Не успела распространиться сотовая связь третьего и четвертого поколений — 3G и 4G (LTE), как операторы и производители телеком-оборудования обещают начать тестирование сетей 5G уже в следующем году. В конце октября южнокорейская компания SK Telecom заявила, что станет первым провайдером связи пятого поколения: самому популярному в стране оператору удалось передать данные на скорости 19,1 гигабита в секунду, что в тысячу раз быстрее существующего сейчас в Южной Корее 4G. «Лента.ру» разбирается, зачем нам еще одна технология связи и какие принципиальные изменения принесет в нашу жизнь 5G.

Сеть для роботов и людей

Предполагается, что полностью доработанная сеть 5G будет поддерживать обмен информацией на скоростях, в сотни раз превышающих возможности 4G-сетей. Так, в отдельных случаях скорости 5G внутри зданий могут превышать 10 гигабит в секунду; в условиях города речь идет о 100 мегабитах в секунду; в остальных районах, включая малонаселенную сельскую местность как в развитых, так и развивающихся странах, скорости передачи данных должны быть не ниже 10 мегабит в секунду.

Новая технология также позволит абонентам просматривать онлайн-контент, требующий подключения на больших скоростях, например, 3D-фильмы высокого разрешения, прямую трансляцию видео сверхвысокой четкости (разрешение 3840 на 2160 или 7680 на 4320 пикселей в зависимости от стандарта).

Однако 5G — это не просто модификация 4G или более быстрый мобильный интернет. В первую очередь связь пятого поколения должна обеспечить инфраструктуру для автоматизированных аппаратов (например, в сфере m2m — межмашинного взаимодействия), подключенных к интернету автомобилей, беспилотных электрокаров и прочих вещей.

«В отличие от сетей 3G и 4G, под 5G понимается целый комплекс технологий — как существующих, так и новых. Основой решений для мобильного доступа будет развитие технологии LTE, интегрированное с новыми технологиями радиодоступа», — пояснил Георгий Муратов, ведущий эксперт в области мобильного широкополосного доступа Ericsson по Северной Европе и Центральной Азии.

По его мнению, главное преимущество 5G заключается в способности эффективно адаптироваться под широкий спектр требований, предъявляемый новыми приложениями. Так, в 5G возможна безопасная работа приложений с повышенными требованиями к надежности, предназначенных, например, для обеспечения дорожной безопасности, — за счет сокращения времени отклика сетевой инфраструктуры до нескольких миллисекунд.

В погоне за трафиком

Занятые спецификацией 5G исследовательские группы пока считают основным приоритетом не столько предельную пропускную способность сетей, сколько радиус их покрытия и возможность постоянной стабильной работы устройств. Например, одной из целей ставится возможность «вертикальной передачи», то есть способности устройств работать одновременно во многих сетях (включая 2.5G, 3G, 4G, Wi-Fi и другие), мгновенно переключаясь между ними незаметно для пользователя.

«Сеть должна сама выбирать технологию для предоставления услуги в зависимости от того, где пользователь находится, — рассказывает «Ленте.ру» Тьерри Клайн, руководитель программы исследований в области энергообеспечения сетей Bell Labs в Alcatel-Lucent. — Например, если пользователь дома и ему нужно что-то найти в интернете, удобнее использовать Wi-Fi, если нужно сделать звонок — то уже 3G. Сеть адаптируется под запросы пользователя, оптимизирует соединение и выбирает из нескольких вариантов доступа нужный в данный момент. То же касается и приложений: сеть определяет, какое соединение оптимальнее использовать для работы определенного сервиса или приложения».

В октябре важность разработки 5G подтвердили и в Федеральной комиссии по связи США (Federal Communications Commission, FCC). Председатель ведомства Том Уилер подчеркнул, что 5G может потенциально изменить телекоммуникационную индустрию: связь пятого поколения «не только будет лучше, быстрее и дешевле — она станет принципиально иным явлением, чем то, что есть сейчас». При обсуждении некоторые члены комиссии даже критиковали FCC за затягивание сроков обсуждения вопроса 5G.

Внимание ведомства к связям нового поколения прежде всего подвигло нарастающее количество трафика, которое генерируется мобильными устройствами граждан, отмечает The Wall Street Journal. «Технология 4G уже не в состоянии обеспечить поддержку все возрастающему видеотрафику, а сейчас люди все чаще хотят смотреть видео на своих смартфонах«», — резюмирует Клайн. Специалисты FCC уверены, что связь пятого поколения также дополнит емкость мобильных сетей в городах, улучшит связь в крупных зданиях.

Эра интернета вещей

Эксперты ожидают, что сеть 5G обеспечат инфраструктурой аппараты и устройства, которых становится все больше в мире.

«В мире к сети подключены около трех миллиардов человек. Всего на Земле проживает около семи миллиардов, то есть мы примерно на полпути к предоставлению доступа в интернет всему населению. Но если сравнивать эти цифры с количеством автоматизированных аппаратов, то и три, и семь миллиардов — ничто. Сейчас сотни миллиардов или даже триллион устройств могли бы быть подключены к сети. Вот для этого и нужно строить сеть нового поколения», — комментирует в беседе с «Лентой.ру» Маркус Велдон, руководитель Bell Labs и главный директор по технологиям Alcatel-Lucent.

Автоматизация всего и вся постепенно становится реальностью, поэтому встает вопрос о новой технологии, объясняет эксперт. «Когда для вас это станет очевидным, вы сразу поймете, что пора строить такую сеть», — отметил он.

При этом, по мнению эксперта, 5G интегрирует существующие технологии, а не поглотит их. «Нет ничего плохого в LTE или Wi-Fi. Нужно не заменять их, а дополнять, — подчеркивает Велдон. — Например, минус LTE в том, что эти сети непригодны для поддержки постоянного подключения аппаратов». LTE требует постоянной синхронизации устройства с сетью, что повышает его энергопотребление, поясняет руководитель Bell Labs. Из-за этого использование LTE совершенно невозможно для терминалов, которые работают от аккумуляторов.

Никак не договорятся

Эксперты сходятся во мнении, что одной из основных причин, тормозящих разработку технологии, является отсутствие общепринятых стандартов. «Коммерческое применение будет возможно только тогда, когда появятся общепринятые правила по использованию спектра», — сказал Велдон.

Причина в том, что пока никто не может понять, чем же считать 5G. «Нет единого мнения, что же такое 5G, но правительства многих стран уже близки к формированию общего понимания. Все сходятся на том, что это новая структура, которая должна использовать миллиметровые волны», — отметил эксперт.

Кроме того, по его словам, борьба идет и внутри индустрии. «Все борются за свои идеи, которые они считают лучшими. Но нужно дождаться завершения процедур по принятию стандартов, чтобы довести работу над технологией до той точки, когда она будет приемлема для массового рынка и развертывания сети. Поэтому нужно общее соглашение между всеми вовлеченными в процесс сторонами», — поясняет Велдон.

Открытым остается и вопрос о радиочастотном спектре, используемом для развертывания сетей пятого поколения. «Технологии 5G к 2020 году и позднее потребуют значительно большего диапазона частот и более широких несущих в целях поддержки ожидаемого прироста трафика и еще более высоких скоростей передачи данных; и это не считая уже ведущихся поисков новых частотных диапазонов для современных сетей LTE и HSPA», — отмечает Георгий Муратов.

С ним согласны специалисты Huawei — компании, занимающейся производством гаджетов и телеком-оборудования.

«Вопрос необходимости выделения большого количества новых частотных ресурсов для сетей 5G прорабатывается на международном уровне и на уровне национальных регуляторов. Те страны, которые смогут выделить под 5G достаточно частотных ресурсов, позволят своим операторам предоставлять более разнообразные услуги в массовом масштабе, с гарантированно высоким качеством и приемлемой стоимостью», — объяснил «Ленте.ру» Константин Коловский, менеджер департамента маркетинга компании Huawei в России.

Экономический уравнитель

Маркус Велдон в интервью «Ленте.ру» подчеркнул, что в развивающихся странах, где речь не идет даже о 4G, потребность в новой технологии ничуть не меньше, чем в развитых. По мнению эксперта, инновационная инфраструктура может стимулировать развитие бизнеса в этих странах и станет драйвером экономики.

«Возьмем, например, такую ситуацию: у меня хорошее образование и навыки, я умею программировать и хочу создать свой веб-сервис. С ростом бизнеса мне понадобится все большая емкость сети, я смогу платить за высокоскоростное соединение и даже выйти на рынки других стран. Но, живя в стране с недостаточно развитой сетевой инфраструктурой, я не смогу этого сделать. Да, я могу построить бизнес в других странах, но что если я хочу жить и развиваться в своей стране? Мне нужна технология, способная поддержать развитие моего бизнеса именно там, где я нахожусь в данный момент», — поясняет он.

Кроме того, технологии 5G позволят гораздо эффективнее использовать ограниченные частотные ресурсы, снизить себестоимость передачи определенного объема информации, поэтому внедрение технологии целесообразно и в небогатых странах, соглашается Коловский. «Многие сервисы смогут предоставляться только в сетях 5G, и это далеко не только развлечения для индивидуальных абонентов, но и услуги в области образования, здравоохранения, транспорта, промышленности, сельского хозяйства, финансовой сферы и других отраслях, — говорит он. — С учетом того, что фиксированные сети широкополосного доступа в развивающихся странах обычно распространены хуже, чем в развитых, без новых технологий беспроводной связи им не обойтись».

Будущее скоро

Американская Verizon заявила, что уже в следующем году проведет испытания 5G, а к 2017 году представит его коммерческий вариант. Оператор обещает скорость в 30-50 раз выше, чем у существующего LTE в США. В 2020 году сетью пятого поколения планирует обеспечить пользователей австралийская Telstra. Также на 2017 год намечено тестирование сетей SK Telecom, объявившей о своем намерении стать первым оператором 5G.

Южная Корея планирует осуществить запуск коммерческих сетей пятого поколения уже на зимних Олимпийских играх-2018 (при помощи местного оператора KT), а Nokia и японский NTT DoCoMo запустят 5G в Токио для летних Олимпийских игр, которые пройдут в 2020-м.

Однако эксперты сходятся во мнении, что фактическая эра 5G настанет в начале третьего десятилетия XXI века. «Если посмотреть на циклы, в соответствии с которыми разрабатывались технологии 3G и 4G, то в среднем на каждую технологию уходило десять лет. В США стандарт LTE появился в коммерческом использовании в 2010 году. Мы ожидаем, что первый запуск коммерческой сети 5G произойдет не раньше 2020 года», — объясняет Клайн.

До фактического коммерческого запуска 5G будут согласовываться стандарты сети, проводиться эксперименты со спектром и скоростью, лабораторные испытания, рассказывает Маркус Велдон. В 2017 году планируются эксперименты в реальных условиях. Так что эра 5G уже близко.

Ирина Ли