проблема — качественная связь только в зоне прямой видимости БС, диапазон будет использован для покрытия критичных локальных территорий. 

Читайте также:  Программы для преобразования фото в рисунок, картину

Как уже было отмечено, отличительные черты сетей пятого поколения — высокая ёмкость и низкие задержки при передаче информации. Эффект достигается за счёт применения новой технологии мультиплексирования сигнала NOMA, которая позволяет одновременно обслуживать нескольких абонентов в одном канале. В сетях прошлых поколений применяется разделение по времени, абоненты обмениваются информацией с базовой станцией по очереди. 

При использовании NOMA абоненты в одном частотно-временном интервале делятся на сильных (Strong User — SU) и слабых (Weak User — WU). Наложенные друг на друга сигналы для нескольких абонентов передаются одновременно. При получении сильный пользователь вычитает сигнал слабого с помощью системы подавления помех — SIC, а после декодирует полученные данные. Слабый пользователь сразу приступает к расшифровке, подавление помех не требуется, так как сигнал сильного ослабевает и превращается в шум. Для выравнивания качества обслуживания, на слабого абонента приходится 70% мощности канала. В сочетании с многоантенными системами MIMO, применение NOMA позволяет одновременно обслуживать несколько десятков пользователей на одном канале. 

В конце декабря 2017 года консорциум 3GPP утвердил спецификации Non-Standalone 5G NR. Переходный стандарт предполагает развёртывание сетей пятого поколения на основе базовых станций LTE. Переходный стандарт поддерживает все перечисленные выше диапазоны: 600-700 МГц, 3,5 ГГц и 50 ГГц. Следующий этап — полностью автономный стандарт Standalone 5G NR, который будет готов к середине 2018 года.

В первую очередь стоит отметить заслуги Intel. Компания развернула полнофункциональную 5G-инфраструктуру на прошедших зимних Олимпийских играх в Пхёнчхане. Подключенные к сети UHD-камеры позволили проводить онлайн-трансляции спортивных событий с эффектом присутствия. Wi-Fi хотспоты также использовали возможности 5G и обслуживали тысячи клиентов. Большая часть оборудования была смонтирована в уличных условиях — отличный тест на выносливость для электроники. Также Intel анонсировала партнёрство с NTT DoCoMo и развёртывание сетей пятого поколения на летних Олимпийских играх 2020 в Токио. Одна из целей сотрудничества — демонстрация и обкатка новых возможностей умного города.

На MWC 2018 Intel продемонстрировала концепт ноутбука с поддержкой сетей пятого поколения на базе модема Intel XMM 8060 . На данный момент крупный чип монтируется отдельно от центрального процессора. Для повышения эффективности компания работает над внедрением модемной части в однокристальную систему. Но это временные трудности, главное, что Intel работает над новым форматом, который превратит ноутбук в ещё более универсальное устройство. С новинкой можно забыть о небезопасных публичных сетях Wi-Fi. Активировать точку доступа Wi-Fi на смартфоне также не придётся. Анонс первых коммерческих устройств намечен на 2019 год, партнёрами Intel стали Microsoft, Dell, HP и Lenovo.

Также стало известно о сотрудничестве Intel c разработчиком мобильных решений Spreadtrum. Цель партнёрства — создание линейки мобильных процессоров со встроенным 5G-модемом Intel XMM 8000 серии ко второму кварталу 2019 года. 

Читайте также:  7 способов, открыть Дополнительные параметры запуска Windows 10.

Qualcomm впервые анонсировала свой собственный модем X50 ещё в 2016 году. На данный момент известно, что SDX50 войдёт в состав новой платформы Qualcomm Snapdragon 855, которая будет построена по 7-нм техпроцессу и увидит свет в начале 2019 года. То есть решение Qualcomm достаточно компактное для установки в смартфоны и планшеты. 

Huawei — ещё один полноправный участник 5G-гонки. На MWC 2018 компания продемонстрировала собственный модем Balong 5G01, который обеспечивает скорость до 2,3 Гбит/с. К сожалению, на данный момент размеры чипа не позволяют использовать его в смартфона и планшетах. Но с учётом прыти компании, появление мобильного Kirin с поддержкой 5G не за горами. 

Nokia Networks — второй после Huawei поставщик телекоммуникационного оборудования. В распоряжении компании есть оборудование, работающее на малых средних и высоких частотах. В начале 2018 года Nokia презентовала полнофункциональные 5G чипсеты для базовых станций ReefShark. Пропускная способность одного модуля до 84 Гбит/с. Развёртывание коммерческого оборудования на базе нового чипсета намечено на третий квартал 2018 года.

Сетям 5G нужны оптоволоконные технологии

Оборудование 5G подключается к оптоволоконным сетям для передачи данных на большие расстояния. Это обеспечит надёжность для новых сценариев применения в автомобильной, робототехнической и медицинской сфере. В число акций 5G-компаний США, рекомендованных для покупки, можно включить Corning (GLW), Ciena (CIEN), Acacia Communications (ACIA) и другие оптоволоконные компании. Cisco Systems (CSCO) планирует купить компанию Acacia.

Crown Castle производит «микросотовые» радиоантенны для сетей 5G в городских районах. Для микросотовых антенн, подвешивающихся на опорах инженерных сетей или крышах зданий, потребуется оптоволоконное соединение с локальными узлами. Однако для расширения сетей 5G нужно одобрение местных органов власти.

Сетям 5G нужны оптоволоконные технологии

Rysavy Research прогнозирует, что к 2028 году будет миллион «микросот«, что в десять раз выше сегодняшнего показателя.

Keysight Technologies (KEYS) производит оборудование для тестирования сетей 5G. На этом рынке Keysight конкурирует с Viavi Solutions (VIAV) и другими компаниями.

Итоги

Стандарт 5G обещает в корне изменить жизнь человечества, внедрив широкий перечень новых технологий. Благодаря высоким скоростям, пропускной способности и низкому отклику станет доступно много интересных технических нововведений, включая интернет вещей, беспилотные автомобили и прогрессивные шлемы виртуальной реальности.

Сейчас остается только ждать окончания испытаний и запуска сетей 5G в мировом масштабе. До России интернет пятого поколения доберется традиционно с задержкой в несколько лет.

(8 оценок, среднее: 4,25 из 5)