Пятое поколение мобильной интернет-связи будет полномасштабно развернуто в нескольких странах уже в этом году. Что стоит ожидать от новой технологии, кроме более быстрой передачи данных?

Все то же самое, что 4G, только быстрее —  так выглядит основная концепция сетей пятого поколения, или 5G. Но за ростом скорости стоит нечто больше, чем удобство пользователей. Активнее будут развиваться новые сервисы и технологии, появятся новые и будут усовершенствованы старые устройства, использующие интернет-подключение. Пока об этом можно говорить только в будущем времени — стандарты для развертывания сетей только разрабатываются, но первый опыт их внедрения и тестирования уже есть. Например, в октябре 5G начал предлагать абонентам крупный оператор связи США — компания Verizone.

Какие они — сети 5G?

У сетей пятого поколения и 4G есть несколько отличий. Как минимум, это увеличенная в 10–100 раз скорость передачи данных, сокращенное в пять раз время отклика, стократное увеличение числа поддерживаемых устройств. Также в 5G-сетях будет генерироваться в несколько в разы больше интернет-трафика, а стабильность подключения будет выше.

Альянс мобильных сетей следующего поколения (NGMN) предъявляет четкие требования к сетям пятого поколения:

  • скорость до нескольких десятков Мбит/с для большого количества одновременных подключений;
  • скорость до 100 Мбит/с в мегаполисах;
  • скорость до 1 Гбит/с одновременно для всех пользователей, подключенных на одном этаже.

Сети, которые работают сейчас, часто оказываются перегруженными из-за большого количества подключений, и не справляются с передачей данных. Из-за этого страдают потребители, которые получают некачественную услугу — нестабильную связь на низкой скорости. 5G решит проблему с помощью кардинального изменения архитектуры. Это будет уже не сотовая связь (с ориентацией на «соты»), а связь для большого числа конечных устройств.

В компании Ericsson прогнозируют, что через несколько лет количество интернет-активных устройств достигнет 500 миллиардов.

Еще одна интересная особенность сетей пятого поколения — «нарезка» (network slicing) их на отдельные фрагменты под разные типы трафика. В каждом таком фрагменте может использоваться своя технология передачи данных или комбинация технологий. Это позволит удовлетворить потребности пользователей с разными запросами — тех, у которых в приоритете стабильность, или тех, кто отдает предпочтение мгновенному скачиванию информации. Отдельные фрагменты будут выделены под IoT-устройства, которые пересылают небольшие пакеты данных и нуждаются в том, чтобы технологии передачи минимально отражались на энергопотреблении.

А как быть с безопасностью в 5G? В этом плане к современным сетям предъявляются высокие требования: они должны сохранять конфиденциальность устройств и пользователей. Сейчас инженеры по компьютерной безопасности дорабатывают протокол Authentication and Key Agreement (AKA) и устраняют уязвимости, найденные в 2018 году. Параллельные исследования ведут разработчики мобильных чипов — им необходимо сделать так, чтобы чипы SIM-карт не представляли угрозу для пользователей, которые получают доступ к сетям 5G.

Как 5G появляется в России: хронология

В РФ первые попытки передавать информацию в 5G-сетях тоже были, но до финального запуска дело не дошло (хотя все впереди!). Вот как это выглядело:

  • июнь 2016: первое тестирование сети Pre-5G на скорости 4,5 Гбит/с;
  • сентябрь 2016: во время тестирования достигнута скорость 4,94 Гбит/с;
  • июнь 2016: скорость передачи данных достигла 35 Гбит/с в сетях Pre-5G;
  • август 2017: подготовлена технологическая платформа для запуска базовых станций 5G в Москве;
  • декабрь 2018: операторы «большой четверки» договорились о совместном развитии 5G в стране;
  • прогноз на 2019: планируется тестирование 5G‐интернета в Москве.

За несколько дней до наступившего 2019 года на заседании Государственной комиссии по радиочастотам (ГРКЧ) было принято решение о выделении отдельных полос радиочастот для запуска «пилотных» зон сетей 5G.

Ждать осталось недолго — после тестирования начнется полномасштабное внедрение сетей пятого поколения вначале в столице, а потом и в крупных городах России. Тестирование затронет семнадцать регионов, приоритетными среди которых являются МО, Санкт-Петербург и Ленинградская область. В столице первыми использовать возможности сетей пятого поколения смогут посетители «Экспоцентра», «Москва-сити» и Comcity.

Когда ждать массового появления 5G?

Не раньше 2020–2022 годов. Это касается не только России, но и других стран мира. Хотя аналитики называют 2019-й годом запуска 5G-сетей, есть сдерживающие факторы.

Первый: частотные. Нет нужных частот, что сильно сдерживает развитие 5G. Это главный ресурс, который нужен для разворачивания сетей пятого поколения. Потому операторы планируют использовать не только низкие (до 5 ГГц) частоты, но и более высокие — до нескольких десятков гигагерц. Ожидается, что низкие частоты обеспечат  передачу данных на скорости до 100 Мбит/с, которая становится все более востребованной с появлением IoT-устройств. Высокие частоты подойдут пользователям с высокими пиковыми скоростями до 20 Гбит/с. Если в первом случае будут отправляться и приниматься небольшие пакеты данных, то во втором ожидается передача потокового видео в Full HD или 4K разрешении.

Первые 5–10 лет сети 5G будут покрывать только мегаполисы. В небольших городах и в сельской местности будут и дальше продвигаться технологии на основе 4G.

Второй: аппаратные. Новые частоты — значит, новое оборудование. Старые архитектурные решения не справятся с поставленными задачами, потому необходимо разработать и запустить в массовое производство оборудование для новых сетей.

Третий: финансовые. Провайдеры услуг должны просчитать затраты на внедрение сетей пятого поколения и разработать тарифы, которые устроят пользователей и в то же время позволят извлекать выгоду.

Пионерами в этой истории традиционно стали страны с развитым сектором IT и телекоммуникационных услуг — США, Китай, Южная Корея. В последней сразу три мобильных оператора обещают внедрить 5G уже в 2019-м. В других странах радиочастоты только через несколько месяцев попадут на аукцион, где их смогут приобрести сотовые операторы.

От 5G к развитию интернета вещей

Основная «фишка» сетей пятого поколения — поддержка большого количества устройств. Они будут не просто подключены к интернету, а смогут обмениваться данными на высокой скорости. Это открывает возможности для развития новых сервисов, приложений и устройств:

  • появление тактильного интернета: прикосновения можно будет передавать на расстояния;
  • беспилотное вождение: автомобиль сам доставит человека из точки А в точку Б;
  • игровая индустрия: у геймеров будет меньше задержек в игре, погружение в виртуальную реальность станет более реалистичным;
  • телевидение: появится возможность смотреть фильмы в 3D без специальных очков;
  • сфера развлечений: выйдут на новый уровень приложения виртуальной и дополненной реальности;
  • образование: в классах и аудиториях появятся создавать виртуальные лаборатории, музеи, симуляторы и т. п.;
  • инфраструктура мегаполисов: уменьшится количество базовых станций, но появятся системы мониторинга ЖКХ, состояния дорог, погоды, датчики безопасности, которые работают в реальном времени как единый организм;
  • роботизация: можно будет удаленно управлять роботами и другими манипуляторами;
  • энергетика: датчики в сетях электропередач будут мгновенно обнаруживать неисправности и блокировать поврежденные участки, сокращать частоту и продолжительность простоев;
  • ритейл и электронная торговля: еще больше операций, которые раньше выполняли люди, можно будет доверить роботам и дронам;
  • медицина: точные медицинские приборы в режиме реального времени смогут отслеживать состояние пациента и передавать сигналы помощи родным или лечащему врачу;
  • службы спасения: беспилотные дроны будут кружить над регионами с высоким уровнем опасности и оповещать о пожарах, наводнениях, землетрясениях.

В сетях пятого поколения для загрузки видеоролика длиной в полнометражный фильм потребуется около минуты.

Обычные пользователи тоже окажутся в выигрыше: все, что они делали с помощью мобильного интернета, будет быстрее, надежнее и с меньшим количеством ошибок. Например, перестанет «тормозить» видео, ведь для скачивания потребуются доли секунды.

Какой смартфон нужен для 5G?

Телефон должен поддерживать работу в сетях 5G, которую обеспечивает соответствующий чип. В противном случае даже в зоне покрытия вы не сможете передавать и получать данные на той скорости, которая обеспечивается этой технологией. Но не переживайте: как и в истории с сетями 4G, производители смартфонов позаботятся об этом гораздо раньше, чем вы ожидаете. Смартфоны с 5G появятся совсем скоро, хотя пока существуют в виде прототипов. Это HTC U12 Imagine, ZTE Gigabit Phone, Hisense 5G, Huawei 5G Smartphone. Cледующие флагманы в линейках Samsung Galaxy и Xiaomi Mi Mix тоже получат поддержку сетей пятого поколения. Производителями большинства модемов для новых смартфонов станут хорошо знакомые компании: Qualcomm, Intel, Huawei.

Аналитики прогнозируют, что в 2024 году 20% мобильного трафика будет идти через устройства с поддержкой 5G.

Новое поколение смартфонов будет автоматически переключаться между сетями 4G и 5G. Значит ли это, что придет конец проводному интернету? Уверены, что нет: то качество и стабильность, которые он обеспечивает, будут востребованы еще долго. А вы уже готовы начать пользоваться сетями пятого поколения?