Высокоскоростной мобильный доступ в Интернет с высокой пропускной способностью в любой точке — фантастика? В ближайшие несколько лет это станет реальностью и называется это счастье — сеть 5G. В идеале планируется, что с 2020 года будет запущена мобильная связь пятого поколения и весь мир сделает шаг в новую эру, которая будет носить настолько большие изменения в качестве и скорости работы мобильного Интернета, что операторы сотовой связи смогут полноправно конкурировать с кабельными провайдерами. При этом преимущества в конкурентной борьбе будет именно на стороне поставщика Интернета 5G. Почему? Об этом я и хочу сегодня Вам рассказать!

Кстати, несмотря на то, что час «Ч» намечен на 2020 год, в нынешнем, 2019 году, повсюду массово начнутся запуски пилотных проектов, связанных с сетью пятого поколения. В США это будут в первую очередь компании AT&T и Verison, а в России это будут Ростелеком и Мегафон. Что касается МТС и Билайн — у меня пока подобной информации нет.

Что такое 5G

Когда недавно я спросил одного знакомого — «что ты знаешь про 5G», ответ последовал забавный — «старьё какое, я уже 9D в кинотеатре видел». На самом деле, такой объём технических аббревиатур действительно способно запутать даже технического специалиста, а чего уж говорить про обычного человека. Исправим этот пробел.

5G — сокращение от «fifth generation» и переводится как пятое поколение. В нашем случае это новый набор технологий мобильной связи, которые приходят на смену уже существующим и активно использующимся сетям четвёртого поколения — 4G/LTE Advanced. При этом ожидается, что в ближайшие годы, сеть пятого поколения будет работать вместе с существующими технологиями 3G и 4G.

Скорее всего, сеть 5G будет самой сложной системой на планете Земля за всю историю развития нашей цивилизации. Дело в том, что система радиосвязи 5G NR не совместима с 4G. Но изначально всем новым устройствам в понадобится поддержка 4G, так как одно дело построить с нуля новую мобильную сеть такого уровня и совсем другое — дооборудовать уже существующую, постепенно меняя оборудование и увеличивая пропускную способность на тех направлениях, где это будет требоваться. Это в целом ускорит процесс внедрения, при этом снизив затраты на оборудование новых и модернизацию уже существующих базовых станций. Абоненты от этого тоже должны остаться «в плюсе», так как не останутся без связи в тех местах, куда ещё не добрался технический прогресс и по прежнему используются GSM и LTE.

Основные преимущества технологии

Ключевые особенности сети 5G в кратце можно свести к четырём критериям:

+ большая скорость
+ обработка значительно большего объёма данных
+ меньшая задержка
+ увеличение количества подключаемых устройств

Как я говорил ранее,  сети предыдущего уровня — 4G — уже построены с акцентом больше на передачу данных, в то время, как в 3G основной упор делался на мобильную связь.  Теперь привычная сотовая связь становится лишь одной из возможных услуг, которые будут оказывать мобильные операторы, фактически отходя на третий план, Поэтому и требование к средней скорости сети 5G: 1 Гб/с. для стационарных терминалов и 100 Мб/с. — для мобильных. Неплохо так, да? Если по факту мы будем иметь это в любой точке города — зачем нам тогда кабельный Интернет?

Думаю, что этим будет окончательно поставлена точка на ADSL-доступе в городах-миллионниках России уже к 2022 году. Он уйдёт в забвение вслед за Dial-Up. С существующими сетями высокоскоростного широкополосного доступа FTTB и FTTH при таком положении дел будет покончено если не к 2025, то уж к 2030 году точно. Именно этим обоснован острый интерес к Fifth Generation Networks у крупнейших операторов связи в России.  В принципе — это будет главный вектор развития Интернет-технологий в 2020-2030 годах во всём мире,

Самое парадоксальное, что само появление Интернета 5G дохода провайдерам не принесёт. Зачем же тогда им это нужно? Дело в том, что в ближайшие десятилетия будет активно развиваться ещё одно важное направление —  IoT или Internet of Things, который переводится, как  «Интернет вещей«.  И вот здесь уже открываются просто огромнейшие перспективы, требующие значительное увеличения ёмкости сети. Чтобы Вы понимали о чём речь — это так называемый Умный дом, то всякие разные счётчики, датчики, камеры, розетки, лампочки и бытовые приборы, имеющие доступ в глобальную паутину.  Позже к этому добавится и беспилотный транспорт, но это уже в далёкой перспективе.

На какой частоте работает 5G

В настоящий момент 5G в основном работает в на частотах двух типов: ниже и выше 6 ГГц.
Низкочастотные сети используют существующие диапазоны сотовой связи и WiFi, но за счёт более гибкого кодирования и больших размеров каналов используют их где-то на 25-50% лучше, чем это делает LTE.  Они могут покрывать те же расстояния, что и существующая сотовая связь и в некоторых случаях даже не требует замены базовой станции, так как уже готовы для внедрения технологий пятого поколения.

Высокие частоты понадобятся чтобы получить сверхвысокую скорость в несколько Гигабит и для этого уже придётся захватывать так называемые «миллиметровые волны». Если сейчас рассматривается диапазон в 10 ГГц, то в перспективе взоры разработчиков устремлены уже на частоты 28 ГГц и 39 ГГц, где доступны большие широкие диапазоны спектра, позволяющие создавать большие каналы для очень высоких скоростей. Особенность этих частот в том, что сигналы уменьшаются пропорционально расстоянию и для огромного объема передаваемых данных потребуется большая плотность базовых станций. При этом они будут достаточно маленькие и с низким энергопотреблением. Их уже активно устанавливают в США и странах Европы.

Принципы работы сети пятого поколения

Как используемые сегодня системы сотовой сети, сеть 5G использует систему базовых станций, которые делят зону покрытия по секторам. Информация передаётся по радиоволнам на определённых частотах в в виде закодированных данных. Каждый узел должен быть подключен к магистральной сети, используя кабельное или беспроводное соединение.

Используемый тип кодирования — OFDM, аналогичный кодированию 4G LTE, но при этом оптимизированный для меньших задержек и большей гибкости, нежели у предшественников.

Технология 5G подразумевает значительно бОльшее количество высокочастотных ячеек, которые при этом имеют небольшой размер и небольшую зону покрытия. Но за счёт большой плотности пропускная способность будет увеличена в четыре раза по сравнению с существующими системами. Идеальные параметры, к которым будет стремиться развитие технологий — скорость 20 Гбит/с и задержка в 1 мс.

Развитие 5G в России

В начале октября 2018 года в США оператор Verizon объявил о запуске первой в мире сети 5G. Она правда ещё для для домашнего использования и работает только в четырех городах страны, но начало-то положено! А что у нас?
В нашей стране всё пока на уровне разговоров, обсуждений и немного футуристичных пилотных проектов, которые скорее показывают развитие науки и техники, нежели как-то приближают начало работы сети 5G в России. Учитывая геополитические и социальные особенности развития, предсказать как будет развиваться технология 5G достаточно сложно. Можно только строить предположения.
На момент написания статьи  Главный радиочастотный центр выделил для пилотных проектов сетей 5G полосы радиочастот 4,8–4,99 ГГц и 27,1–27,5 ГГц. Аукциона по частотам не будет и их выдадут бесплатно.

Выделить-то выделили, а как разделить? Решение «всем по немногу» напрямую — не рассматривали. Сначала была идея создания единого оператора Интернета 5G на базе «Скартел» — не получилось. Саму такую идею аналитики признали утопией! Далее компании Ростелеком и Мегафон быстро сориентировались и, создав единое совместное предприятие, предложили правительству отдать частоты им. Против этого выступили компании МТС, Билайн и, как ни странно, Федеральная Антимонопольная Служба, заявив, что подобное сотрудничество — путь в никуда.

Так что, как ни крути, но 2019 году 5G в России скорее всего не появится в более-менее реальном виде, а так и останется только на бумаге. В идеале, за это время провайдеры смогут прийти хоть к какому-то консенсусу и далее уже спокойно перейдут к техническим сторонам вопроса, успешно преодолев политические.