Продолжаем тему начатую в моей предыдущей статье, 5G сети. Часть 1 История Технологии! Где я говорил о Истории развития мобильной связи. Теперь же более детально рассмотрим технологию 5G и что о ней известно.
Одной из ключевых технологий для реализации сетей сотовой связи 5G является использование в составе базовых станций многоэлементных цифровых антенных решёток с количеством антенных элементов 128, 256 и более. Соответствующие системы получили наименование Massive MIMO.
Цифровая антенная решётка (ЦАР) — пассивная или активная антенная система, представляющая собой совокупность аналого-цифровых (цифро-аналоговых) каналов с общим фазовым центром, в которой формирование диаграммы направленности осуществляется в цифровом виде, без использования фазовращателей. В зарубежной литературе используются эквивалентные термины англ. digital antenna array или англ. smart antenna.
Для повышения спектральной эффективности, наряду с пространственным мультиплексированием, в 5G могут использоваться разновидности технологий неортогонального множественного доступа (NOMA) и N-OFDM-сигналов.
Для реализации системы важно на улице располагать передатчики на высоте выше двухэтажных автобусов. На практике это означает размещение аппаратуры на осветительных столбах, что привело даже к массовым судебным спорам (о цене и праве) в Великобритании.
Связь 5G использует два диапазона электромагнитных волн — FR1 (600–6000МГц) и FR2 (24–100ГГц).
Технологии ЦАР уже давно имеют широкое применение во всём мире. В частности в военной области, для более широких возможностей связи различных военных объектов, например управлением беспилотных летательных аппаратов или связью с низкоорбитальными спутниками. Либо же для для радиолокационного обнаружения объектов.
Как видим военные уже активно применяют схожие технологии, и так уже сложилось в наше время, что военные технологии находят применение и в гражданской деятельности. Поэтому на базе радиофотонных ЦАР планируется развитие сетей 5G и 6G.
Наибольшую заинтересованность в развитии 5G сетей стали проявлять Китайский корпорации такие как Huawei и ZTE. Именно эти компании начали создавать пробные станции и заключить различные партнёрские программы по всему миру. Первые тесты начались в 2014 году, а уже коммерческое использование запустили в 2018 году.
1 октября 2018 года компания Verizon запустила сеть 5G в четырёх городах США (Хьюстоне, Индианаполисе, Лос-Анджелесе и Сакраменто).
5 апреля 2019 года Южная Корея запустила коммерческие услуги пятого поколения 5G. Стандарт сначала появился в крупнейших городах, в частности, в Сеуле.
С 17 апреля 2019 года связь 5G работает в 54 городах Швейцарии.
23 апреля 2019 года было объявлено, что компания China Unicom запустила пилотную сеть связи 5G в семи городах Китая.
30 мая 2019 года BT Group запустил сеть 5G в Великобритании
6 июня 2019 года Италия стала третьей страной в Европе, где запустили 5G. Оператором выступила компания Vodafone.
14 июня Vodafone и Huawei запустили сеть 5G в Испании.
3 июля 2019 года технология 5G была запущена в Германии (в городах Бонн и Берлин).
31 октября 2019 года сеть 5G охватила 50 городов Китая, сделав страну лидером по внедрению этой технологии.
В России сети 5G развиваются не так стремительно, но при этом крупные сотовые операторы, уже заключили ряд партнёрских соглашений. Например МТС предпочли работать с Huawei как лидером в области этой технологии, а компания Tele 2 выбрала партнёром шведскую компанию Ericsson. Билайн же работает с несколькими компаниями: Huawei, Noka, Samsung и Qualcomm. Тем же путём идёт и компания Мегафон.
Преимущества сетей Пятого поколения:
- Высокая скорость передачи данных больше 1 Гбит/с (мой домашний проводной интернет имеет скорость в 100 Мбит/с).
- Изолирование сети, то есть можно разделить задачи, таким образом передача данных по видеосвязи и использование других интернет вещей будут разделены.
- Расширение возможностей для развития транспортных сетей и беспилотного транспорта. Так что возможно, что Яндекс Карты будут точно показывать движение маршрута нужного автобуса.
- Развитие технологий умного дома. Пылесос - пылесось, мультиварка - готовь, стиралка - стирай, окно -проветиривай и всё это дестанционно, пока Хозяина нет дома.
- Развлечения, так что онлайн стриминговые сервисы и игровые ждут всплеска пользователей и уже считают будущую прибыль.
- Бизнес применения. Большая автоматизация учёта, сокращения штата персонала, удалённое управление и т.д и т.п.
Но не всё так гладко, дело в том, что для сети 5G предполагалось использовать частоты в диапазоне 3,4-3,8 ГГц, но в России эти частоты использует Министерство Обороны, поэтому Президент РФ поддержал резолюцию о запрете использования данных частот. В итоге предполагается использование в диапазоне частот 4,8-4,99 ГГц и вот тут всплывает первый минус этой технологии.
Дело в том, что сигнал передаётся на не очень большое расстояние и различные препятствия уменьшают зону покрытия.
Запущенные операторами опытные сети в так называемом верхнем (миллиметровом) диапазоне 26,5—29,5 ГГц демонстрируют полное соответствие практики радиочастотной теории: тесты показывают, что удается обеспечить высокую емкость и пропускную способность с одной стороны и низкие задержки — с другой, но в то же время сеть в указанной полосе спектра характеризуется значительными затуханиями сигнала и низкой проникающей способностью в помещениях.
И большинство стран мира планирует использовать диапазон 3,4-3,8 ГГц, именно по той причине, что данный диапазон позволяет обеспечить стабильную ёмкость и пропускную способность. Соответственно и производитель будет делать оборудование под эти требования. Так что то оборудование, которое будут производит для России и будет иметь более высокую стоимость. Но это не единственный минус 5G!
Большинство из нас пользуется смартфоном. Так вот для того чтобы иметь доступ в интернет, в смартфон устанавливается модем. В данном случае нужен модем с поддержкой технологии 5G. Вот здесь вскрывается и второй минус технологии! Например одна из самых популярных компаний Apple выпускающая различную технику, в своих смартфонах последней 11 серии не установила модем с поддержкой 5G. А ведь стоимость данных моделей варьируется в диапазоне 90-130 тысяч рублей. Правда Apple обещали в 2020 году оснастить свои гаджеты 5G модемами, но вышедший в апреле Iphone SE 2020, по прежнему поддерживает 2G, 3G и 4G.
На данный момент, только несколько компаний производят модемы с поддержкой 5G: Intel, Huawei, Qualcomm, MediaTek, Nokia и Samsung. Правда тут есть интересный момент, дело в том, что компания Qualcomm фактически является монополистом на рынке микропроцессоров для мобильных устройств. Поэтому поступает, как настоящий Капиталист, продавая модемы лишь в комплекте со своим самым передовым и дорогим процессором Snapdragon 865. А теперь посмотрите на мобильный рынок и посмотрите сколько смартфонов на базе этого процессора существует и какова их цена. Там окажутся лишь одни флагманы от Xiaomi, Oneplus, Redmi и Samsung - самый дешёвый из них будет стоить больше 40 тысяч рублей. Что ограничивает количество пользователей этих высокоскоростных сетей, оставляя скоростной интернет привилегией для "избранных". Любой другой производитель захотевший поставить себе 5G модем в устройство, вынужден будет платить роялти, компании производителю, сумма будет высчитываться с каждого мобильного устройства. Поэтому компании Google, Nokia и LG, устроили Qualcomm бойкот и отказались от Snapdragon 865, потому что данный процессор нельзя приобрести без дискретного модема с поддержкой 5G.
Нежелание собирать смартфоны на базе Snapdragon 865 продиктовано не только стремлением производителей отказаться от дополнительного модема, который нужен далеко не всем. Необходимость установки отдельного чипа вместо одного процессора приводит к изменению компоновки системной платы, переработке системы охлаждения и пересмотру системы питания, чтобы энергия подавалась не только на процессор, но и на модем.
Помимо мобильной техники, не стоит забывать и про компьютерную. Ведь большинство из нас пользуются либо стационарными ПК или ноутбуками. И на этом рынке, всё достаточно тихо, компания Intel обещала выпустить свой модем XMM 8000 ещё в конце прошлого года, но в продаже пока ничего подобного нет... Тот же Qualcomm, обещает устанавливать в свои роутеры модем X55 для приёма сигнала 5G, но неизвестно когда они доберуться (и доберуться ли!) до России. К тому же роутеры 4G на данный момент имеют приличную цену, поэтому 5G будет на порядок дороже.
Так, что на данный момент сети пятого поколения только начинают покорять мир, но для полного поколения пройдут ещё годы!
Первая часть: 5G сети. Часть 1 История Технологии
Третья часть: 5G сети. Мифы и Конспирология
А вы готовы пользоваться высокоскоростным интернетом?! Купите себе Новый гаджет с поддержкой 5G?! Россия быстро освоит данную технологию?!