5G: какие перспективы в России?
Облачный гейминг, интернет вещей и «умные» алгоритмы.
К сетям для интернета вещей очень много вопросов. Основные выглядят так: что такое 5G и чем оно отличается от 2/3/4G? Зачем нам 5G? Какие преимущества мы получим от перехода на новое поколение сетей? Как обстоят дела в России с развитием сетей пятого поколения? Давайте разбираться.
Что такое 5G и чем отличается от 4G?
Начнём с самого простого — с определения. 5G, 4G, 3G — что вообще значат эти цифры и буквы? Всё максимально просто и логично! G — от английского «Generation» (поколение); 1, 2, 3, 4, 5 — порядковый номер поколения.
Обычно в рамках одного поколения существует несколько стандартов мобильной связи. Например, в рамках третьего поколения сетей существует пять стандартов, самые распространённые из них — UMTS и CDMA2000.
1G — это аналоговые мобильные сети, они развивались с начала 80-х. Им на смену в начале 90-х пришли 2G-сети. Они позволяли передавать данные в цифровом виде, поэтому 2G-сети имели более высокое качество связи, могли шифровать передаваемые данные и были безопаснее. Кроме голоса, можно было передавать текст или изображения (SMS и MMS). Самый известный стандарт 2G — GSM.
Между 2G и 3G был промежуточный этап — 2,5G. Помните занятные аббревиатуры GPRS и EDGE? Вот это как раз оттуда. Фактически тут зародился мобильный WAP-интернет, которым уже кое-как можно было пользоваться. Олды вспомнят, как говорится: «ставь класс», если тоже помнишь времена утомительного ожидания загрузки полифонических мелодий и картинок через WAP.
3G выводил передачу данных на принципиально иной уровень — тут уже можно было полноценно пользоваться привычным нам сейчас интернетом на мобильном устройстве: видео смотреть, музыку слушать, вот это всё. Именно повсеместное появление 3G навсегда изменило интернет. Благодаря сетям третьего поколения популярность приобрели стриминговые музыкальные и видеосервисы, а также сервисы вроде Instagram, завязанные на визуальном контенте.
4G призвано увеличить скорость передачи и сделать широкополосный интернет ещё доступнее. 4G — первое поколение сотовых сетей, в котором на первом месте передача данных, а не голоса. То есть в полноценном 4G даже голос преобразуется в пакетные данные и передаётся в таком виде.
И вот мы добираемся до нагоняющего ужас на Викторию Боню 5G.
Для того чтобы сеть соответствовала требованиям пятого поколения, она должна отвечать таким запросам:
- Высокая скорость передачи данных 1-2 Гбит/с;
- Минимальная задержка 1 мс;
- На порядок более высокая ёмкость сети;
- Высокая энергоэффективность;
- Стабильность и надёжность соединения;
- Возможность работать в режиме device-to-device.
Но зачем всё это нужно? Какие применения у 5G? Думаю, с высокой скоростью передачи всё предельно понятно и дополнительных объяснений тут не нужно, двигаемся дальше по списку.
Зачем огромная ёмкость 5G?
Вопрос резонный. У всего, что имеет доступ к интернету, есть свой уникальный адрес IPv4 или IPv6. На данный момент ёмкость протокола IPv4 исчерпана, решить эту проблему может переход на IPv6, но идёт он крайне медленно. 5G может ускорить этот процесс, и, что самое главное, 5G способна обеспечить одновременную и бесперебойную работу миллиардов устройств. Благодаря этому к сети можно будет подключить всё что угодно. С приходом 5G интернет вещей по-настоящему расцветёт. Причём с 5G и IPv6-подключение будет прямое, без посредников, а это, в свою очередь, позволит иметь минимальные задержки при работе.
Где важны эти маленькие задержки?
Благодаря низкой задержке станут возможны по-настоящему автономные автомобили и общественный транспорт. Только представьте: в автобусе сотни датчиков, камеры, лидары, и всё это хозяйство можно напрямую подключить к сети, чтобы управлять автобусом дистанционно. Тут пригодится и ёмкость, и низкие задержки 5G. Теперь таким транспортом можно удалённо управлять из какого-то единого городского центра управления, и город получит идеально работающий общественный транспорт.
Снижение задержек очень важно в телемедицине. С повсеместным внедрением 5G операции на расстоянии будут доступнее, появится возможность проводить их даже в небольших городах.
Практически все предметы «умного» дома бо́льшую часть времени простаивают, а благодаря прямому подключению по 5G и низким задержкам появится возможность задействовать части «умного» дома или IoT-устройства для распределённых вычислений. К примеру, мощнейший суперкомпьютер, состоящий из миллиардов самых различных устройств: «умных» чайников, микроволновок, датчиков и других «умных» вещей. Подобные проекты уже пробуют строить на базе существующих сетей, но 5G поможет повысить эффективность таких систем в разы.
Развитие тонких клиентов
С полноценным распространением 5G развитие тонких клиентов получит толчок.
С 5G вашему смартфону больше не потребуется супермощный процессор, много оперативки и много пространства на диске. Всё, что вам будет нужно в «смартфоне будущего», — сенсорный экран, батарея и 5G-модем. Браузер станет операционной системой. Такие смартфоны будут значительно компактнее, тоньше, легче и при этом смогут жить дольше. Все вычисления будут производиться удалённо на супермощных серверах, но вы этого не заметите, так как их результаты будут отображаться на дисплее мгновенно. Все ваши данные также будут храниться в облаке, но доступ к ним будет настолько быстрым, что вы не почувствуете разницы. Вы сможете запускать очень ресурсоёмкие игры и приложения. А ещё ваш смартфон можно будет обновлять значительно реже, вопрос медленного железа отпадает сам собой.
Благодаря облачным сервисам и возможностям 5G, мы сполна сможем насладиться всеми прелестями облачного гейминга. Думаю, именно с полноценным внедрением 5G-сервисы вроде PlayStation Now, GeForce Now и Google Stadia заменят нам консоли — ну или изменят их до неузнаваемости.
5G-сети неминуемо приведут к развитию нейросетей
Это произойдёт как минимум за счёт роста трафика и объёмов Big Data. Только представьте: каждый утюг, самовар и кроссовки будут генерить потоки данных. А «биг дата» — это пища для нейросетей. В итоге мы получим более «умные» алгоритмы и нейронки. Кто знает, может быть, это приблизит нас на шаг к созданию ИИ.
Что нужно для строительства сети 5G?
В мире применяют комплексный подход, необходимо использовать три группы частот:
- Для покрытия больших территорий — диапазон до 1 ГГц;
- Для покрытия городов диапазон от 2 до 6 ГГц, но наиболее популярные частоты в мире от 3,4 до 3,8 ГГц — бэнд N78;
- Миллиметровый диапазон или mmWave, частоты от 24,25 до 29,5 ГГц — для точечного покрытия мест массового скопления абонентов.
Какие перспективы в РФ?
Ситуация с 5G в России непростая. Проблема в том, что самые удобные для развития 5G частоты от 3,4 до 3,8 ГГц, бэнд N78, заняты военными. Минобороны не горит желанием их освобождать. Поэтому российским операторам приходится использовать альтернативные частоты 4,4–5 ГГц бэнд N79 или 6,7–6,8 ГГц. Эти диапазоны не популярны в мире, так как сигнал с более высокой частотой хуже проходит сквозь препятствия и имеет меньший радиус действия. Поэтому базовые станции, работающие на частотах 4,4–5 ГГц, приходится ставить чаще, это ведёт к росту цены развёртывания сети. Поэтому эти диапазоны не особо популярны и используются как вспомогательные. Следовательно, оборудование для работы на этих частотах стоит дороже.
Поэтому было принято решение разработать отечественное 5G-оборудование. С 2019 года этим занимается госкорпорация Ростех и уже даже демонстрировала рабочие прототипы оборудования.
Минцифры вложит в развитие 5G в России 21,4 млрд рублей
Возникает вопрос: что будет с совместимостью наших 5G-сетей, построенных на нашем оборудовании и основанных на частотах 4,4–5 ГГц? Будут ли работать буржуйские смартфоны с нашими отечественными сетями в бэнде N79?
Ответ: да, будут! 4,4–5 ГГц диапазон хоть и редкий, но далеко не эксклюзив России, его активно применяют в Китае и Японии. Поэтому многие смартфоны его уже поддерживают. Это устройства на основе Snapdragon 865 и новее, смартфоны с Kirin 990 и новее и даже iPhone 12 сможет работать в этом бэнде, если Apple разблокирует его на территории России.
Так что 5G-сеть в России рано или поздно будет развёрнута, вопрос только в цене и времени. Оборудование будет дороже, базовых станций придётся ставить больше, что тоже приведёт к удорожанию.
Более того, в России уже полным ходом ведётся развёртывание тестовых зон с покрытием 5G. У МТС тестовые зоны есть в Москве, Санкт-Петербурге и Казани.
«МегаФон» запустил огромную 5G-зону в Санкт-Петербурге. Правда, не уверен, что это можно назвать 5G. Дело в том, что реализована питерская зона «МегаФона» за счёт агрегации несущих частот из диапазонов 2600, 2100 и 1800 МГц. Это позволяет добиться скоростей порядка 250–300 Мбит/с, что до 5G недотягивает. Предельно упрощая, можно сказать, что для подключения вы используете одновременно несколько каналов 4G.
У «Билайна» есть небольшая зона в Лужниках. Tele2 даёт своим московским абонентам возможность попробовать 5G в своём флагманском салоне на Тверской, а также в Казанском метро можно протестировать 5G в миллиметровом диапазоне (24,25–29,5 ГГц).
Нам удалось проверить работу сети 5G от МТС в Москве. Эта тестовая зона доступна всем абонентам МТС с марта 2021 года. Чтобы получить доступ, необходимо иметь смартфон, поддерживающий бэнд N79. Мы использовали Huawei P40 Pro и получили такие результаты: средняя скорость приёма 920 Мбит/с и около 65 Мбит/с на отправку.
Почему люди боятся 5G?
Вопрос риторический, но я попробую дать на него ответ. Людям свойственно с недоверием относиться ко всему новому. Кто-то где-то услышал, что излучение 5G опасно, что оно, словно микроволновка, может поджарить всё живое вокруг базовой станции, а слухи про то, что 5G способствует развитию COVID, и вовсе удивляют и откровенно веселят. Когда слышишь подобное, просто поражаешься тому, во что готовы верить люди. По-моему, на фоне связи 5G и распространения COVID существование русалок, леших и прочей мифической живности выглядит куда правдоподобней.
Слухи, домыслы, незнание и непонимание сути вещей привели к ситуации, которую мы наблюдаем вокруг 5G.
На самом деле, технология безвредна и по своему воздействию на человека не особо отличается от уже существующих сетей мобильной связи или Wi-Fi. Частоты, которые использует 5G, уже давно облучают нас с вами со всех сторон не первый десяток лет. Их около пятидесяти лет используют военные, Wi-Fi-роутеры давно работают в диапазоне 5 ГГц и ещё дольше излучают на частоте 2,4 ГГц. Как видите, спустя десятилетия с нами ничего плохого не произошло.
Опасения по поводу другого, более высокочастотного спектра или микроволнового диапазона (mmWave) и вовсе беспочвенны. Чем выше частота радиоволны, тем меньше у такой волны проникающая способность. Иными словами, радиоволны высокой частоты просто отразятся от вас, а в самом тяжёлом случае дальше кожи вглубь организма не проникнут. Кстати, это свойство высокочастотных радиоволн много лет используется в радиолокации. В частности, полицейские радары, измеряющие скорость движения автомобилей, используют похожий радиочастотный спектр и, опять же, никого полицейский радар ещё не убил.
Надеюсь, страсти вокруг 5G вскоре поутихнут и российские операторы начнут более активно разворачивать сети пятого поколения! 5G — это однозначно благо для всех и каждого. Напишите, что вы думаете по поводу 5G, буду рад с вами вступить в дискуссию в комментариях.
Материал создан на основе сценария к видео «🔥 Попробовали 5G в Москве! Как поймать и зачем нужно» для тех, кому удобнее читать, а не смотреть.