Большие данные: архитектура сети и технологии 5g
Содержание:
- Трудности 5G в России и при чем тут Минобороны
- Для чего нужна сеть 5G
- Развитие 5G в России
- Сколько можно заработать на 5G и когда окупятся затраты
- Внедрение 5G в России
- Что дает технология 5G
- 5G в России: угроза технологического отставания
- Ключевые преимущества 5G
- Увеличение емкости сети
- В чем заключаются преимущества 5G для обычных пользователей и умных устройств
- Средства ПВО в диапазоне 3,4-3,8 ГГц
- В чём состоят главные отличия 5G от 4G
- Зачем нам мобильные сети пятого поколения
- Принципы функционирования 5G
Трудности 5G в России и при чем тут Минобороны
Операторы по всему миру планируют использовать для 5G средний диапазон с частотами от 3,4 до 3,8 ГГц. В России этот диапазон используют Минобороны и «Роскосмос».
Для построения полноценной сети используют несколько диапазонов одновременно. Базовым слоем используют низкочастотный диапазон 3,5 ГГц. Без него довольно затратно и тяжело строить сети в плотной городской застройке.
Как утверждает Оксюта, сейчас в обсуждении с регуляторами упоминается диапазон 4,9 ГГц как альтернатива 3,5 ГГц. Проникающая способность у него меньше, чем у 3,5 ГГц, а значит, нужно больше инвестиций в строительство новых станций. Экосистема плохо развита именно в этом диапазоне, то есть на данный момент недостаточно оборудования для поддержки 4,9 ГГц. Поскольку сейчас всех интересует, как окупить эти сети и заработать на 5G, то с увеличением срока реализации и затрат на строительство этот вопрос становится еще более актуальным.
Для чего нужна сеть 5G
Сеть 5G обычно ассоциируется с предложением операторов сетей мобильной связи по созданию инфраструктуры и внедрению общедоступных услуг. Но стоит отметить, что технология 5G может и также используется для создания частных сетей. Уже есть первые примеры таких приложений, и поставщики сетевой инфраструктуры внедряют решения для облегчения таких внедрений, известные как 5G SA (Stand Alone).
Но в настоящее время 5G работает в основном в лицензированных радиодиапазонах, поэтому также необходимы соответствующие юридические решения, позволяющие использовать их на местном уровне без нарушения интересов операторов связи. Потому что самый важный барьер, который может помешать внедрению частных сетей, — это доступ к лицензированным частотам. Как правило, они принадлежат операторам мобильной связи, планирующим инвестировать в инфраструктуру общедоступных сетей 5G. Но в некоторых странах, таких как Германия, Великобритания или США, правила уже начали разрешать местный доступ к лицензированным частотам, даже тем, которые ранее были приобретены телекоммуникационными компаниями, если планы по запуску общедоступных 5G являются отдаленными или невыгодными для оператора.
В то же время организация 3GPP в декабре 2018 года начала работу над расширением стандарта 5G до возможности использования нелицензионных полос частот. Он должен быть представлен в этом году как часть спецификации 5G Release 16. Это инициатива, которая может способствовать популяризации частных сетей 5G.
Внедрение 5G стало необходимостью, а отдельная полоса передачи данных — наиболее благоприятное решение. 4G исчерпывает свои возможности. Хотя это была очень хорошая, даже революционная технология, прогрессивная «смартфонизация», то есть использование телефонов, таких как компьютеры (просмотр веб-страниц, отправка электронных писем с большими вложениями, электронные покупки и, прежде всего, просмотр видео и воспроизведение в интернете) привела к что спрос на передачу данных огромен. К этому добавляется «потребление» данных через портативные компьютеры и настольные компьютеры, где пользователи подключаются к интернету через мобильные технологии. Это хорошее решение в ситуации, когда нет наземной инфраструктуры, т.е., говоря в просторечии, в дом не идёт кабель с интернетом.
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.
Сколько можно заработать на 5G и когда окупятся затраты
НИИР проанализировал и возможные доходы операторов связи от запуска 5G. В 2030 г. все четыре оператора заработают в городах-миллионниках на базовых сервисов передачи данных 209 млрд руб. и еще 105 млрд руб. на сервисах интернета вещей. Соответственно, общий доход 5G-операторов в городах-миллионниках в 2030 г. составит 316 млрд руб.
Расчеты НИИР размера затрат на строительство и обслуживание 5G-сетей и сроков их окупаемости
Вариант построения сети | Капитальные расходы до 2024 г, млрд руб | Операционные расходы в 2022 г, млрд руб | Операционные расходы в 2023 г, млрд руб | Операционные расходы в 2024 г, млрд руб | Операционные расходы в 2025 г, млрд руб | Операционные расходы в 2026 г, млрд руб | Операционные расходы в 2027 г, млрд руб | Оерационные расходы в 2028 г, млрд руб | Операционные расходы в 2029 г, млрд руб | Операционные расходы в 2030 г, млрд руб | Всего операционные расходы в 2022-30 гг, млрд руб | Всего операционные и капитальные расхроды до 2030 г, млрд руб | Чистый дисконтированный доход всех операторов на основе потока платежей до 2030 г, млрд руб | Внутренная норма доходности на основе потока платежей до 2030 г г, % | Срок окупаемости, лет |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Базовый сценарий социально-экономического развития | |||||||||||||||
Раздельное строительстве 5G-сетей каждым оператором: расходы на одного оператора | 39 | 1,8 | 5,9 | 8,3 | 9,4 | 9,4 | 9,5 | 9,5 | 9,6 | 9,7 | 73,1 | 112,1 | — | — | — |
Раздельное строительство 5G-сетей каждым оператором: расходы и доходы на всех операторов | 157,6 | 7,1 | 23,6 | 33,3 | 37,5 | 37,7 | 37,9 | 38,2 | 38,4 | 38,6 | 292,3 | 449,9 | 189 | 21 | 8,3 |
Строительство 5G-сетей путем совместного использования инфраструктуры: расходы на одного оператора | 27 | 1,3 | 4,2 | 5,9 | 6,6 | 6,6 | 6,7 | 6,7 | 6,7 | 6,8 | 51,5 | 78,5 | — | — | — |
Стролительство 5G-сетей путем совместного использования инфраструкутры: расходы и доходы всех четырех операторов | 110 | 5,3 | 16,8 | 23,5 | 26,4 | 26,5 | 26,6 | 26,8 | 27 | 27 | 205,9 | 315,9 | 309 | 33 | 7 |
Строительство сети единым инфраструктурным оператором: расходы данного оператора и доходы всех четырех операторов | 54,2 | 2,6 | 8,3 | 11,7 | 13,1 | 13,2 | 13,2 | 13,3 | 13,4 | 13,5 | 102,3 | 156,5 | 451 | 61 | 5,2 |
Консервативный сценарий социально-экономического развития | |||||||||||||||
Раздельное строительство 5G-сетей каждым оператором: расходы на каждого оператора | 40 | 1,8 | 6 | 8,4 | 9,5 | 9,5 | 9,6 | 9,7 | 9,7 | 9,8 | 74 | 114 | — | — | — |
Раздельное строительство 5G-сетей: расходы и доходы всех чытерых операторов | 161 | 7,1 | 23,9 | 33,6 | 38 | 38,2 | 38,4 | 38,6 | 38,8 | 39,1 | 295,7 | 456,7 | 181 | 20 | 8,4 |
Строительство 5G-сетей путем совместного использования инфраструктуры: расходы на каждого оператора | 28 | 1,3 | 4,3 | 5,9 | 6,7 | 6,7 | 6,7 | 6,8 | 6,8 | 6,9 | 52,1 | 80,1 | — | — | — |
Строительство 5G-сетей путем совместного использования инфраструктуры: расходы и доходы на всех четырех операторов | 112 | 5,3 | 17 | 23,7 | 26,7 | 26,8 | 26,9 | 27,1 | 27,3 | 27,4 | 208,2 | 320,2 | 303 | 33 | 7,1 |
Строительство 5G-сетей силами единого инфраструктурного оператора: расходы такого оператора и доходы всех четырех операторов | 55,4 | 2,6 | 8,4 | 11,8 | 13,2 | 13,3 | 13,4 | 13,5 | 13,6 | 13,6 | 103,4 | 158,8 | 447 | 60 | 5,2 |
В случае строительства каждым оператором своей собственной сети чистый дисконтированный доход всех операторов до 2030 г. составит 189 млрд руб. Внутренняя норма доходности при таком подходе составит 21%, срок окупаемости — 8,3 года.
В случае совместного использования инфраструктуры чистый дисконтированный доход всех операторов к 2030 г. составит 309 млрд руб., внутренняя доходность — 33%, срок окупаемости — семь лет.
Наконец, вариант с единым инфраструктурным оператором предполагает чистый дисконтированный доход всех четырех операторов к 2030 г. в размере 451 млрд руб. При этом внутренняя норма доходности составит 61%, срок окупаемости — пять лет.
На основе данных расчетов в НИИР указывают, что наиболее логичным представляется организовать консорциум операторов связи для работы в качестве инфраструктурного оператора 5G. Такой консорциум не должен будет иметь права передать частоты какому-либо другому лицу, включая своему правопреемнику, без решения Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ).
Преимуществом консорциума станет возможность сэкономить денежные средства, которые можно будет направить на расчистку радиочастотного спектра, короткие сроки развертывания сети 5G, использование в сети единых требований по информационной безопасности, возможность организации единой ИКТ-платформы на базе существующих операторов связи (транспортная сеть и сеть радиодоступа), недискриминационный доступ к сетевым ресурсам и предотвращение сегментирование радиочастотного спектра.
Внедрение 5G в России
Компания МТС первой среди российских операторов мобильной связи получила лицензию на оказание услуг связи стандарта 5G и готовится развернуть высокочастотные сети в «дальнем» диапазоне 24,25-24,65 ГГц в 83 субъектах. Лицензия будет действовать до 16 июля 2025 года.
Первыми пользователями сети станут бизнес-клиенты и крупные производственные предприятия, но о масштабном покрытии речи нет: частота, прописанная в лицензии, не позволяет привести 5G в каждый дом. По данным «Коммерсанта», Минкомсвязи не может обеспечить приоритет проектам частоты 3,4–3,8 ГГц из-за позиции силовых ведомств.
«Частоты выше 6 ГГц имеют неудовлетворительные характеристики распространения», — говорится в Концепции создания и развития сетей 5G/IMT-2020, которую разработало Минкомсвязи.
Развитие 5G-сетей входит в федеральный проект «Информационная инфраструктура» из национальной программы «Цифровая экономика», но результаты проработки плана оставляют желать лучшего. Концепция внедрения новых стандартов связи не утверждена, операторы не могут надеяться на реализацию проекта из-за бюрократических препятствий, касающихся доступа к жилым домам и рынку электроэнергии.
В итоге Минкомсвязи пока не располагает простыми решениями, которые бы помогли освободить полосу в диапазоне 3,4–3,8 ГГц для гражданского использования сетей нового поколения.
Что дает технология 5G
Если сети 4G способствовали появлению таких компаний, как Uber, Airbnb, TikTok и Netflix, то 5G может оказать влияние совершенно другого уровня. Скорость передачи данных здесь в 20 раз выше, чем у предшественника, и достигает 20 Гбит/с, тогда как 4G дает всего 1 Гбит/с. Эта разница позволяет загружать десятки полнометражных фильмов на устройство за несколько секунд.
Онлайн-игры прекратят виснуть, качество изображения во время видеозвонков станет четким, погружение в виртуальную реальность — полноценным и объемным. C 5G к сети можно будет подсоединять сразу несколько устройств, не опасаясь, что качество сигнала ухудшится.
Иной уровень развития получит интернет вещей: к сети можно будет подключать холодильники, стиральные машины, носимые гаджеты, устройства общения между автомобилями.
В медицине стандарты 5G модернизируют качество услуг. К примеру, импланты для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний смогут отправлять данные врачам автоматически; постоянный доступ в интернет и мгновенная передача сигнала позволят проводить сложнейшие процедуры на расстоянии.
Беспилотный транспорт с помощью 5G перейдет на новый этап развития: автономное управление автомобилями, оснащенными технологиями машинного зрения, станет значительно проще в условиях моментальной передачи данных.
Все эти преимущества могут стать доступны повсеместно уже в ближайшие 20 лет: помимо инженерно-технических вопросов придется решить правовые, то есть разработать единый стандарт 5G, а также политические, то есть урегулировать претензии держав друг к другу по вопросам технологического превосходства. К тому же придется дождаться, когда производители смартфонов подгонят свои устройства под мощности новой сети.
5G в России: угроза технологического отставания
Вести отсчет истории 5G в нашей стране можно с 2015 г., когда министерство коммуникаций и связи заказало у НИИ «Радио» проект концепции развития сетей 5G в России. В 2018 г. власти утвердили национальную программу «Цифровая экономика» с бюджетом в 3,5 трлн рублей. В программе есть показатели, который касаются непосредственно развития сетей связи 5G в России, например, прописано количество городов и отраслей, в которые стандарт 5G должен прийти в ближайшие годы.
В правительстве хорошо осведомлены о том, каким потенциалом для развития экономики и общества обладает технология 5G. Так, вице-премьер РФ Максим Акимов в 2019 г. отметил, что сети 5G нужны медицине, транспорту и обороне больше, чем интернет-пользователям.
Однако в практической плоскости Россия отстает во внедрении 5G как в плане достижения целевых показателей национальных проектов, так и в сравнении с другими странами, где количество абонентов 5G уже исчисляется миллионами. Прогнозируется, что к 2025 г. лидерами по проникновению сетей пятого поколения будут Китай, США, Япония и Южная Корея — там высокоскоростной связью будут пользоваться 36-66% абонентов мобильной связи.
В России, если текущая ситуация с внедрением стандарта 5G не изменится, этот показатель будет равен всего 19%. Технология 5G у нас пока недоступна для коммерческих абонентов, сети пятого поколения действуют только в пределах нескольких тестовых зон. Менее амбициозными стали цели, заявленные в программе «Цифровая экономика». Если изначально планировалось, что сети 5G будут развернуты в 10 российских городах-миллионниках к 2022 г., то теперь более вероятным сроком достижения этого показателя называют 2024 г. Отставание в развитии 5G на несколько лет по сравнению с другими развитыми странами, предупреждают эксперты, грозит России отставанием и в темпах цифровизации экономики, и, следовательно, в ее конкурентоспособности.
Высокоскоростная передача данных определит следующий этап технологической революции. Фото: ru.depositphotos.com
Еще одним барьером, затрудняющим коммерческое использование 5G в России, является регуляторный. Сейчас большая часть оборудования в сетях пятого поколения работает на частотах 3,4-3,8 ГГц, которые используются российскими госслужбами, в том числе — военными и Роскосмосом. Операторам связи предлагают разворачивать 5G в диапазоне 4,4-4,99 ГГц, для которого производится меньше оборудования (как базовых станций, так и оконечных устройств). Это может привести к удорожанию запуска сетей 5G и сложностям с международным роумингом.
Тем не менее, как отечественные операторы связи, так и иностранные поставщики, с оптимизмом смотрят на российский рынок и активно готовят почву для внедрения сетей пятого поколения. Например, летом прошлого года МТС подписала соглашение с Huawei, одним из крупнейших разработчиков и производителей телеком-оборудования и обладателем наибольшего числа важных патентов в сфере 5G. Соглашение предусматривает внедрение технологий и решений 5G и интернета вещей на действующей инфраструктуре МТС, запуск тестовых зон и пилотных сетей для различных сценариев использования, в том числе — на сложных инфраструктурных объектах.
Huawei также готов оказать поддержку в развитии кадров для российской индустрии 5G. В 2019 г. стартовала учебная программа в области 5G для заказчиков, партнеров и студентов. Задачей программы является подготовка 10 тыс. специалистов, а инвестиции китайской компании в проект превысят 50 млн рублей. А наличие линейки оборудования для диапазона 4-4,99 ГГц делает Huawei удобным партнером для российских предприятий на случай, если «золотой» диапазон 3,4-3,8 ГГц так и не расчистят для коммерческого использования.
Ключевые преимущества 5G
Плюсы 5G — номенклатура — больше отдельных полос. Это стабильность соединения, меньшие задержки при передаче данных и большая пропускная способность сети, то есть гораздо больше устройств в данной области могут работать без потери качества соединения. Для начала это будет весело, например, загрузить игру за секунды или весь фильм менее чем за полминуты.
- Беспроводная сеть снижает потребность в кабелях, таких как Ethernet, что является дорогостоящим и непрактичным при подключении большого количества устройств или в динамической среде, в которой перемещаются люди и устройства.
- Ключевой особенностью 5G является возможность создания нескольких виртуальных сетей, которые можно настраивать и оптимизировать для конкретной услуги и трафика, который будет использовать определенный сегмент сети. Это означает, что сеть может быть оптимизирована для нужд пользователей и приложений.
- Владелец сети имеет полный контроль над инфраструктурой, безопасностью, использованием ресурсов и работой сети, поэтому критически важные устройства имеют приоритет.
- 5G обеспечивает значительно меньшую задержку, чем современные беспроводные технологии, и обеспечивает связь между устройствами в реальном времени, что имеет решающее значение для таких приложений, как системы безопасности или управление движением и роботами.
- Высокая пропускная способность 5G позволяет передавать большие объемы данных по сети и обмениваться ими с огромным количеством различных устройств.
- Частная сеть 5G обеспечивает более высокий уровень безопасности, чем используемые в настоящее время технологии. Оператор сети может устанавливать свои собственные правила безопасности и хранить данные локально. Это особенно актуально для предприятий с конфиденциальными данными и критически важными приложениями.
Увеличение емкости сети
Вы замечали, что мобильный Интернет плохо работает на стадионах, в концертных залах и прочих местах, где одновременно собирается много людей?
С начала развития сотовых сетей они передавали данные в частотном диапазоне между 3 и 6 гигагерцами, но теперь этого недостаточно. Число подключенных устройств растет экспоненциально. Ожидается, что к 2020 году средний потребитель будет иметь от 6 до 8 подключенных к сотовой сети устройств, причем 3 из них человек будет постоянно носить с собой.
Умножая это число на прогнозируемую плотность населения, аналитики получают порядка 50 миллиардов подключенных к Интернету устройств. Если бы все эти девайсы оставались в пределах установленного сейчас частотного спектра, ни один из них не смог бы работать.
Миллиметровые волны в зоне спектра от 6 до 300 гигагерц позволяют решить эту проблему, однако эффективно использовать их для сотовой связи инженеры научились только сейчас.
Первым шагом на пути создания сотовых сетей пятого поколения стала технология MIMO – Multiple Input Multiple Output. Это способ радиосвязи, в котором прием и передача данных происходят с помощью сразу нескольких антенн.
На базовых станциях сотовой связи четвертого поколения устанавливалось до десятка антенн. Оборудование для 5G, поставляемое Ericsson, снабжено 64 антеннами, такие компании, как Huawei, ZTE и даже Facebook демонстрируют успешную работу передатчиков с массивами от 96 до 128 антенн. Такой метод позволяет увеличить полосу пропускания канала связи без повышения мощности излучения и, следовательно, риска для здоровья людей.
Основная проблема с подобными массивами антенн, работающих в диапазоне от 6 до 300 гигагерц, заключается в том, что сигнал высокой частоты легко поглощается атмосферой и плохо распространяется сквозь стены зданий, туман и дождь.
Чтобы сто антенн работали и передавали данные, не мешая, а дополняя друг друга, потребовалось внедрить технологию под названием «beamforming», что принято переводить как «формирование луча».
Когда смартфон попадает в зону покрытия сотовой башни, он просто принимает ее сигнал. В случае с «beamforming» базовая станция замечает появление абонентского устройства и оценивает то, как лучше доставить до него информацию.
Тут в дело вступает сразу несколько антенн, отрегулированных таким образом, чтобы их сигналы, слабые по отдельности, накладывались друг на друга в той зоне, где находится устройство абонента, усиливались за счет интерференции. Это следует делать в реальном времени, так что удачной аналогией будут несколько прожекторов, освещающих сцену театра.
Стоит актеру появиться перед публикой – и слабые по отдельности прожектора вместе образуют яркое пятно света, выхватывающее человека из темноты и следующее за ним, куда бы тот ни двинулся.
Такой подход дает лучший результат в сочетании с уменьшением ячеек сотовой сети – распространением маленьких «дочерних» станций, которые можно будет расставить в любом месте. Так называемых пико и фемосот.
До недавнего времени небольшие соты использовались для расширения охвата сотовых сетей в загородных районах, но в сочетании с технологией 5G они станут ключевым средством для борьбы с потерями сигнала и отличным подспорьем для работы «beamforming».
С этими технологиями 5G-сети способны поддерживать нормальную связь приблизительно с полумиллионом устройств на квадратный километр без перегрузок. Это открывает возможности для установки огромного количества датчиков, умных устройств из категории Интернета вещей и создания умной городской инфраструктуры.
Тем более, что передача данных в сетях пятого поколения энергоэффективна. В сети 4G требуется 1 миллиджоуль энергии для передачи 1000 бит информации, в то время как сеть 5G выполняет ту же задачу, тратя всего 0,01 миллиджоуля. Для потребителей это значит то, что их смартфоны при подключении по 5G будут работать дольше.
В чем заключаются преимущества 5G для обычных пользователей и умных устройств
— Каждые несколько лет консорциум 3GPP выпускает релизы с новыми свойствами. С одиннадцатым релизом у нас появился LTE, то есть 4G — это коммерческое название так же, как GSM для 2G. А с 15-м релизом — 5G, никаких коммерческих названий для него придумывать не стали. Систематизация поколений говорит о том, что происходит некое эволюционное развитие, а не революция в стандартах связи.
Я бы сказал, что 5G, по крайней мере, в текущей редакции, — это 4G на стероидах. На самом деле никакого сверхъестественного перехода не произошло, а вот улучшение абсолютно всех функций 4G и добавление к ним новых вещей наблюдается.
5G обеспечивает до 10 Гбит/с пиковой скорости передачи данных, улучшена энергоэффективность, то есть появилась возможность подключать к сети сенсоры, датчики и отдельные энергоэффективные устройства, которые могут жить на одной батарейке по шесть-восемь лет
Поддерживается высокая скорость передвижения объектов (до 500 км/ч), что важно, например, для скоростных поездов
При вспышке коронавируса и введении режима самоизоляции люди стали значительно больше работать из дома, что привело к повышению нагрузки на сеть. А 5G в том же частотном диапазоне может быть до трех раз эффективнее, чем 4G. Все операторы заявили, что если бы 5G уже была развернута, мы бы легче справились с такой нагрузкой.
Одна из задач 5G — создание базы для интернета вещей (IoT). IoT — это коммерческое название для некого набора бизнес-кейсов, оно необходимо, чтобы отличать обычный интернет от интернета вещей. В обычном интернете потребитель и генератор информации — человек, а в интернете вещей генерируют и потребляют информацию устройства — сенсоры, датчики, промышленные установки.
Пятое поколение связи знаменует собой приход платформ с минимальным участием человека, можно сказать, «бесчеловечных платформ». 5G быстрее, эффективнее, но в целом ничего совершенно нового для человека не приносит, а для робота и беспилотника — очень даже. Есть прогноз, что к 2030 году только 2 % трафика будет генерироваться и использоваться людьми. Это очень «опасная» цифра, тоже такая «пугалка», но если будет так, это перевернет отрасль с ног на голову.
Средства ПВО в диапазоне 3,4-3,8 ГГц
К сетям радиолокации относятся, в частности, средства противовоздушной обороны (ПВО), использующие диапазон 3,2 -3,8 ГГц. У Военно-космических сил России (ВКС) есть порядка 1 тыс. РЭС ПВО, из которых 600 являются наземными, а 400 бортовыми.
РЭС ПВО можно разделить на три типа. Первый тип — радиолокационные станции малых высот дежурного режима — обеспечивают обнаружение, измерение координат и сопровождение воздушных объектов в условиях сложной воздушной обстановки.
Второй тип — специальные радиолокационные станции — применяются, как правило, в труднодоступных и горных районах для аналогичных целей.
Третий тип РЭС-радиотехнические средства комплексной системы радиовизирования, опознавания и передачи команд-предназначен для решения задач обмена специальной информацией, опознавания и определения текущего местоположения самолетов, а также для управления полетами авиации.
Средства РЭС ПВО могут размещаться на расстоянии до 10-50 км от крупных городов и до 2-10 км от транспортных магистралей федерального значения. От районов возможного размещения 5G РЭС ПВО могут находиться на расстоянии от 0,5-1 км до 2-2,5 км. Помимо военных систем, в диапазоне 3,4-3,8 ГГц работают РЭС радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи.
В чём состоят главные отличия 5G от 4G
С точки зрения реализации сети пятого поколения – более затратные. В силу вышеназванных причин для развёртывания такой сети требуется большая плотность передатчиков и соответствующей инфраструктуры, поскольку без этого обеспечить равноценное покрытие невозможно.
Поэтому можно не сомневаться, что высокоскоростной интернет 5G будет обходиться пользователям намного дороже, чем сейчас. По крайней мере, на начальных этапах, пока это оборудование не окупит себя.
Но преимуществ у новой технологии достаточно:
Скорость передачи данных. Маркетологи всегда приводят сравнение скорости передачи данных 5G по сравнению с сетями 4G как главный аргумент. И он действительно впечатляет: 1–2 Гб/сек, по сравнению со 100 Мб/сек – это рост на целый порядок, и даже больше. Такие резкие десятикратные скачки уже не подпадают под понятие эволюционных
Тем более что во время тестирования были достигнуты гораздо более внушительные цифры.
Минимизация задержки сигнала, хотя и не влияет напрямую на скорость передачи данных, но имеет важное значение с точки зрения реакции устройств на действия пользователей. Существует немало сфер, где этот параметр критически важен
Здесь преимущество тоже десятикратное: до 1 мс у 5G против 10 миллисекунд у сетей четвертого поколения и 100 мс – у третьего.
MIMO-массивы – ещё одна передовая и очень важная технология, касающаяся развёртывания сетей 5-го поколения. Заключается она в использовании на каждом передатчике нескольких антенн, что позволяет увеличить скорость и улучшить качество передаваемого сигнала.
Диапазон частот сети 5G стартует с показателя 30 ГГц и может достигать 300 ГГц, тогда как у 4G/LTE рабочие частоты располагаются ниже отметки 3.5. Увеличение частот позволяет добиться минимизации помех, но по сравнению с сетями предыдущих генераций требует увеличения мощности передающего оборудования и более плотного их размещения.
Технология Network slicing позволяет организовывать логически независимые сети, при этом сегментация инфраструктуры предоставляет расширенные возможности оптимизации трафика с одновременным ростом безопасности передачи данных.
Плотность покрытия у сетей 5G по умолчанию максимальная, поскольку большое количество вышек и повышенная мощность передатчиков необходимы для поддержания качества передаваемого сигнала на высоком уровне из-за использования коротких волн.
Впрочем, маркетологи не акцентируют внимания на выдающихся характеристиках технологии, обращая внимание на новые возможности применения 5G, включая пресловутый интернет вещей
Зачем нам мобильные сети пятого поколения
Новые скорости, которые предлагает 5G, не нужны простым пользователям для загрузки фильмов, но важны, например, в телемедицине. «Когда врач удаленно проводит операцию пациенту, то на счету каждая миллисекунда, и снижение задержек здесь более ощутимо. 4G работает медленнее, и если вдруг робот не успел за доктором, это поставит под угрозу чью-то жизнь», — рассказывает Оксюта.
Для текущих бизнес-моделей, по мнению Воробьева, существующих скоростей достаточно, но для новых технологий, например, VR уже необходимы скорости на порядок выше с меньшими задержками.
Принципы безопасности в 5G более надежны и строги, чем в системах связи предыдущих поколений.
Принципы функционирования 5G
Если не вдаваться в подробности, 5G передает большие объемы данных на более короткие расстояния, чем 4G LTE. Это увеличивает скорость передачи данных и стабильность соединения, а также и самой сети, даже когда вы находитесь в движении. Сеть 5G работает в новом диапазоне частот и может обслуживать большее количество устройств. Кроме того, новая технология расходует меньше энергии.
Преимущества 5G
Технология 4G LTE обеспечивает отличную связь, но она уже не справляется с существующим количеством мобильных устройств, а наши потребности продолжают расти. Сейчас сети LTE в крупных городах перегружены, и в периоды пиковой нагрузки в течение дня регулярно возникают проблемы со связью. А развитие подключаемых к интернету «умных» устройств диктует потребность в более быстрой и мощной системе, которая сможет обслуживать миллиарды гаджетов, существующих уже сегодня. В ходе этой эволюции мобильный интернет будет требовать меньше ресурсов, станет быстрее, дешевле и сможет поддерживать больше устройств, чем сейчас.
Возможности 5G
Конечно же, улучшится качество мобильного интернета. К тому же широкополосная связь пятого поколения порадует нас новыми возможностями. Перечислим основные из них.
- Массовое внедрение интернета вещей (IoT) будет способствовать развитию промышленных и бытовых технологий.В нашу жизнь вошли уже многие IoT-устройства, однако их использование ограничено возможностями интернет-платформ.С сетями 5G устройства, работающие от аккумулятора, будут оставаться на связи без специальных расширенных настроек. Новая беспроводная технология позволит использовать их в удаленных, плохо оборудованных или труднодоступных областях.Каждому устройству, от умных термостатов и колонок до датчиков в системах промышленных грузоперевозок и городских электросетях, найдется свое место.
- Концепция умных городов и Индустрия 4.0 сделают нашу жизнь более удобной и безопасной, а работу – производительной и эффективной. Интернет вещей в сочетании с 5G – это новый уровень контроля городской инфраструктуры. Этот подход будет использоваться и для интеллектуальной автоматизации промышленных операций – динамического перераспределения рабочих процессов.