Зачем нужен 5g в телефоне

5G — это очень опасно? А зачем это нужно? А мой телефон его поддерживает? Отвечаем на стыдные вопросы про сеть нового поколения

В конце июля компания МТС объявила, что первой в России получила лицензию на оказание услуг мобильной связи стандарта 5G. Правда, когда связь нового поколения станет доступна простым абонентам, пока неясно — сначала МТС будет обслуживать бизнес-клиентов и крупные предприятия. Редакция «Медузы» сформулировала вопросы о 5G, которые, может, и стыдно произносить вслух — но ответы на которые очень хочется знать.

Чем 5G отличается от 4G? Просто еще быстрее?

Скорость соединения — самый понятный и заметный параметр, который отличает 5G от 4G с точки зрения простого потребителя. Да, скорость подключения к 5G будет в некоторых случаях в десятки раз выше, чем в типичной ситуации к 4G: можно смело говорить про сотни мегабит и даже гигабиты в секунду (а в теории — даже про 10–20 гигабит).

Другие особенности 5G не так сильно бросаются в глаза, хотя не менее важны: сети должны выдерживать до миллиона устройств на один квадратный километр (4G — до 100 тысяч устройств) и в теории обеспечивать очень низкую задержку сигнала, всего одну миллисекунду против десятков миллисекунд на сетях текущего поколения. Вам едва ли будет это важно просто при использовании телефона — если только вы не на стадионе, вмещающем десятки тысяч человек, — но 5G предполагается активно использовать и для интернета вещей.

Тут эти особенности нового стандарта начинают играть важную роль: на небольшой площади может оказаться огромное количество датчиков, передающих информацию о состоянии инфраструктуры. А беспилотные автомобили, которые в будущем, хочется верить, начнут массово ездить по улицам, смогут очень быстро получать информацию о дорожных событиях и реагировать на них.

Зачем мне на телефоне такая огромная скорость? У меня вайфай дома медленнее, и нормально

Домашний вайфай и правда зачастую сильно медленнее того, что может предложить 5G: по данным сервиса Speedtest на июнь 2020 года, средняя скорость домашнего интернета в России составляла 68 мегабит в секунду. И даже самый дорогой тариф какого-нибудь «Ростелекома» в Москве предполагает до 500 мегабит в секунду — все еще меньше того, что может достичь 5G.

Но вопрос не в том, зачем вам в телефоне такой быстрый интернет (скорее всего, незачем). Вопрос в том, нужен ли вам будет «домашний интернет» по отдельному тарифу, если вы сможете просто подключать ноутбуки, компьютеры и телевизоры напрямую к сети 5G — и получать соединение не хуже, чем по проводу или вайфаю? Особенно это соображение актуально если вы живете в доме, где доступен только один провайдер — и тот предлагает условия хуже, чем конкуренты.

Что вообще такое 5? И «джи»?

5 — это порядковый номер поколения мобильной связи. G — от слова generation, собственно — «поколение». До 5G были (вы не поверите) 4G, 3G, 2G и 1G. Как и все предыдущие поколения, 5G — стандарт сотовой связи. Это означает, что территория поделена на участки, называемые сотами, в которых установлены базовые вышки: телефоны подключаются к этим вышкам, а те уже передают сигнал дальше.

Это будет очень дорого?

Зависит от ценовой политики операторов, но по крайней мере на старте едва ли 5G окажется дешевле 4G. Например, в Южной Корее, где уже 10% абонентов подключены к 5G, на запуске самый дешевый тариф стоил 55 тысяч вон (около 3400 рублей) — и в него входили восемь или девять гигабайт трафика в месяц. За безлимитные тарифы операторы просили от 75 до 130 тысяч вон (от 4700 до 8000 рублей).

В других странах, например в Великобритании и США, некоторые операторы предлагают доступ к 5G без наценки, хотя канадский Rogers планирует брать дополнительные 15 долларов с марта 2021 года. Американский Verizon добавляет 10 долларов к существующему тарифу, а финские операторы делят тарифы не по объему трафика, а по максимальной скорости доступа (самый дорогой — 56 долларов в месяц).

Но главная статья расходов при переходе к 5G — это новый телефон. Существующие 4G-смартфоны и роутеры не могут подключаться к сетям нового поколения, поэтому вам придется купить новое подходящее устройство. Если вы любите Samsung или другие Android-устройства, выбрать новый 5G-телефон будет довольно просто, выбор богат. Если вы хотите 5G-айфон, вам придется подождать — как минимум до осени 2020 года, когда, по слухам, Apple представит первые модели с поддержкой сетей нового поколения.

Где-то в мире, где 5G уже работает, жизнь стала заметно лучше?

Пожалуй, пока рано говорить о сильном влиянии 5G на жизнь людей. Если взять Южную Корею, ставшую лидером по внедрению сетей нового поколения, то из заметных (и очевидных) изменений можно выделить разве что рост объема потребляемого трафика: те, кто сидел через 5G, скачивали в среднем по 33,7 гигабайта в месяц, на 65% больше, чем 4G-абоненты.

В остальном СМИ отмечают только отдельные приложения, которые используют преимущества увеличившейся пропускной способности. Например, речь идет о трансляции бейсбольных матчей с возможностью переключаться между камерами или использовании 5G на фабриках, где новый стандарт позволяет быстро загружать в облако фотографии продукции и анализировать ее на наличие дефектов.

А что за споры в России были с Минобороны за частоты? Они не помешают развитию 5G?

Для начала коротко объясним, почему слово «частоты» особенно важно, когда речь идет о 5G. Мобильная связь, как и любое другое радио (включая тот же Wi-Fi), использует электромагнитное излучение для передачи сигнала. При этом 5G может использовать три диапазона частот, от выбора которых зависят две важные характеристики: скорость передачи данных и способность сигнала огибать разные препятствия.

Когда речь заходит о скорости 5G в несколько гигабит в секунду, то обычно подразумевается применение самого высокого диапазона — от 24 гигагерц и выше. Большой минус этого диапазона состоит в том, что такие волны очень плохо проходят сквозь стены, окна, деревья и даже воздух во время дождя. Как следствие, базовые станции приходится устанавливать очень плотно, через несколько сотен метров друг от друга или даже ближе. Для операторов это очень дорого, а для пользователей оборачивается нестабильностью сигнала при движении: когда техноблогер Маркус Браунли тестировал одну из таких вышек, скорость с 2,1 гигабита в секунду в прямой видимости от нее упала «всего» до 200–300 мегабит в секунду, когда он зашел за угол ближайшего здания.

Компания МТС получила 5G-лицензию именно в этом диапазоне. Возможно, именно поэтому она планирует начать внедрение технологии с крупных предприятий: покрыть отдельный завод или склад быстрыми базовыми станциями будет проще, чем целый город.

Но сеть 5G может также работать в двух других диапазонах: самый низкий, меньше 1 гигагерца, обеспечивает скорости от нескольких десятков до 200–250 мегабит в секунду, зато стабилен на больших площадях. И наконец, средний диапазон, от 1 до 6 гигагерц, обеспечивает среднюю скорость и среднюю степень проникновения.

Полагаться только на самый низкий диапазон особо смысла нет: он обеспечивает соединение на уровне хорошего 4G, может быть, чуть лучше. Операторы обычно используют сочетание двух или трех диапазонов, чтобы достичь баланса между территориальной доступностью и скоростью 5G.

И трудности в России возникли именно со средним диапазоном, а если точнее, с частотами 3,4–3,8 гигагерц, которые используют Минобороны и «Роскосмос». В августе 2019 года Владимир Путин поддержал позицию Совбеза, предложившего не выделять этот диапазон под 5G, рассказывали «Ведомости». Эксперты, опрошенные изданием, подчеркивали, что именно этот диапазон важен для операторов — его активнее других используют в других странах, а значит, и устройств с его поддержкой будет больше.

Правительство и Минкомсвязи предлагают развивать в России 5G в другом диапазоне, 4,4–4,99 гигагерца, хотя операторы отмечали, что подходящего оборудования будет меньше, чем для занятого Минобороны диапазона. В сентябре 2019 года в «Сколтехе» запускали базовую станцию в этом диапазоне. Оператор Tele2 в августе того же года тестировал 5G в высоком диапазоне (28 гигагерц) в центре Москвы.

Когда ждать 6G?

Разработка сетей шестого поколения (разумеется, еще более быстрых, чем 5G) только началась. Предположительно, до начала внедрения 6G пройдет еще около 10 лет.

А мой айфон будет работать с 5G?

Если вы читаете этот текст в августе 2020 года, ответ однозначный: нет. Apple пока не выпускала айфонов (да и вообще устройств) с поддержкой 5G. СМИ ожидают, что первые 5G-айфоны представят уже осенью этого года.

А мой андроид?

Если в названии вашего телефона написано 5G, то да. Например: Samsung Galaxy S20 не работает в сетях нового поколения, а Samsung Galaxy S20 5G — работает.

Поддержку 5G нельзя добавить с помощью обновления операционной системы, поэтому решать придется при выборе нового телефона: планируете ли вы подключать его к новым сетям или 4G будет достаточно.

Нужно ли покупать телефон с 5G, если нужна практичность?

Телефоны с поддержкой 5G уже появляются в продаже. Стоит ли их покупать вместо традиционных моделей с 4G/LTE-связью? Пришло время рассмотреть практические особенности таких устройств.

Обратимся к фактам и аргументам, что такое 5G с точки зрения повседневного использования и эффективности по энергозатратам. Нужна ли нам вообще эта опция в 2019-м году?

Что такое 5G в телефоне?

Смартфоны, планшеты и ноутбуки получили 5G (поддержку пятого поколения сетей) для соединения модема (чипсета связи) внутри гаджета с внешним миром(глобальным интернетом) коротковолновым способом. Своеобразный шаг вперёд после длинноволновых 4G-сетей (LTE).

5G в смартфонах выглядит как интеграция совместимого модема с SoC-платформой устройства.

Когда-то четвёртое поколение считалось последним — ему прочили долгое развитие и расширение. Тем не менее, существующие возможности сетей 4G уже не подходят для растущих телекоммуникационных запросов стран, крупных мегаполисов и гигантских предприятий (тот самый Интернет вещей, IoT, о котором все говорят).

Про 5G простыми словами

Простыми словами, пятое поколение быстрее четвёртого. Гаджеты и телефоны с 5G достигают максимальной скорости с передачей данных до 20 ГБ (не гигабит, а именно гигабайт) в секунду. Для 4G границы возможностей находятся в пределах 1 ГБ в секунду.

Интернет 5G позволит увеличить общий объём потока данных во всём мире с нынешних 7,2 Экзабайт в месяц до 50 Экзабайт в месяц.

Это значит, что ежемесячно компьютеры запишут и обработают больше подозрительных лиц на улицах, точнее проанализируют инфраструктурные задачи и быстрее отреагируют на запросы человечества. Тяжёлые данные, такие как видео в 4K-формате, коммерческие пакеты Big Data и тому подобные элементы цифрового мира ускорятся в обмене.

По какому принципу работает 5G в телефоне?

По сравнению с 4G, который сейчас используется в большинстве смартфонов, 5G предлагает невиданную пропускную способность и микроскопическую задержку — он может поддерживать передачу большего количества данных без лагов. Владельцы смартфонов смогут скачивать видео в 4K-формате за считанные секунды, мгновенно погружаться в 360° VR-сферы, открывать фотографии с моментальной загрузкой всей библиотеки Google Photo, например. Тесты в Южной Корее уже показали, что операторы получили колоссальные нагрузки из-за «тяжёлых данных» после запуска интернета пятого поколения.

Чтобы появилась связь 4G

Операторы устанавливают несколько центральных вышек в эдакую сеть, которые отправляют данные по всей стране. На это соединение тратится энергия — её нужно тем больше, чем дальше конечные пользователи. Для передачи данных применяются частоты от 450 Мгц до 5,9 ГГц.

Чтобы появилась связь 5G

Инженеры нашли способ не расходовать лишнюю энергию, используя центральную вышку и несколько небольших репитеров внутри сложной городской инфраструктуры на уникальных радиочастотах с более короткими длинами волн (mmWave). Они «бьют» целенаправленно в устройство и занимают более высокие диапазоны, чем у 4G, вплоть до 90 ГГц, а в перспективе и до 300 ГГц. Ваше соединение должно стать более отзывчивым без лагов и тормозов.

В теории телефон с интернетом 5G и другие гаджеты должны тоже тратить меньше энергии на столь доступные волновые спектры телекоммуникационного оборудования. Ещё на позапрошлом конгрессе MWC 2018 даже прозвучала фраза, что некоторые смартфоны будут работать до 1 месяца. Но это, как оказалось, выдумки.

Телефоны с 5G будут разряжаться быстрее?

Однозначно да. Тестируемые сети 5G в крупных городах Кореи, Японии и ряда других стран уже выявили повышенный расход энергии в телефонах с поддержкой этой технологии.

На данный момент проблема кроется в частичной совместимости модема и протоколов на ретрансляторах операторов связи — модуль постоянно переключается между разными вышками и впустую теряет энергию.

Компания Qualcomm даже поспешила объявить, что их мобильные устройства с 5G-модемом работают «полный день» с включённой связью (как же это далеко от месяца автономности, про который упоминали на MWC, верно?).

Телефоны 5G работают примерно один день, уступая 4G-устройствам по автономности

Уже на MWC 2019 представленные модемы 5G (Snapdragon X50 и X55) обзавелись лейблом «5G Power Save». Это некая гарантия производителя чипсета Qualcomm для пользователей новых телефонов с 5G (таких, как Xiaomi Mi 9 и LG V50), что их устройства не разрядятся «до конца дня» из-за нового типа соединения.

Со временем протоколы для интернета пятого поколения будут оптимизированы, оборудование усовершенствовано, и скорость, с которой разряжаются телефоны 5G, немного угомонится. Сейчас энергоэффективность модемов 5G не так уж и сильно уступает модулям 4G/LTE — Qualcomm обещает примерно такой же опыт эксплуатации в ближайшие годы.

Значит 5G не улучшит время автономной работы телефонов?

Нет, не улучшит. Вполне возможно, что спустя годы производители чипсетов для мобильных устройств смогут добиться лучших показателей автономности 5G-техники в сравнении с существующим поколением комплектующих под 4G.

Прорывов в этой области ожидать не стоит

Факты говорят сами за себя: 5G не улучшает время работы телефона. В некоторых ситуациях (при частичной совместимости оборудования) даже ухудшает показатели энергоэффективности.

Нужно ли сейчас покупать телефон с 5G-интернетом?

Мы в Neovolt.ru считаем, что торопиться не следует хотя бы потому, что 5G-комплектующие (антенна и модем) требуют внутри смартфона дополнительное пространство, которое отнимается у элемента питания. Ещё не так давно производители нас пытались убедить, как много места освободится под аккумулятор после удаления аудиоразъёма 3,5мм.

Теперь они заполняют это драгоценное внутреннее пространство телефона чипом для 5G-связи, которой в большинстве стран пока даже ещё и нет.

Qualcomm знает о сокращении времени работы. Есть и негативные отзывы корейских пользователей 5G-сетей. Наличие 5G в телефоне может оказаться для вас неприятным сюрпризом, если от устройства требуется практичность, автономность.

Список телефонов, которые получили или получат 5G в 2019-м году

• Samsung Galaxy S10 5G (в продаже)
• LG V50 THINQ 5G (в продаже)
• Xiaomi Mi Mix 3 5G (планируется)
• OnePlus 7 Pro (не во всех странах)
• ZTE Axon 10 Pro 5G (планируется)
• Motorola Moto Z3 (с помощью установки крышки Moto Mod 5G)
• Motorola Moto Z4 (с помощью установки крышки Moto Mod 5G)
• NOKIA 10 (планируется)
• OPPO R15 5G (планируется)
• Huawei Mate X (вероятно, будет отменён)

Вы хотите что-то добавить? Оставьте информацию или вопрос в комментарии. Ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.

5G – где и кому он нужен?

Даже не особо разбираясь в поколениях стандартов мобильной связи, любой наверняка ответит, что 5G — это круче, чем 4G/LTE. На самом деле, все не так просто. Давайте разберемся, в чём всё же 5G лучше/хуже и какие кейсы его использования наиболее перспективны с учетом текущего состояния.

Итак, что же нам обещает технология 5G?

• Увеличение скорости в десятки раз до 10 Гб/с,
• Уменьшение задержек (латентность) в десятки раз до 1 мс,
• Увеличение надежности подключения (packet loss error rate) в сотни раз,
• Увеличение плотности (числа) подключенных устройств (10 6 /км 2 ).

• многоканальности (параллелизм по частотам и базовым станциям)
• увеличения несущих радиочастот с единиц до десятков ГГц (пропускная способность радиоканала)

5G обеспечит универсальную связь всего со всем, объединяя широкополосные, энергозатратные протоколы с узкополосными, энергосберегающими. Это откроет новые, недоступные для 4G направления: межмашинную связь на земле и в воздухе, Индустрию 4.0, Интернет вещей. Ожидается, что 5G-бизнес заработает $3.5T к 2035 году и создаст 22 млн. рабочих мест.
Или нет.

(Источник картинки — Reuters)

Как это работает

Кто знает, как работает 5G – пропустите этот раздел.

Итак, за счет чего мы сможем достигнуть такой быстрой передачи данных в 5G, как описано выше? Ведь это не магия какая-нибудь?

Увеличение скорости произойдет благодаря переходу в более высокий частотный диапазон – ранее незадействованный. Для примера, частота домашнего WiFi составляет 2,4 или 5 ГГц, частота существующих мобильных сетей в пределах 2,6 ГГц. Но когда мы говорим о 5G, то здесь сразу речь о десятках гигагерц. Всё просто: увеличиваем частоту, уменьшаем длину волны – и скорость передачи данных становится в разы больше. Да и сеть в целом разгружается.

Вот наглядный комикс, как было и как будет. Было:

Будет:

(Источник: IEEE Spectrum, Everything You Need to Know About 5G)

Частота повысилась в десятки раз, поэтому в 5G мы имеем дело с гораздо более короткими, миллиметровыми волнами. Они плохо проходят через препятствия. И в связи с этим меняется и архитектура сети. Если раньше связь нам обеспечивалась большими мощными вышками, которые давали связь на больших расстояниях, то теперь необходимо будет расставить много компактных маломощных вышек повсюду. И учитывайте, что в крупных городах станций потребуется очень много, за счет перекрытия сигнала высотными домами. Так, для уверенного оснащения Нью-Йорка сетями 5G нужно увеличить количество базовых станций в 500 (!) раз.

По оценкам российских операторов, переход на 5G для них будет стоить примерно 150 миллиардов рублей – стоимость, сопоставимая с предыдущими расходами на развертывание 4G-сети, и это даже несмотря на то, что стоимость станции 5G ниже существующих (но их нужно много).

Два варианта сети: стационарный и мобильный

Для уменьшения энергопотребления и повышения дальности используется технология beamforming — динамическое формирование радиолуча для конкретного абонента. Как же это делается? Базовая станция запоминает, откуда и во сколько пришел сигнал (он исходит не только от вашего телефона, но и как отражение от препятствий), и при помощи методов триангуляции высчитывает ваше примерное местоположение, а затем строит оптимальную траекторию сигнала.

Источник: Analysys Mason

Однако необходимость отслеживать положение приемника приводит к небольшому различию для фиксированного и мобильных вариантов использования, и это находит свое отражение в различных кейсах использования (об этом – чуть далее, в разделе «Потребительский рынок»).

Status Quo

Стандарты

Принятого стандарта 5G нет. Слишком сложна технология и слишком много игроков с противоречивыми интересами.

В стадии предложения высокой степени проработки находится стандарт 5G NR (New Radio) от организации 3GPP (3 rd Generation Partnership Project), которая разработала предыдущие стандарты, 3G и 4G. 5G использует два радиочастотных диапазона (Frequency Range, или сокращенно просто FR). FR1 предлагает частоты ниже 6ГГц. FR2 – выше 24ГГц, т.н. миллиметровые волны. Стандарт поддерживает стационарные и движущиеся приемники и является дальнейшим развитием стандарта 5GTF от американского телеком-гиганта Verizon, поддерживающего только стационарные приемники (такой вид услуг называется сетями фиксированного беспроводного доступа).

Стандарт 5G NR предусматривает три сценария использования:

• eMBB (enhanced Mobile Broadband) – определяет привычный нам мобильный интернет;
• URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) — большие требования к скорости отклика и надежности – для таких задач, как автономный транспорт или дистанционная хирургия;
• mMTC (massive Machine Type Communications) – поддержка большого количества устройств, которые отправляют данные редко – кейс Интернета вещей, то есть счетчиков и устройств мониторинга.

Внедрение

С 2018 проводится масштабное тестирование, например, на зимних Олимпийских играх в Южной Корее. В 2018-м все российские операторы «большой четверки» провели тесты. МТС тестировала новую технологию совместно с Samsung — проверялись сценарии использования с видеозвонками, передачей видео высокого разрешения, онлайн-играми.

В Южной Корее, впервые в мире, 5G сервис был предложен в конце 2018-го. Всемирное коммерческое внедрение ожидается в следующем, 2020-ом году. На начальном этапе будет использоваться диапазон FR1 как надстройка к существующим 4G сетям. Согласно планам Минкомсвязи, в России 5G начнет появляться в городах-миллионниках с 2020-го года. На практике, масштабное развертывание будет определяться возможностью монетизации, и этот аспект 5G пока не ясен.

Сейчас 5G рассматривается телеком-операторами скорее в плоскости маркетинга: иконка 5G на экране телефона однозначно будет плюсом в глазах абонентов телеком-оператора. Показателен анекдотический случай с оператором AT&T, разместившим иконку 5G при отсутствии реальной сети, за что конкуренты предъявили ему судебный иск за обман.

Если хорошо присмотреться, то видно, что иконка на самом деле «5GE» — расшифровывается как 5G Evolution, и внезапно это не 5G, о котором мы думаем, а всего лишь лейбл, придуманный маркетологами для существующей LTE-сети с некоторыми улучшениями.

Чипсеты

Микроэлектронные компании уже инвестировали многие миллиарды долларов в 5G. Микросхемы для 5G NR сотовых модемов предлагает Samsung (Exynos Modem 5100), Qualcomm (Snapdragon X55 modem), Huawei (Balong 5000). Модемы от Intel, нового игрока на этом рынке, ожидаются к концу 2019. Модем Samsung выполнен по 10нм FinFET технологии, и совместим со старыми стандартами, начиная с 2G. В частотном диапазоне до 6ГГц обеспечивает скорость загрузки до 2 Гб/c, при использовании миллиметрового диапазона скорость возрастает до 6 Гб/c.

Телефоны

Практически все производители телефонов на Android объявили о планах внедрения 5G. Samsung представила флагман Galaxy S10 в версии для 5G на выставке Mobile World Congress в конце февраля 2019 г. Уже 5 апреля состоялся его релиз в Корее. В США новинка появилась 16 мая, и там соединение происходит с сетью телеком-оператора Verizon. Подтягиваются и другие операторы: AT&T заявляет о планах выпустить совместно с Samsung второй смартфон во 2-й половине 2019 года.

Потребительский рынок

Кейс 1. Домашний Интернет

5G-сети фиксированного беспроводного доступа станут альтернативой проводному интернету в наших квартирах. Если раньше Интернет поступал в нашу квартиру по кабелю, то в будущем — из 5G-вышки, а дальше уже роутер будет раздавать его через привычный домашний WiFi. Основные компании-игроки закончили подготовку, синхронизируя выпуск роутеров в продажу с развертыванием 5G сетей. Типичный 5G-роутер стоит $700-900, и обеспечивает скорость скачивания 2-3 Гбит/сек. Таким образом операторы решат для себя проблему «последней мили» и уменьшат затраты на прокладку проводов. И не нужно бояться, что существующие магистральные сети не справятся с тем увеличившимся трафиком, который будет поступать от сетей 5G: ведутся исследования по использованию существующего резерва оптоволоконных сетей — так называемое «черное волокно» (dark fibre).

Насколько в новинку этот сценарий будет для пользователей? Уже сейчас в некоторых странах перестают пользоваться традиционным домашним проводным интернетом, и переходят на LTE: оказывается быстрее и дешевле пользоваться мобильной связью во всех ситуациях, при наличии удобных тарифов. Такая ситуация, к примеру, сложилась в Корее. И она проиллюстрирована вот в этом комиксе:

Кейс 2. Массовые скопления людей

Наверняка все бывали в такой неприятной ситуации: приходите на выставку или стадион, и пропадает мобильная связь. И это именно в тот момент, когда хочется запостить фото или написать в соцсети.

Стадионы

Samsung провел тест совместно с японским телеком-оператором KDDI на 30-тысячном бейсбольном стадионе. Используя тестовые 5G-планшеты, удалось продемонстрировать стриминг 4K-видео одновременно на нескольких планшетах.

Стадион – один из трех сценариев, которые проиллюстрированы в демозоне под названием 5G City, расположенной в г. Сувоне (штаб-квартире Samsung). Другие сценарии включают в себя городскую среду (подключение видеокамер, сенсоров и информационных табло) и высокоскоростную точку доступа для доставки HD-видео в движущийся автобус: пока он проезжает мимо точки, успевает скачаться фильм.

Компания Niantic – создатель всемирно известной геолокационной игры Pokemon Go – возлагает большие надежды на 5G. Не так давно в игре появились групповые события – рейды. В рейдах вам нужно скоординироваться с другими игроками, чтобы совместными усилиями победить особенно сильного покемона, и это создает интересные ситуации в реальной жизни. Так, главная легендарная локация игры с самым редким покемоном Mewtwo находится на Таймс-Сквер в Нью Йорке – можете себе представить, какая там способна собраться толпа, состоящая не только из охотников на покемонов, но и просто туристов.

Дополненную реальность также рассматривают как «killer app» для 5G. В этом ролике вы можете увидеть концепт магических поединков в реальном времени, которые сейчас разрабатываются Niantic в новой игре по мотивам «Гарри Поттера». Niantic уже заключила партнёрство с Samsung и операторами Deutsche Telecom и SK Telecom.

Транспорт

Наконец, интересен кейс с поездами. Появилась идея снабдить железную дорогу связью 5G для развлечений и комфорта пассажиров. Исследование Бристольского университета показало: чтобы добиться высокоскоростной бесшовной связи, нужно оснастить железную дорогу точками доступа на расстоянии 800 метров друг от друга!

Пример того, как нужно расставить точки доступа вдоль железнодорожного полотна

Были успешно проведены тесты на поезде, курсирующем возле Токио – их проводила Samsung совместно с телеком-оператором KDDI. В ходе тестов была достигнута скорость 1,7 ГБит/с, и в процессе теста произошло скачивание 8К-видео и загрузка 4К-видео с камеры.

Новые сценарии использования

Но всё это — скорее решение уже привычных нам задач. А что принципиально нового может предложить нам 5G?

Connected car

Основное преимущество – маленькая латентность, позволяющая машинам связываться друг с другом на скоростях до 500 км/ч. В отличии от людей-водителей, машины наконец смогут договориться между собой или с неподвижной инфраструктурой о маневрах, сделав дорогу безопасней. Интересно, что система будет учитывать погодные условия: все знают, что в скользкую погоду тормозной путь длиннее, поэтому и правила в такой системе должны меняться.

Европейская ассоциация 5GAA (Automotive Association) уже объединяет более 100 основных телеком- и автопроизводителей по всему миру с целью ускорить развертывание системы C-V2X (Cellular Vehicle-To-Everything). Основные задачи ассоциации – всеобъемлющая дорожная безопасность и эффективность движения. На безопасность могут рассчитывать также велосипедисты и пешеходы с 5G-смартфонами. Участники движения на расстояниях до 1 км смогут связаться напрямую, при больших расстояниях им понадобится наличие 5G-покрытия. Система обеспечит создание коридоров для полиции и скорой помощи, предусмотрит обмен сенсорикой между машинами, удаленное вождение и прочие чудеса. После запуска C-V2X ассоциация планирует применить полученный опыт в 5G V2X, где замахнется на индустрию 4.0, умные города и все, что движется использует 5G.

Примеры ситуаций, которые можно разрешить при помощи Connected Car. Источник: Qualcomm.

5G позволит связываться не только наземным машинам, но и летательным аппаратам. В этом году Samsung, совместно с испанским интернет-провайдером Orange, продемонстрировал, как удаленный пилот управлял полетом дрона, пользуясь развернутой 5G сетью, и получая видеопоток высокого разрешения в реальном времени. Американский провайдер Verizon в 2017-м купил оператора дронов Skyward, обещает миллионы 5G-подключенных полетов. Дроны компании уже подключены к запущенной 4G-сети Verizon.

Индустрия 4.0

Вообще выражение «Industrie 4.0» придумали в Германии для своей программы модернизации промышленности. Ассоциация 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation) со штаб-квартирой в Германии объединяет с 2018 года производственные компании, заинтересованные в использовании 5G. Наибольшие требования к латентности и надежности предъявляет контроль движения промышленных роботов, где время отклика не может превышать десятков микросекунд. Сейчас это решается с помощью Industrial Ethernet (например, стандарт EtherCAT). Вполне вероятно, что 5G поборется и за эту нишу!

Другие применения, такие как связь между индустриальными контроллерами или с человеком-оператором, сенсорные сети, менее требовательны. Сейчас большинство таких сетей используют кабель, так что беспроводный 5G представляется экономически оправданным решением, вдобавок позволяющим быструю реконфигурацию производства.

На практике, экономическая целесообразность приведет к внедрению 5G в наиболее дорогостоящих областях, связанных с оплатой человеческого труда, например, водителей погрузчиков на фабриках и складах. Так, европейская инженерная компания Acciona продемонстрировала автономную роботележку MIR200. Тележка передает 360-видео в высоком разрешении, удаленный оператор поможет ей выехать из непредвиденной ситуации. Тележка использует 5G-технологии Cisco и Samsung.

Технологии дистанционного сотрудничества пойдут дальше. В этом году было продемонстрировано, как хирург-эксперт в реальном времени наблюдает за ходом онкологической операции, происходящей за многие километры от него, и показывает своим коллегам, как лучше производить операцию. По мере усовершенствования технологии, он сможет принять более активное участие, уже непосредственно управляя хирургическими инструментами.

Интернет вещей

Прежде всего, 5G решит проблему с многочисленными и плохо поддерживаемыми стандартами связи Интернета вещей, которая сейчас, по нашему мнению, ограничивает развитие этого направления.

Здесь 5G может предложить следующее:

• Ad hoc сети (без роутеров)
• Высокая плотность подключенных устройств
• Поддержка узкополосных, энергоэффективных (10+ лет на одной батарейке) коммуникаций

Завершая эту тему, обратим внимание на следующую интересную возможность. Сейчас зависимость от розетки или необходимость замены батарей ограничивает выбор «вещей». Низкочастотная индуктивная беспроводная зарядка работает лишь на расстоянии в несколько сантиметров. 5G и его направленные миллиметровые волны позволят эффективную зарядку на расстояниях в несколько метров. Хотя существующие стандарты это и не оговаривают, мы не сомневаемся, что инженеры скоро найдут способы воспользоваться этой возможностью!

Возможности для разработчиков

Если вас заинтересовала тема, то куда двигаться дальше?

Связи. Лично познакомиться с 5G-игроками можно будет на ближайших российских конференциях Сколково Startup Village 2019 29-30 мая, Wireless Russia Forum: 4G, 5G & Beyond 2019 30-31 мая, CEBIT Russia 2019 25-27 июня, Smart Cars & Roads 2019 24 октября.

Из академических контактов следует отметить Moscow Telecommunication Seminar проводимый в Институте Проблем Передачи Информации.

Финансирование. Ключевые игроки проводят конкурсы по использованию 5G в разных областях. В США Verizon недавно объявила конкурс «Built on 5G Challenge» на Индустрию 4.0, иммерсивные потребительские приложения (VR/AR), и прорывные идеи (меняющие наш образ жизни и работы). Конкурс открыт для зарегистрированного в США малого бизнеса, заявки принимаются до 15 июля. Призовой фонд — $1M. Победители будут названы в октябре этого года.

Трудоустройство. Помимо сотовых операторов большой четверки, в России есть несколько компаний, планирующих использование 5G в ближайшем будущем. Бизнес-модель ведущего провайдера доставки контента в России и СНГ, компании CDNVideo – плата за объем полученного трафика. Использование 5G, потенциально снижающего эту цену, позволит компании снизить издержки. Компания PlayKey продвигает игры в облаке, неудивительно, что и в ее планах использование 5G.

Open Source, по видимости, будет играть ключевую роль в инфраструктуре. Американский Open Networking Foundation поддерживает 5G. Европейский OpenAirInterface Software Alliance объединяет желающих обойти проприетарные компоненты 5G инфраструктуры. Стратегические направления включают поддержку 5G модемов и software-defined систем, гетерогенные сети и интернет вещей. O-RAN Alliance виртуализирует сети радиодоступа (Radio Access Networks). Реализация ядра сети доступно от Open5GCore.

Станислав Полонский — Начальник управления перспективных исследований и разработок Исследовательского центра Samsung

Татьяна Волкова — Автор учебной программы проекта IoT Академия Samsung, специалист по программам корпоративной социальной ответственности Исследовательского центра Samsung

Все, что вы хотели знать про 5G, но не знали где спросить

Вокруг сетей мобильной связи пятого поколения сформировалось столько мифов, предубеждений и заблуждений, что пора взять и простым языком объяснить что это такое, зачем (и кому) нужно. Сколько будет стоить (ооо, это вообще любимый вопрос, еще со времен запуска 3G) и когда появится в Украине (простой ответ — не скоро).

Для чего нужна сеть 5G

Тут важно понимать даже (и особенно) если это задевает чьи-то чувства любви и тяги к росту цифр, что сети 5G еще в большей степени, чем сети 4G — это история не про скорость передачи данных (которая и так уже достигла «потолка» возможностей смартфонов — у нас просто нет приложений, требующих скоростей передачи данных выше 100 мегабит в секунду), а про повышение емкости уже существующих сетей операторов мобильной связи. В ближайшие годы и десятилетия нас ждет взрывной рост числа всевозможных датчиков и устройств, подключенных к интернету. То есть того самого интернета вещей (IoT), о котором мы слышим уже лет 15. На каждого мобильного пользователя-человека будут приходиться сотни, если не тысячи устройств. Они есть у нас уже сейчас (все эти умные часы/браслеты, IP-камеры, пылесосы и стиральные машины), с каждой минутой (не днем, и не месяцем) их становится все больше и больше. Рано или поздно к интернету будут подключены все счетчики газа/воды/электричества (просто в столице — раньше, в селе Кукуево — в последнюю очередь, хотя это сильно зависит от самих жителей села, точнее от их навыков самоуправления). Уже сейчас жителям мегаполисов может не хватать скорости мобильного интернета (вы ведь сталкивались с критикой качества связи, неправда ли?) просто потому, что его потребление растет более высокими темпами, чем операторы ставят свое оборудование. Для лучшего качества сети нужно больше сайтов (базовых станций) в городе, что явно не понравится людям, носящим шапочки из фольги. Собственно, сеть 5 поколения и должна не только решить текущие и еще не возникшие проблемы, но и обеспечить какой-то задел на некоторый период времени в ближайшем будущем (пока на смену им не придут сети 6 поколения, надеюсь, к тому времени мы все будем еще ходить без имплантов в мозгу, обеспечивающим выход в интернет как у героини сериала «Годы»).

В чем отличие сети 5G от сетей 4G

Сеть 5G стоит на трех китах, имя которым eMBB, URLLC и mMTC. Здесь и дальше будут слайды, любезно предоставленные компанией Huawei из их презентации. Они все на английском, но я попробую объяснить все самое важное своими словами. Если коротко, то речь идет о более высокой скорости передачи данных (до гигабита в секунду) — eMBB (enhanced Mobile Broadband), низком времени отклика (миллисекунда и еще меньше) — URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) и высокой плотности обслуживаемых устройств (до миллиона на квадратный километр) — mMTC (massive Machine Type Communications). Представители Киевстара, к слову, говорили, что всего этого достичь (при желании) можно и сейчас, но не одновременно (выберите 2 пункта из 3, а еще лучше — 1).

Из слайда ниже видно для чего необходим каждый из трех компонентов 5G: более высокая скорость для передачи видео с высоким битрейтом (3D-видео, 360-градусное видео, видео с элементами дополненной реальности или виртуальной реальности). Низкое время отклика необходимо для контроля критически важных компонентов инфраструктуры городов будущего — например, управления автопилотами автомобилей: задержка в принятии решения в доли секунды может стоить чьей-то жизни, (хотя я лично считаю пример не очень удачный, поскольку такие системы обязаны работать автономно вообще без подключения к интернету, но будет значительно лучше, если все беспилотные автомобили будут обмениваться данными друг с другом и получать информацию о ситуации на дороге в режиме реального времени). Наконец, вся эта невообразимая плотность в миллион устройств на квадратный километр (помним, что стандарт сделан с запасом, чтобы хватило и через несколько лет) пригодится в условиях мегаполисов, когда через беспроводной интернет (оптику не протянешь к каждому дереву и столбу в городе) будут связаны все светофоры, камеры видеонаблюдения, всевозможные датчики, управляющие городской инфраструктурой, а также все эти арендованные автомобили, велосипеды и прочие самодвижущиеся транспортные средства. Ну, и люди, наверное (сарказм) тоже.

Любопытно, но даже сама Gartner, придумавшая ту самую кривую Гартнера, считает, что мы еще не на волне хайпа, а еще на взлете интереса к 5G. То есть до некоторого разочарования от всех этих инноваций еще далековато (но, надеюсь, после прочтения этого текста для вас «разочарование» наступит раньше, а вот все остальные люди еще подождут).