Весь мир сейчас соревнуется в разработке 5G, пятого поколения мобильной сети. Хотя 5G последует за 4G и 3G, ученые возлагают на эту сеть значительно больше надежд. Они ожидают, что она будет иной - принципиально иной.
Если вы думаете: "Прекрасно! Мои программы больше не будут тормозить, видеоизображение не будет зависать, и я смогу забыть о вечных паузах в ожидании загрузки страниц", - вы правы. Но это еще не все.
"5G - принципиально новая технология, гармонизирующая радиоспектр", - говорит профессор Рахим Тафазолли, председатель Центра 5G-инноваций, который был основан при Университете Саррей и получает многомиллионное финансирование от британского правительства.
5G обещает сделать возможными "умные города" с постоянной связью между всеми сферами городской жизни, дистанционные хирургические операции, беспилотные автомобили и "интернет вещи".
Так как понять сущность этой интегрированной, сверхбыстрой и всеобъемлющей сети? Похоже, что ключевой здесь является фраза "гармонизация радиоспектра".
Повторим физику: данные передаются через радиоволны. Радиоволны разделяются на полосы или диапазоны различных частот.
Каждый диапазон зарезервирован для определенных коммуникаций - например, навигационных сигналов воздушного и морского флота, телевизионного вещания или мобильной связи. Использование этих диапазонов регулируется Международным союзом электросвязи (МСЭ).
Сейчас радиочастотный спектр несколько загроможден. Появляются все новые и новые технологии и приходится выделять для них очень узкие диапазоны в давно установленных пределах.
Этим обусловлены проблемы со скоростью и надежностью связи.
Чтобы проложить путь для 5G, МСЭ согласилось на существенную реструктуризацию частей радиосети, которые используются для передачи данных; при этом работа действующих коммуникаций, включая 4G и 3G, не будет прервана.
В 100 раз быстрее
5G также будет работать быстрее - намного быстрее.
Профессор Тафазолли теперь убежден, что беспроводная передача данных может осуществляться с молниеносной скоростью 800 Gbps (800 Gb в секунду) - это в 100 раз превышает параметры 5G на современном этапе тестирования.
Когда в 2013 компания Samsung объявила, что испытывает 5G на скорости 1 Gbps, журналисты радостно доложили, что это позволяет загрузить фильм с высоким разрешением менее чем за 30 секунд.
Скорость 800 Gbps позволяет загрузить 33 таких фильма за 1 секунду.
Сеть 5G также должна иметь огромную пропускную способность.
"Ей придется отвечать на растущий спрос в сфере коммуникаций", - объясняет Сара Мазур, глава компании Ericsson Research, одного из ключевых разработчиков технологии 5G.
Ученые прогнозируют, что в 2020 году к интернету будет подключено от 50 до 100 млрд устройств. Чтобы справиться с таким спросом, необходимо будет осуществлять связь в разных частотных диапазонах.
Повышение пропускной способности сети похоже на расширение автомобильного тоннеля. Если добавить полосы, дорога сможет пропустить больше транспорта. А еще эффективнее - нормировать потребление полос, например, назначить отдельные полосы для коротких и для длительных путешествий.
Прогнозируемый огромный скачок в количестве устройств объясняется тем, что сетью 5G будет пользоваться много неодушевленных предметов без участия человека - явление, получившее название "интернет вещи".
Речь идет не только о "разумном контроле" отопления в доме или о легендарном холодильнике, который сам заказывает в интернет-магазине молоко; например, поезд, прибывая на станцию, сможет сообщить вам, где есть свободные места.
Устройства смогут динамично выбирать, каким из трех (пока еще официально не определенных) диапазонов воспользоваться, чтобы избежать перегрузки, объясняет профессор Тафазолли.
"Только когда эти диапазоны будут определены и готовы к использованию, можно будет начинать разработку конкретных устройств", - уточняет г-жа Мазур.
Цель такова, чтобы первый из этих диапазонов был запущен в эксплуатацию ближе к 2020 году, а остальные два - вскоре после этого.
Другая отличительная черта сети 5G - она не должна ломаться.
"Эта связь будет столь же надежной, как в настоящее время оптоволоконная", - утверждает Мазур.
Быстрый прогресс в развитии антенных технологий дает надежду на то, что связь больше не будет внезапно исчезать.
Это очень важно с точки зрения безопасности. Некоторые компании, в частности Huawei из Китая, всерьез рассуждают о том, что 5G позволит использование беспилотных автомобилей, которые будут общаться друг с другом и с объектами на своем маршруте.
Низкая латентность - временная задержка между действием и реакцией - также является критической как для "умного транспорта", так и для "дистанционной хирургии", когда человек на расстоянии руководит роботом делающим сложные операции.
По прогнозу компании Ericsson, латентность связи 5G составит около 1 миллисекунды, что неуловимо для человека и где-то в 50 раз меньше, чем в 4G.
Такие показатели, например, позволят врачам управлять оборудованием и выполнять хирургические операции даже с другого здания и другой географической точки.
Тестовая 5G-сеть
И сколько все это будет стоить? Ericsson и Huawei говорят, что пока не знают.
До перехода на стадию разработки продуктов говорить об этом рано.
Но это не останавливает упомянутые компании в желании похвастаться своими достижениями перед рынком.
В Южной Корее, которая была пионером внедрения 4G, Samsung надеется запустить временную тестовую 5G-сеть на начало зимних Олимпийских игр 2018 года.
Чтобы не отставать, Huawei поспешно готовит свой тестовый вариант к Чемпионату мира по футболу, который состоится в тот же 2018 в России.
Несмотря на такое очевидное соперничество и гигантские исследовательские расходы каждой компании, правда в том, что 5G можно запустить только совместным трудом, к которому все они приобщаются. А это открывает путь беспрецедентным инновациям.
"Ну, пока где-то в 2040-м не появится 6G", - отмечает профессор Тафазолли.
а у вас в стране есть 4g? как долго?
