Зачем нужен 5G? Преимущества сетей нового поколения
Для начала ознакомимся с технической стороной вопроса. 5G (или пятое поколение беспроводной мобильной связи) — это набор технических характеристик сотовой сети. В настоящее время согласованные стандарты для 5G выглядят следующим образом:
- Пиковая скорость передачи данных — как минимум 20 Гбит/с нисходящей линии связи (то есть от оператора к абоненту) и 10 Гбит/с восходящей линии связи на мобильную базовую станцию. В целом, это означает 20-кратное увеличение скорости по сравнению с 4G LTE.
- Плотность соединения 5G — не менее 1 миллиона подключенных устройств на квадратный километр.
- Мобильность — 5G позволит абоненту передвигаться со скоростью до 500 км/ч (у 4G — 120 км/ч).
- Энергоэффективность — «спящий» режим базовых станций и сокращение радиуса действия сот в плотных сетях позволят значительно уменьшить энергопотребление.
- Увеличение спектральной эффективности составит по нисходящей линии 30 бит/с/Гц, на линии вверх — 15 бит/с/Гц.
- Задержка в идеальных условиях сети 5G составляет до 1 мс (по сравнению с 20 мс для LTE).
Где будет применяться 5G?
Откровенно говоря, для простого пользователя вполне достаточно 4G — этот стандарт позволяет смотреть потоковые видео и играть в ресурсоемкие игры без существенных неудобств. К тому же, было бы странно, если бы технология, названная революционной, была разработана для применения только в развлекательной сфере (хотя и ее, конечно, не оставили без внимания). На самом деле все гораздо серьезнее, и пятое поколения мобильных сетей охватывает куда более важные сферы жизни, чем просмотр сериалов на Netflix.
Человек с каждым годом потребляет все больше данных. Существующие полосы спектра становятся перегруженными, что приводит к сбоям в обслуживании, особенно когда множество людей пытаются получить доступ к услугам сети одновременно. 5G гораздо лучше справляется с тысячами синхронно подключенных устройств: от мобильных телефонов до датчиков оборудования, видеокамер и уличных фонарей.
С другой стороны, затраты на переход к инфраструктуре 5G будут огромными. Минимальная оценка стоимости строительства и поддержки сетей 5G в России оценивается НИИР в 164 млрд рублей (в США предполагаются затраты свыше 200 млрд долларов в год в течение следующих 5–10 лет, и почти все из них будут оплачены частными инвесторами). А это означает, что такие затраты должны быть оправданы действительно революционными изменениями во всех сферах жизни.
Что же нас ждет в глобальном смысле, когда сети 5G окончательно будут развернуты?
Энергетика и коммунальное хозяйство
Энергетические установки требуют постоянного обслуживания, от этого зависит их правильное функционирование и безопасность. Быстрая и надежная связь 5G позволит непрерывно следить за системами с помощью датчиков (детекторы утечек на трубопроводах и др.). Это значительно сократит потребность во вмешательстве человека и повысит безопасность энергосистем.
5G улучшит удаленный мониторинг энергетических объектов, таких как ветряные электростанции и солнечные фермы
Благодаря масштабному подключению большего числа устройств в рамках растущего Интернета вещей (IoT) энергетические компании смогут работать эффективнее и лучше обслуживать клиентов. Например, использование интеллектуальных счетчиков обеспечит поставщикам и клиентам онлайн-доступ к данным и аналитике потребления энергии, что позволит экономичнее распределять ресурсы. По оценкам Европейской комиссии, к 2020 году будет выпущено уже около 200 млн интеллектуальных счетчиков электроэнергии и 45 млн «умных» газовых счетчиков. При этом рассчитано, что примерно у 72% потребителей в Европе будут интеллектуальные счетчики электроэнергии и у 40% — газа.
Интернет вещей
В настоящее время продукты IoT включают в себя автономные устройства: интеллектуальные термостаты, программируемые дверные замки, лампочки и другие полезные гаджеты. По мере того, как в течение следующих нескольких лет в сеть поступят еще миллиарды устройств, они будут использовать сети 5G для отправки и получения огромных объемов новых данных.
Высокие скорости 5G помогут внедрить системы умного дома повсеместно
Умный дом выйдет за рамки простого включения обогревателей к приходу хозяев и превратится в пространство, которое адаптируется к потребностям каждого члена семьи, обеспечивая безопасность, оптимизируя потребление ресурсов (электроэнергии и воды), а также персонализируя развлечения.
Умные города
В умных городах сверхнизкая задержка передачи данных в сетях 5G будет иметь решающее значение для интеллектуальных энергосистем и подключенной инфраструктуры. Это не только улучшит качество государственных и коммунальных услуг, но и повысит общественную безопасность. Уже сейчас в Барселоне (Испания), Колумбусе (штат Огайо, США) и Сингапуре используются интеллектуальные уличные фонари и датчики, которые отслеживают такие вещи, как качество воздуха, наличие парковочных мест и сбор мусора.
Для обеспечения безопасности в умных городах датчики мгновенно оповещают о произошедших преступлениях
Колумбус, работающий по гранту Министерства транспорта США, уже внедряет и тестирует приложения, которые применяются для снижения пробок, автоматически сообщают о необходимости ремонта дорог и обеспечивают связь между беспилотными автомобилями. Так что, «умные» города — это уже не будущее, а вполне себе настоящее.
Беспилотные автомобили
Tesla способна ездить по городским улицам, пока ее водитель (или, скорее, пассажир) спокойно спит в салоне. Но что будет, если таких беспилотных машин на дорогах будут тысячи?
Использование автономных транспортных средств раскрывает одну из важнейших потребностей современной беспроводной инфраструктуры: на дороге любая секундная задержка может привести к трагедии.
Низкая задержка при передачи данных обеспечит мгновенный обмен информацией между беспилотными транспортными средствами
Способность автомобилей мгновенно реагировать и «общаться» с себе подобными с помощью 5G выведет беспилотные транспортные средства на новый уровень и обеспечит безопасность на дорогах.
Здравоохранение
С прицелом на будущее технология 5G способна повысить доступность медицинских услуг для населения и в целом увеличить продолжительность жизни человека.
Если в настоящее время фитнес-трекеры уже стали нормой, то с полноценным внедрением 5G носимые устройства (не только браслеты, но и умная одежда и обувь) смогут использовать преимущества высоких скоростей передачи данных и позволят врачам дистанционно контролировать и анализировать параметры пациента и даже мониторить, принял ли он лекарство вовремя.
5G в медицине позволит сократить время, необходимое для выявления проблем со здоровьем, и повысить точность диагнозов
5G также позволит реализовать дистанционные консультации для пациентов, которые не имеют быстрого доступа к лечебным учреждениям, например, в городах, удаленных от центра региона. Дистанционные консультации могут применяться также для профессиональной подготовки медицинских работников по всему миру, а использование виртуальной реальности с высокими скоростями 5G поможет студентам-медикам практиковать удаленный уход за пациентами в режиме реального времени.
К революционным направлениям, которым 5G открывает большие перспективы, относится роботизированная хирургия. Ее возможности поистине огромны. Например, оператор-хирург может находиться от пациента на расстоянии многих километров и успешно проводить при этом сложнейшие операции с помощью хирургических роботов, виртуальной реальности и тактильных перчаток.
Сельское хозяйство
Интеллектуальное фермерство — это не просто техническое новшество: оно необходимо, чтобы накормить постоянно растущее население планеты. 5G сможет без перебоев предоставлять данные о хозяйстве в режиме реального времени, и эти новые возможности для мониторинга и автоматизации систем приведут к «умному сельскому хозяйству».
Сельскохозяйственные устройства IoT позволят фермерам производить более точные измерения влажности, состояния почвы и жизненных показателей растений, а также точнее прогнозировать погодные условия. Что касается животноводства, то с помощью датчиков будет осуществляться мониторинг зрелости и контроль за здоровьем скота.
Сельское хозяйство относится к отрасли экономики высокого риска, который можно снизить, используя высокоточный мониторинг
В целом, 5G позволит фермерам отслеживать огромное количество факторов окружающей среды для достижения наилучших результатов в работе.
Виртуальная и дополненная реальность
Развитие 5G, как прогнозируют эксперты, поможет вывести виртуальную и дополненную реальность в массы, сделав технологии доступными широкому кругу пользователей. Быстрые скорости и низкая задержка позволят полностью погрузиться в VR/AR.
Благодаря скорости соединения транслировать VR-контент и играть в VR-игры можно будет где угодно
Кроме того, не стоит забывать, что виртуальная реальность с успехом используется не только в сфере развлечений, но также в образовании, медицине, промышленности, военной и авиационной подготовке.
Когда мы это увидим?
В Великобритании и США основные мобильные операторы уже тестируют сети пятого поколения, а в Японии операторам предоставили бесплатный доступ к 5G-частотам. Как дело обстоит у нас?
Государственная программа «Цифровая экономика» предусматривает устойчивое покрытие 5G во всех крупных городах-миллионниках к 2024 году. В настоящее время Тele2 и Ericsson развернули пилотную зону в Москве на Тверской улице, до конца года готовятся подобные зоны в Санкт-Петербурге и Казани. Что касается коммерческих сетей, то ожидается, что они появятся в России уже через два года.
Есть и сложности. Дело в том, что наиболее подходящий диапазон для быстрого и дешевого запуска 5G (3,4–3,8 ГГц) в настоящее время занят силовыми ведомствами и требует решения об освобождении на государственном уровне.
Преимущества и возможности сетей 5-го поколения поистине огромны. Но, в любом случае, не стоит ожидать молниеносной революции. Ранние развертывания уже начались, и о перспективах 5G знает все больше людей. Однако полностью работающие сети 5G, которые могут поддерживать передовые сценарии использования, все еще находятся в стадии разработки. Что ж, ожидаем невероятного цифрового будущего на высоких скоростях.
Полный текст статьи читайте на zoom.cnews.ru
