Сети 5G: что это?

    Доброго времени суток, хабровчане!

    В этой публикации расскажу о сотовых сетях будущего: как они будут выглядеть, что стоит ожидать.

    Итак, начнем.



    Что вообще такое 5G? Это будущий стандарт мобильных сетей, который выведет их на принципиально другой уровень. Умные дяди из серьезных компаний говорят, что сети пятого поколения появятся примерно в 2020 году. Почему именно в 2020? Сейчас разберемся.



    На рисунке представлено время появления сетей уже существующих поколений. Можно заметить, что между каждыми двумя поколениями разница примерно в 10 лет. Легко сделать вывод, что сети 5G, таким образом, можно ожидать примерно в 2020.

    Какие принципиальные отличия между сетями пятого и предыдущих поколений? Первое, и самое очевидное, это увеличение скорости (как минимум на порядок), снижение задержек, значительное увеличение емкости сети, что необходимо для удовлетворения постоянно растущего спроса на Интернет. Тенденция такова, что в будущем к сети будет подключаться все, что угодно: от разнообразных датчиков до автомобилей.

    Вторым пунктом стоит выделить переход к модели сети, где главным является абонент, а не базовая станция. В существующих сетях абоненту приходится самому подстраиваться под сеть: сигнал слишком слабый – передвинься. В сетях пятого поколения будут применяться умные антенны, способные менять диаграмму направленности в зависимости от потребностей абонентов в конкретных условиях. К примеру, если в соте в данный момент времени обслуживается один абонент, данные для него будут идти по узконаправленному каналу, что повысит отношение сигнал\шум и позволит повысить скорость передачи данных.

    Третий пункт это переход в область миллиметровых волн. Спектральный ресурс ограничен и найти необходимые частоты в традиционных для мобильной связи диапазонах крайне трудно. Естественно, что для значительного увеличения скорости передачи данных потребуются гораздо бОльшие диапазоны частот. Логичным выходом из данной ситуации является переход в область десятков ГГц. Многие знают, что с увеличением рабочей частоты стремительно уменьшается дальность связи, то есть размер соты. Поэтому из третьего пункта можно сделать вывод: сети пятого поколения будут использоваться в местах, где есть спрос на скоростную передачу данных. Полного покрытия ожидать не стоит.

    Следующим пунктом стоит выделить такую технологию, как MIMO. Суть ее заключается в использовании нескольких антенн на передающей и принимающей сторонах. Эта технология появилась еще в спецификациях, относящихся к третьему поколению. В большинстве сетей LTE MIMO работает в режиме 2x2, то есть две антенны на передачу, две на прием. Какие плюсы от этой технологии? В режиме 2х2 данные передаются сразу по двум независимым каналам, что позволяет увеличить скорость передачи почти в два раза. На данный момент существуют смартфоны, поддерживающие режим 4х4. К сожалению, увеличивать число антенн до бесконечности невозможно в силу небольших габаритов смартфонов. Еще одной проблемой является необходимость передачи служебных сигналов от каждой антенны, что снижает эффективность технологии.

    Пятым пунктом необходимо отменить возможную реализацию технологии device-to-device. Нередки случаи, когда абоненты общаются находясь в десятках метров друг от друга. Благодаря применению этой технологии через сеть оператора будет проходить только сигнальный трафик, позволяющий тарифицировать такие вызовы, а сами данные будут проходить напрямую между устройствами. В этом и заключается суть технологии.

    Как же будет выглядеть сеть будущего? 5G сети будут использоваться в местах, где есть спрос на высокоскоростной Интернет, в городах. Для общего покрытия будут использоваться сети предыдущих поколений. Если представить схематично, это будет выглядеть так:



    Над сетями пятого поколения идет работа по всему миру, однако локомотивом является Европа. Средства, выделяемые ЕС на разработку несравнимы с теми, что выделяются в остальных частях планеты. По планам разработчиков к концу 2015 года должны сформироваться требования к стандарту пятого поколения. До этого момента все разговоры о скоростях и других параметрах сетей являются лишь домыслами.

    Предугадывая комментарии «а зачем нужны такие скорости, мне 3G хватает» отмечу, что в будущем ожидаются глобальные изменения в мобильных сетях. Число подключаемых устройств к сети в режиме «always online» будет стремительно расти. Вполне возможен сценарий, когда телевидение перейдет на мобильные сети. Будет своего рода бум, который произошел с появлением передачи данных в сотовых сетях.
    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 29

      –1
      Что то мне подсказывает, что эта статья может отправиться на Гигтаймс…
        0
        Забыли упомянуть что все описанные направления — только обсуждаются в рамках развития существующего стандарта, и будут ли реализованы все, или некоторые, или вообще появится новая концепция — все это пока неизвестно.
        Ну и на картинке были бы уместны не только сроки появления базовых стандартов, но и их развития — 2,5G / 3,5G / 4,5G.

        Фактически текущие сети LTE -Advance уже серьезный шаг в сторону следующего поколения сетей.
          +2
          Хорошо конечно что сети развиваются, но вот «принципиально другой уровень», «бум»… вряд ли, больше похоже на маркетинговые фразы.
          А вот «device-to-device» это действительно вещь, но это может быть интересно с точки зрения обхода оператора вообще (чтобы не платить денег, разумеется:) ) Только что-то мне подсказывает, что прямого программного доступа к этой функции не будет.
            +3
            Надо попросить китайцев сделать такое устройство, чтобы device-to-device не тарифицировался, а то совсем уже офигели: плати за рацию, абонент!
              0
              Вот вот, опередили — связь между своими же устройствами, а плати дяде. Нехорошо выходит.
              +1
              Телевидение было уже в wi-max (4го поколения), который с 2008 года работал в Москве, но как-то не прижилось, боюсь телевидение не доживёт до 2020 года, или точно не будет востребовано пользователями сетей 5го поколения.
              + странно, деньги выделяет ЕС, а изобретают и реализуют самсунги с хуавеями.
                0
                Да, я вот тоже надеюсь боюсь, что телевидение не доживёт до 2020.
                  0
                  Вот увидите, еще как доживет. Даже в мегаполисах сохранится, не говоря уже про пригороды.
                    0
                    К тому времени на бабушкофонах будут доступны все федеральные тв каналы, а после просмотра каждого токшоу 5 минут внутри сети в подарок
                      0
                      К тому времени и бабушки будут другие.
                +1
                Благодаря применению этой технологии через сеть оператора будет проходить только сигнальный трафик, позволяющий тарифицировать такие вызовы, а сами данные будут проходить напрямую между устройствами.

                А за что я буду платить оператору, если я не занимаю его каналы? Не проще ли целиком переключиться на меш-сети тогда?:)
                  0
                  А за что я буду платить оператору, если я не занимаю его каналы? Не проще ли целиком переключиться на меш-сети тогда?:)
                  Увы, но нет.
                  Во-первых, представляете энергопотребление устройства, работающего постоянно?
                  Во-вторых, 5G — это передача данных, голос только бонус. В изолированной меш сети для большинства потребителей просто не будет источника трафика, так что без оператора в том или ином виде не обойтись пока.

                  И да, голос и так сейчас стремится быть бесплатным довеском к тарифам с передачей данных.
                    –1
                    Во-первых, представляете энергопотребление устройства, работающего постоянно?

                    У меня и так устройство постоянно включено, (см. все тупые шутки про андроид ever), так что ничего принципально нового не вижу. Не говоря уж о том, что если я им пользуюсь (общаюсь с соседом за соседним столиком), то девайс тем более включен.
                      0
                      Так вы хотите сделать локальную рацию или всё-таки полноценную глобальную мэш сеть? Если второе, то ваш телефон должен быть активной частью сети, даже когда вы им не пользуетесь.

                      И повторюсь — 5G для передачи данных. Тут пока мэш не работает по озвученным мной выше причинам.
                        –1
                        Еще раз: «У меня и так устройство постоянно включено».

                        А что, мэш-сети не для передачи данных? И почему из мэш не может быть гейт в «обычный», так сказать, интернет?
                          +1
                          Он имеет ввиду, что включен не только экран, но и активно используется процессор для маршрутизации и модем.
                          Итого он проработает часа два-три в активной обстановке.
                          Я не пробовал, но можно поставить торренты раздаваться-качаться и посмотреть на сколько хватит.
                            –1
                            А когда у меня включено то, что в андроиде называется синхронизацией, разве модем не включен? или оно как-то волшебно работает, без участия модема и процессора?:)
                              +2
                              Ну оно раз в несколько минут просыпается же и передаёт данные мелкими пакетами.
                              Это как холодильник, он включается через некоторые промежутки и в среднем подребляет не столько, как с открытой дверцей (Хотя постоянно «включён»).
                                –1
                                Наверняка можно будет и для меш-сетей применять какие-то оптимизации, закрывать периодически дверь этого холодильника.
                    +1
                    По идее, если эта технология каким-то образом сольется с wi-fi (или с будущими расширениями wi-fi), а не останется огороженной в недрах стека сотовой связи, то да, со временем удастся обойти операторов и сделать меш-сети; тогда операторы будут использоваться для туннелей нелокальной связи, а все что в пределах досягаемости — напрямую между пользовательскими устройствами; это же открывает дорогу децентрализованному мобильному Интернету, когда на каждом смартфоне будет крутиться меш-сервер. Хотя, конечно, концентрация людей на территории должна быть достаточно высокой, чтобы это заработало.
                    Надо надеяться что инженеры достаточно умны, чтобы заложить эти возможности в архитектуру, но пока не афишировать эти перспективы.
                      0
                      Всё правильно, только wifi точка будет работать опять же через оператора, но уже другого (и то не факт).

                      Данная технология пригодится если источником контента будет не какой-либо ресурс, а напрямую человек.
                        0
                        Ну так i2p, торренты и подобные вещи. Полезно будет для распространенного контента и в местах высокой концентрации людей (кстати, для стационарных wi-fi роутеров никто не мешает реализовать подобное — а пропихнуть можно будет под видом «домашней микросоты» в роутере).
                        В общем, нужная некая большая открытость со стороны gsm сетей, чтобы они переставали быть технологиями, доступными только для сотовых операторов и сближались с «пользовательскими» технологиями.
                          +2
                          Ну так i2p, торренты и подобные вещи
                          Спрос будет рождать предложение. Пока такого спроса нет и основные трафик-генераторы всем известны. Есть большие сомнения что они так легко сдадутся. Хотя конечно если они возглавят этот процесс, то ещё как взлетит. Но архитектура сложна, от операторов всё равно никуда не деться (как минимум между океанами сигнал не передать. Тут даже океаны не нужны — тупо между городами связности таким образом не всегда можно обеспечить)

                          На самом деле здесь мэш мне кажется для другого:
                          • Обеспечить минимальную задержку, например в играх, если два игрока рядом
                          • Позволить телефонам быть ретрансмиттором в экстренных случаях. Например, абонент А вне зоны покрытия, но в зоне абонента Б, который уже имеет сигнал от оператора. Тогда экстренный вызов пройдёт.
                            0
                            Разумеется от операторов никуда не деться, да и не нужно от них «деваться». К примеру торренты не заменяют web-сайты, это просто разные технологии.
                            Просто может пойти так, что эти фишки будут сразу закрытыми где-то в недрах прошивки gsm модуля, а может — станут открытыми и доступными программно через API основных мобильных ОС. Тогда дело за гиками, которые уже и будут думать как этим воспользоваться. А применений масса, начиная от простейшей рации для юзания в лесу и заканчивая огромными, неподконтрольными правительству меш сетями, охватывающими целые города…
                    0
                    упс, не туда
                      +2
                      Благодаря применению этой технологии через сеть оператора будет проходить только сигнальный трафик, позволяющий тарифицировать такие вызовы, а сами данные будут проходить напрямую между устройствами. В этом и заключается суть технологии.

                      Как-то некрасиво. Ну разве не нае… ово? Рекомендую ознакомиться вот с этим проектом. Поинтереснее чем 5G через контролируемых опсосов с монополизированными расценками.
                        +1
                        Про «device-to-device» и «десятки ГГц» — это только если два человека находятся в зоне прямой видимости. Тут можно возразить, что устройства могут быть многодиапазонными, и использовать для «device-to-device» диапазон с меньшей частотой, однако многодиапазонные девайсы имеют сложности в конструировании, поэтому рискну предположить, что они если и будут, то скорее единичными. А вот тарификация связи «device-to-device», если оно и будет реализовано, то как раз весьма вероятно будет производиться как описано в статье, очевидно операторы такой кусок мимо рта не пропустят просто никак.

                        Что касается лично моего мнения насчёт «5G» — по мне, так скорости LTE это уже невероятно круто. Единственная проблема которую я вижу сейчас — это чрезмерное завышение стоимости услуг операторами и проблема ёмкости сетей, ибо, например, когда со мной в вагоне едут 50 человек с мобильными, интернет уже отнюдь не блещет скоростями «четвёртых поколений».
                          0
                          Какое там 50 человек в вагоне, достаточно встать на Ленинградке в пробку.
                          –1
                          Можно заметить, что между каждыми двумя поколениями разница примерно в 10 лет. Легко сделать вывод, что сети 5G, таким образом, можно ожидать примерно в 2020.

                          Аналитика высшего уровня…

                          Only users with full accounts can post comments. Log in, please.