Что такое 5G?
Это все те же волны от нескольких сотен до нескольких тысяч МГц. Отличие в кодировке, распределении каналов, сложности оборудования, но волны абсолютно такие же, что были и раньше.
Эволюция Связи: От 1G до 5G
Сокращение "G" в названиях стандартов мобильной связи означает "поколение". 5G представляет собой пятое поколение мобильных сетей, которое стоит рассмотреть в контексте своих предшественников.
1G сети, начавшие свою историю в 1980-х, были аналоговыми, ограничивая скорость передачи данных и функциональные возможности связи.
В первом поколении использовалось частотное разделение FDMA (Frequency Division Multiple Access).
Каждому абоненту выделялась определенная частота из рабочего диапазона, некоторая полоса частот вокруг нее, и все это разделялось интервалами.
2G стандарт, который появился в 1991 году, предоставил цифровую связь, а также ввел SMS и MMS.
Во втором поколении TDMA (Time-Division Multiple Access) все частоты сделали общими, но доступ к ним выдавался по очереди, каждому по 577 мкс.
Получалось так, что все одновременно подключены к базовой станции, но в каждый момент только кто-то 1 пересылает данные, а остальные ждут. И так по кругу :)
2.5G (GPRS) и 2.75G (EDGE) увеличили скорость передачи данных и возможность доступа к интернету.
3G, распространенный в 2000-х, основывался на пакетной передаче данных, делая доступ в интернет стандартом.
В третьем поколении CDMA (Code-Division Multiple Access) ещё интереснее. Все частоты общие, и все одновременно принимают свой и чужой сигнал, но у каждого абонента есть псевдослучайный уникальный код.
4G, запущенный в 2010 году, предоставил высокую скорость передачи данных. Здесь люди уже могли просматривать видео и пользоваться видеосвязью без проблем.
В 4-ом поколении OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) произошла революция.
Производительность сильно выросла, поэтому стала доступна цифровая обработка сигнала. Канал разбили на промежутки в 15 кГц, что дало возможность создавать поднесущие каналы, в которых скорость была меньше, чем в основном.
Создание поднесущих помогло быстро перенаправлять трафик и использовать диапазон без зазоров.
Теперь поговорим о 5-ом поколение, в котором NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access) сдвинули каналы еще сильнее, и они стали перекрывать друг друга. Современная техника научилась справляться с этими вычислениями. Сигналы будут мешать друг другу и перекрываться, но если в них будет хоть какая то различающаяся характеристика, то их по ней можно будет разделить.
Будут ли в 5G огромные скорости?
20 гб/сек будут доступны только в миллиметровом диапазоне, потому что он не так перегружен, и каналы можно сделать шире. Но минус в том, что он не способен огибать препятствия, так что разумнее им пользоваться в местах большого скопления людей.
В остальных диапазонах скорости будут поменьше — около 10 гб/сек, и достигаться они будут настолько хитрыми методами, будто мы обманываем физику :)
С применением технологии Massive MIMO, которая использует Beam Forming или направленный луч, начинается настоящая магия.
В определенном направлении волны будут идти синфазно, тем самым усиливая друг друга. Это позволит не тратить энергию на распространение волн вокруг вышки, а направлять их туда, куда нужно.
Выгода от этого колоссальная! Во-первых увеличивается дальность приема, а во-вторых абонентов, которые находятся под разными углами к вышке, можно подключать к одному каналу, и они никак не будут мешать друг другу. От этого даже растет пропускная способность сети.
Заглядывая в будущее с 5G
5G представляет собой новый стандарт мобильной связи, разработанный Международным союзом электросвязи в 2015 году.
Осваивать 5G стали в 2018 году. Американский оператор Verizon запустил первую коммерческую 5G сеть, которая изначально ориентировалась на домашний интернет, Китай представил тестовую 5G сеть, а Южная Корея протестировала новую технологию во время Зимней Олимпиады.
Революционные возможности 5G
Увеличение скорости передачи данных имеет разнообразные практические применения.
Развлечения. Благодаря высокой скорости передачи данных сети 5G применяются в области облачных игр. Игры стримятся из «облака» с такой скоростью, будто «прослойки» в виде канала передачи вовсе нет. А значит, нет и значительного инпут-лага (задержки в управлении), что критично для гейминга.
Дом. 5G ассоциируется с умным домом и интернетом вещей (IoT) (про который мы рассказывали в нашей предыдущей статье). Сегодня можно найти множество устройств, которые подключены к IoT: лампочки, розетки, замки, колонки, бытовая техника. Чтобы всё работало в единой экосистеме без задержек, нужна хорошая связь с высокой скоростью передачи данных.
Одним из преимуществ 5G является нарезка сети, т.е. создание нескольких подсетей которые никак не мешают друг другу. Например 1 для людей, другая для IoT.
Медицина. С помощью 5G врач сможет делать пациентам УЗИ, находясь за тысячи километров. Доктор будет получать всю информацию вплоть до тактильной, как на настоящем приёме.
Наносит ли вред 5G человеку?
По мнению большинства ученых стандарт 5G вреден для человека не больше, чем любые другие электромагнитные устройства-излучатели.
Мощность излучения 5G вышек не превышает мощности существующих вышек 3G и 4G. Более того, из-за особенностей стандарта сотовой связи пятого поколения затраты энергии смартфона на присутствие в сети 5G снижаются. Вреда от технологии в этом плане даже меньше, чем от предыдущих стандартов.
Кстати, не так давно среди не разбирающихся в теме людей ходили слухи про чипирование.
Люди думали, что вместе с вакциной от ковида будут вводить чип под кожу. Но реальность в том, что таких маленьких чипов просто не существует.
А некоторые вовсе сжигали вышки 5G, думая, что это калечит здоровье и превращает мозг в кашу 🫠
Готовы ли мы к 5G?
Для подключения к сети 5G потребуется смартфон, поддерживающий этот стандарт. Хотя некоторые производители уже выпустили такие устройства, массовый переход на 5G займет несколько лет.
5G технология все еще находится в процессе развития, поэтому некоторые аспекты могут измениться по мере ее совершенствования.
Посмотрим в будущее... 6G?
Не успели мы нормально внедрить 5G, как появились новости о 6G. Ожидается, что 6G будет работать в диапазоне 95 ГГц до 3 ТГЦ. Скорость - более 1 Тбит/с. Пока нет подтверждений, что такая скорость вообще безопасна для человека.
Ещё интересно, что 5G собираются подключать только в 2031 году полностью на отечественном оборудовании, а 6G в 2035…
Что думаете о 5G и 6G? Какое будущее ждет мобильную связь в России?
