4G и 5G: Ключевые различия между двумя поколениями сотовых сетей

5G (от англ. fifth generation  — пятое поколение) — пятое поколение мобильной связи, действующее на основе стандартов телекоммуникаций, следующих за существующими стандартами 4G/IMT-Advanced[1]. Стандарты для развертывания 5G-сетей пока не разработаны[1]. В середине-конце 2010-х годов различными мобильными операторами связи во многих уголках мира испытываются отдельные элементы сети 5G, а также проводятся лабораторные тесты технологии 5G.

Как обстоит ситуация в данный момент?

Впервые сотой оператор тестировал высокоскоростную сеть в ноябре 2017 года. Это произошло на экономическом форуме, где телефонная компания совместно с партнёрами продемонстрировала собственные возможности. Тесты показали, что скорость соединения, когда провайдер запустит подключение на полную мощность, составит 5 Гбит/с, а максимальные показатели составляли 37 Гбит/с, что являлось мировым рекордом.

Как обстоит ситуация в данный момент?

Время после демонстрации возможностей использовалось для подготовки оборудования и создания единой сети, способной обеспечить клиентов качественным, надёжным подключением.

Как обстоят дела сейчас

Первые упоминания о начале тестирования новой сети приходили от оператора МТС ещё в 2015 году. Тогда же было сказано о том, что предполагаемой датой запуска пилотной версии станет Чемпионат мира по футболу FIFA 2021 года, проведение которого было запланировано в России.

Оператор МТС с компаниями, занимающимися производством смартфоном (Nokia, Ericsson) подводили техническую и технологическую базу под начало тестов, в 2017 году добились рекордной скорости передачи данных на движущемся смартфоне – 25 Гбит/сек. Совместимость технологий 10GPON и 5G была достигнута в августе 2017. Поданную заявку оператора на выделение частот для тестирования власти отклонили: запрашиваемые частоты используются средствами спутниковой связи. Зато в частном порядке дали частоты дочкам Ростелекома, который заявил о начале совместной работы с Мегафоном. В апреле тесты сети нового поколения проходили в Сколково, а 5 июня в центре Москвы была запущена первая пилотная версия 5G под эгидой Мегафона.

Как обстоят дела сейчас

Несмотря на все трудности МТС совместно с Ericsson удалось провести тесты в 7 городах РФ в период ЧМ-2020. Скорость соединения увеличилась в 5 раз, а данные загружались в 2 раза быстрее.

Ключевые различия между 4G и 5G

Вот разбивка по основным различиям между двумя технологиями мобильных сетей.

Скорость

В большинстве случаев, когда говорят о 5G, скорость используется в качестве того показателя, который отличает новую технологию от 4G. И это действительно имеет смысл, поскольку каждое поколение сотовой связи давало возможность передавать данные быстрее, чем предыдущее. 4G в настоящее время может предложить максимальную скорость до 100 Мбит/сек, хотя производительность такой сети в условиях реального мира обычно не превышает 35 Мбит/сек.

Сеть 5G может передавать данные в 100 раз быстрее, чем это делает сеть 4G. Максимальная теоретическая скорость в такой сети может составлять около 20 Гбит/сек, при этом по состоянию на сегодня в условиях реального мира скорость таких сетей колеблется в пределах от 50 Мбит/сек до 3 Гбит/сек.

Впрочем, на практике всё немного сложнее. Существует три основных разновидности стандарта 5G, и каждый из них имеет свою скорость. Так называемый низкочастотный 5G обеспечивает скорость, которая лишь немного превышает скорость сетей 4G – с производительностью около 50–250 Мбит/сек. Самая быстрая версия 5G стандарта, называемая высокочастотным 5G, – это версия, которая может обеспечить скорость до 3 Гбит/сек. Подробнее об этом читайте в статье о трёх диапазонах частот для 5G.

Читайте также:  Установка драйверов по ид. Ищем драйвера для компьютера

Задержка

Задержка – это промежуток времени, необходимый для перемещения пакета информации между двумя точками. Этот временной отрезок можно рассматривать как задержку, которая обременяет любой процесс передачу данных, независимо от того, насколько быстрым при этом является соединение. Задержка в сетях 4G в настоящее время составляет около 50 миллисекунд (мс), а в сетях 5G ожидается сокращение этого показателя до впечатляющей отметки в 1 мс.

Уменьшение времени задержки будет иметь решающее значение для работы многих приложений, поскольку технология 5G позволит подключённым устройствам использовать облака для обработки данных – например, в случае с самоходными автомобилями, которые смогут использовать сеть 5G для обращения к облачному искусственному интеллекту, который сможет принимать навигационные решения в режиме реального времени.

Покрытие

Даже после десяти лет эксплуатации сетей 4G во всём мире по-прежнему остаются отдалённые и сельские районы, страдающие от плохого покрытия или и вовсе от отсутствия связи 4G. Развёртывание сетей 5G только начинается, поэтому покрытие в данном стандарте практически отсутствует за пределами нескольких крупных городов. Сетям 5G потребуется несколько лет, чтобы достичь уровня покрытия, аналогичного покрытию сетей четвёртого поколения. При этом новый стандарт будет иметь различные уровни (высоко-, средне- и низкочастотный 5G), каждому из которых будет свойственна своя скорость и полоса пропускания.

По данным S&P Global Market Intelligence в сентябре текущего года услуги 5G-связи предоставлялись 113 операторами на 52 рынках. Однако, даже на этих рынках покрытие ограничено и часто обеспечивает хорошую производительность только в определенных частях крупных мегаполисов. По сути, пока новый стандарт совершенно нельзя сравнить с 4G, который можно найти практически в каждом крупном городе различных стран мира.

Пропускная способность

Ожидается, что сети 5G также будут иметь значительно большую пропускную способность или ёмкость, чем сети 4G. Отчасти это связано с тем, что технология 5G позволит более эффективно использовать доступный частотный спектр. 4G использует узкую часть доступного спектра от 600 МГц до 2,5 ГГц, при этом спектр частот, используемых для 5G, разделён на три разных диапазона. Каждый диапазон имеет свою собственную полосу частот и скорость, и соответственно, будут различаться и варианты их использования приложениями, потребителями, предприятиями и отраслями. Это означает, что пропускная способность сетей 5G значительно выше пропускной способности сетей 4G.

Когда появится сеть 5G в России?

Подтверждают появившуюся информацию и официальные представители правительства Москвы. Они утверждают, что уже в первые месяцы 2021 года в столице появятся первые пилотные зоны покрытия. В результате скорость доступа в интернет значительно возрастёт, а москвичи получат возможность пользоваться самыми актуальными технологиями.

Убедиться в правдивости сказанного позволит лишь время, но, учитывая сразу нескольких схожих по смыслу выступлений, сомнений в грядущих изменениях быть не может. Значит, уже в феврале или марте в России появится высокоскоростное подключение к всемирной паутине.

Особенности 5G интернета

кое-что уже известно

  • Использование высоких частот, в том числе сантиметрового и миллиметрового диапазонов.
  • Пониженное потребление энергии.
  • Активное взаимодействие с уже принятыми на данный момент стандартами, такими, как Wi-Fi, GSM, UMTS и LTE.
  • Внедрение технологии MIMO, позволяющей одновременно отправлять несколько различных сигналов.
  • Устройства, поддерживающие 5G, будут способны взаимодействовать напрямую, без обращения к сети.

Как правильно вернуть смартфон в магазин: что нужно знать покупателю A2DP: зачем это нужно, как работает, какие ОС поддерживают Три важных причины не брать флагман на старте продаж

Модернизация

Со временем сети стали модернизироваться, и заявленный показатель в 200 Мбит/с для статических объектов уже более или менее стал виден на горизонте. Это, в частности, стало возможным, благодаря технологии LTE Advanced (еще называют 4G+). При этом должны соблюдаться идеальные условия:

  1. Необходимо находится в прямой видимости вышки, а лучше всего, стоять прямо перед ней.
  2. Между приемником и передатчиком не должно быть препятствий и помех от однородных радиоволн.
  3. Количество подключенных абонентов должно стремится к минимально допустимому, в полной утопии – вы единственный подключенный.
  4. Устройство, сопрягающееся с 4G должно иметь качественный приемник сигнала. В бюджетные устройства устанавливаются не настолько мощные адаптеры, как для флагманов. Это касается смартфонов, планшетов, модемов, роутеров и прочей портативной сетевой техники.

К сожалению, такую скорость не встретить из-за неидеальной зоны покрытия, ландшафта, количества подключенных к одной соте абонентов. Все это увеличивает нагрузку и снижает скорость передачи данных.

Однако, эти моменты исправляются со временем, при добавлении большего количества ретрансляторов, сопряжения их друг с другом для организации действительно качественной и стабильной зоны покрытия.

Опасны ли сети и вышки 5G?

Однозначно — нет, как и предыдущие поколения мобильных сетей. Генеральный директор Ethernity Networks Дэвид Леви отмечает, что тема вреда сотовой связи для здоровья далеко не новая. Каждое новое поколение сотовых сетей встречало опасения и сопротивление в обществе. Началось все еще в самом начале века, когда распространение телефонов стало массовым. Помните, как родители старались не носить телефон в нагрудном кармане, а мужское население опасалось класть их в штаны, чтобы не получить дозу облучения, которая может повлиять на сердце или репродуктивную систему. Были даже дельцы в электричках, которые продавали чехлы и стикеры, якобы убирающие вредное излучение гаджетов. Исследование 2000 года за авторством Билла Карри, заявившего о губительном влиянии излучения телефона на мозг, спустя 20 лет было опровергнуто как медиками, так и статистикой. Нет повального роста случаев рака мозга, люди не становятся эпилептиками. С появлением 5G люди вновь вспомнили про труды Карри, где упоминалось, что при высоких частотах (24-52,6 ГГц) вред от излучения существенно увеличивается. Однако Билл использовал для облучения ткани мозга, тогда как кожа человека обладает «экранирующим эффектом», который фактически делает более высокую частоту более безопасной, даже чем более низкие частоты, на которых уже не первый год работают вышки 3G и 4G.

Если углубиться в тему, то на сайте Национального института рака США есть целый постулат, рассказывающий почему излучение сотовых телефонов не вызывает онкологические заболевания. Многочисленны исследования влючают не одно десятилетие, а выборка в них превышает 2 миллиона человек. «Wi-Fi, как и сигналы сотовых телефонов, зависит от радиочастотного спектра. Эта часть электромагнитного спектра используется всеми видами бытовых устройств, от вещательного телевидения и AM / FM-радио до микроволновых печей и спутниковой связи. Если бы излучение действительно вызывало рак, мы бы умерли еще несколько десятков лет назад, когда повсеместно распространилось радио», — отмечает доктор-микробиолог Алекс Березов.

Преимущества 5G сетей для бизнеса

Влияние 5G станет заметно в разных областях: у сотрудников появится возможность реже выезжать в командировки, ведь дистанционного взаимодействия с техническим оборудованием уже станет достаточно. Из-за возросшей скорости повысится итоговая производительность труда, а благодаря сетевой нарезке некоторые компании смогут с нуля сконфигурировать частный канал, идеально подходящий под конкретные задачи и нужды, с подходящей скоростью и низкими задержками.

Преимущества 5G сетей для бизнеса

Несмотря на вполне очевидные преимущества, некоторые индивидуальные предприниматели и бизнесмены опасаются дополнительных расходов, которые появится из-за внедрения 5G. Это новые станции обслуживания (которые имеют ограниченный радиус действия, по сравнению с тем же 4G), изменения в особенностях тарификации и обслуживания, зависимость от регионов, куда, что весьма ожидаемо, технологии доберутся намного позже.

Внедрение 5G

На Всемирном мобильном конгрессе 2018 (MWC) технологический гигант Huawei предоставил ядро сети 5G на базе микросервисов. Совместно с China Mobile они продолжают развивать существующие наработки.

В Татарстане МТС и Ericsson создадут исследовательский центр для создания и внедрения технологий 5G на территории России.

Внедрение 5G

Первые тесты начались уже в 2018 году во время Олимпийских игр в Южной Корее. Мобильный оператор КТ совместно с Ericsson обеспечил 5G-сеть, Intel – 5G платформу, а Samsung – 5G-планшеты для демонстрации видео во множественных местах и отдельных павильонах. Особенно запомнился парад дронов, которые двигались по небу в форме олимпийских колец.

Лучше, конечно, посмотреть видео трансляции. Дроны на отрежке 1:49 открытие%20олимпиады%20в%20корее%202018&lr=2&clid=2270456&win=294

На тот момент смартфонов с поддержкой 5G еще не было. Поэтому огромное количество ресурсов было потрачено на видео 360 градусов. 100 камер одновременно снимали ледовую арену Пхенчхана. Южнокорейский оператор сотовой связи КТ с 2019 года будет повсеместно внедрять 5G в Южной Корее.

Внедрение 5G

Больше информации — быстрее скорости

В статье мы описали ближайшее будущее и важный технологический принцип: с геометрическим ростом производимой информации нам потребуются все большие мощности передачи данных.

В чуть более далеком будущем не хватит и 5G: пласты контента и информации будут поступать в дополненную реальность (если не сразу на сетчатку глаза или в мозг), и чтобы одновременно знать все обо всем человечеству, возможно, придется изобрести какой-нибудь совершенно новый способ обмена информацией.