Смысл в новом поколении
Главная задача, стоящая перед сотовыми операторами сегодня — это кратное увеличение максимального количества одновременно подключенных абонентов. Необходимость этого проистекает из планов подключить к Интернету не только телефоны и компьютеры, но и другую технику — элементы т.н. «умного дома», новые типы гаджетов и прочую утварь, появление которой ожидается в самом ближайшем будущем. В идеале сеть 5G должна поддерживать до 1 млн. устройств на 1 кв. км. Чтобы сделать это средствами 4G, пришлось бы очень сильно нагрузить оборудованием и так перегруженные порой вышки сотовой связи.
Всё бы ничего, но одновременно появляются технологии, требующие от сотовой сети высокой скорости передачи данных, которую уже не может обеспечить 4G. Если простым пользователям сегодня скоростей в несколько десятков мегабит вполне достаточно для их нужд (например, просмотр фильмов), то на подходе технологии, имеющие просто звериный аппетит на трафик. К таким относятся, например, технологии виртуальной реальности, когда пользователь не просто смотрит видео, но и находится как бы внутри просматриваемых событий, и даже может влиять на них, иметь обратную связь. Технология 5G может дать в реальных условиях от 100 Мбит до 1 Гбита в секунду.
Может и это можно было бы как-то побороть с 4G, но в дополнение ко всему ряд технологий начинает требовать также уменьшенной задержки сигнала, то есть сокращённого времени между запросом клиента и ответом сервера, которое зависит не только от самого сервера, но и от реакции канала связи с ним. К таким технологиям можно отнести некоторые медицинские, например, различную аппаратную дистанционную диагностику и т.п. Набросаем сюда ещё такие требовательные к задержкам сигнала технологии, как тактильный Интернет, дополненную реальность и беспилотный транспорт. Если реальный пинг в 4G около 30 мс, то в 5G он обещает быть в 10 раз меньше.
В дополнение к вышеперечисленному, 5G может бесперебойно работать в быстродвигающемся транспорте. Технология 4G поддерживает работу при скоростях до 200 км/ч, и даже поезд Сапсан превышает эту скорость на сегодня только на одном участке (на трассе Москва — Санкт-Петербург между Окуловкой и Мстинским мостом может развивать до 250 км/ч). Но в будущем скорости будут увеличиваться (уже сегодня многие Французские, Китайские и Японские поезда разгоняются свыше 400 км/ч).
И ещё одна немаловажная особенность — из-за более частого расположения антенн базовых станций и, как следствие, снижения мощности излучения, требующегося для обмена данными, 5G позволит экономить батарею и снизить уровень излучения вашим телефоном.
Опасность для здоровья
Любое электромагнитное излучение вредно. Вопрос только в уровне этого вреда. Особенно, когда этот вред сравнивается с другими вредными факторами сегодняшней окружающей среды. Например, ультрафиолетовое излучение, идущее от Солнца, намного более опасно, поскольку приближено к рентгеновскому, и может обладать способностью к ионизации.
Существуют международные нормы на предельный уровень электромагнитного излучения, а также нормы, принимаемые внутри каждой страны. Замечу, что Российские нормы одни из самых строгих, и сотовые операторы и производители телефонов и оборудования обязаны их соблюдать. Соблюдают ли? Зная реальность, выражусь осторожно — стараются )))
Согласно спецификации 3GPP TS 38.104 v.16.3.0 от 08.04.2020 (глава 5.1, таблица 5.1-1), 5G будет работать в двух диапазонах: FR1: 410 МГц — 7125 МГц и FR2: 24250 МГц — 52600 МГц. Первый диапазон перекрывает диапазон существующих поколений. У людей же вызывает особое опасение второй диапазон. Это миллиметровые волны. Многие считают, что тот же диапазон используется в микроволновке и боятся этого. Так вот— нет! Большинство бытовых СВЧ-печей работает на частоте 2450 МГц, а это как раз соответствует первому диапазону!
Радиоволны сотовых вышек любого поколения попадают в спектр неионизирующего излучения, а это не то излучение, которое может повредить ДНК и служить возможной причиной возникновения рака. Единственное из известных биологических влияний радиоволн на человека — это разогрев тканей. Чрезмерное воздействие радиоволн на тело приводит к разогреву всего тела, в том числе, и до опасных уровней. Местное же воздействие может повредить кожу или роговицу.
Однако влияние и глубина проникновения волн в человеческое тело уменьшаются с увеличением частоты излучения. Поэтому высокие частоты даже безопаснее — миллиметровые волны вообще не проникают вглубь организма, а отражаются или поглощаются в самом верхнем слое кожи.
Несмотря на то, что миллиметровые волны уже давно используются во многих областях, следует всё же признать, что их влияние при использовании в телекоммуникациях не так хорошо изучено, как влияние первого диапазона. Но в целом, этот диапазон выглядит более безопасным.
Первые медицинские исследования возможного влияния электромагнитного излучения на здоровье начались почти 60 лет назад, и буквально тысячи исследований за это время сообщили об отсутствии риска или неубедительных результатах. В относительно малом числе исследований было заявлено о неких доказательствах наличия риска, однако эти исследования не удалось воспроизвести, а воспроизводимость является ключевым фактором правильного научного подхода.
Подытоживая, можно с осторожностью констатировать, что использование более высокочастотного диапазона даже более безопасно, чем использование существующих диапазонов.
Для подготовленного читателя я написал более подробную статью про опасность/безопасность 5G. Статья большая, для пытливых умов будет интересна.
Как будет выглядеть 5G
По факту, мы будем видеть помимо привычных нам уже вышек с антеннами и гроздями оборудования — более компактные системы миллиметрового диапазона, которые будут располагаться гораздо чаще, чуть ли не на каждой остановке общественного транспорта, фонаре, крыше здания и т.п. Однако мощность их излучения будет, конечно, намного ниже.
Антенны миллиметрового диапазона имеют небольшой радиус действия. Миллиметровые волны не проходят сквозь препятствия, поэтому антенну придётся ставить в каждую подворотню. Городская сеть подразумевает расстояние между антеннами около 100 метров.
Ещё одной отличительной особенностью антенн 5G является переменная направленность излучения. Эти антенны рассеивают свою мощность не равномерно по всему сектору, а несколькими (например, 256) лучами, каждый из которых направлен в сторону текущей максимальной концентрации трафика.
Когда?
Коммерческий запуск сетей 5G в России планировался в 2022–2023 годах. В Москве уже приступили к тестированию 5G. Департамент информационных технологий Москвы и крупнейшие операторы сотовой связи договорились о запуске основных пилотных зон. У каждого оператора — своя территория. Пилотные сегменты уже запущены на Тверской улице, ВДНХ и территории спортивного комплекса «Лужники».
За время тестирования операторы отрабатывают сценарии взаимодействия 5G с сетями предыдущих поколений, изучают возможности новой сети, ее функциональность и возможные сервисы. Также совместно с технологическими компаниями планируется показать практические применение 5G-технологий с сферах умного транспорта, тактильного интернета и других.
Вместе с тем, как пишут Известия, финансирование работ по расчистке частот для строительства необходимой для 5G коммерческой инфраструктуры могут приостановить. Большую часть этих средств могут направить в резервный фонд правительства. Кроме того, около 500 млн рублей могут быть перенаправлены на финансирование доступа малых городов ко второму мультиплексу цифрового ТВ.
Так что следим за новостями, а смартфоны с 5G покупать не торопимся.