Пока весь прочий старается обеспечить свое население уверенными 4G-покрытием, правительство Китая активно строит вышки стандарта 5G: по данным на 2022 год в Китае было построено 1,43 млн вышек стандарта 5G, что составляет 60% от общего числа подобных точек по миру. Но правительство Поднебесной уже говорит о необходимости разработки и принятия стандарта следующего поколения, сообщает издание China Daily.
При этом правительство Китая продвигает высокоскоростной мобильный доступ к Сети не только в пользовательском, но и в промышленном сегменте: в период с 2021 до 2025 года к сетям 5G планируется подключить более 10 000 заводов по всей стране.
Повсеместная модернизация мобильных сетей — непрерывный для Китая процесс. По подсчетам компании Ericsson, среднемесячное потребление трафика на одного человека в мире уже перевалило за отметку 15 Гб (данные за июль-август 2022 года), а к 2027 году эта цифра вырастет до 40 Гб на душу населения.
Важно понимать, что в эти подсчеты включены младенцы, старики, жители стран третьего мира и полярники, использующие спутниковую связь. Еще одна статистика неумолимо свидетельствует о том, что основную нагрузку примут как раз мобильные сети: рост потребления трафика со смартфонов неуклонно растет, тогда как его доля для персональных компьютеров и ноутбуков в последние годы снижается.
Если в начале 2010-х просмотр онлайн-видео в качестве 1080р на мобильном устройстве был для процессорного чипа смартфона непосильной задачей, то теперь смартфоны справляются с этим кейсом без особых проблем. Также падает доля персональных компьютеров и ноутбуков, а в некоторых регионах многие активные пользователи мобильного интернета вовсе никогда не видели персональной рабочей станции (например, Индия).
Китай же продолжает активно урбанизироваться, а рост благосостояния населения приводит к все большим и большим инфраструктурным вызовам, которые нужно решать.
Реальность такова, что текущие передовые форматы связи и протоколы передачи данных уже устаревают в контексте потребностей Китая. И если проблему избыточной нагрузки на сетевую инфраструктуру и дата-центры в часы прайм-тайм можно решить доведением новых линий оптоволокна на критические узлы, то с форматами беспроводной связи все намного сложнее.
Пиковая пропускная способность канала 5G согласно стандарту, составляет 3,6 Гбит/с, но это чисто лабораторные показатели. Как являются лабораторными и рекорды, поставленные компаниями Samsung в 2021 и парой Samsung и Qualcomm в 2022 году в 5,23 и 8,08 Гбит/с соответственно. В реальных условиях даже гигабитный канал — уже успех, так как тут вступают в действие внешние факторы, помехи, препятствия и прочие проблемы, ведущие к засорению диапазона и затуханию сигнала. Исследование SpeedTest за 2021 год вообще говорит о том, что сети 5G, развернутые в Германии, еле-еле выжимают для своих абонентов 200 Мбит/c на пике, а средние показатели меньше и этого значения. Впрочем, и спустя два года картина не сильно изменилась.
По данным мониторинга Китайской академии, в Поднебесной со средней скоростью 5G-соединения немного лучше, но до паспортных 3,6 Гбит/с невероятно далеко; средняя скорость интернет-соединения по новому стандарту на скачивание составляет 338 Мбит/с, что лучше, чем в той же Германии, а на загрузку в сеть — 70 Мбит/с. Это почти на порядок лучше, чем у станций 4G, которые дают канал, примерно, в 30/20 Мбит/с на скачивание/загрузку, но все еще недостаточно в условиях лавинообразно растущего спроса населения и промышленности на мобильную связь.
Для Китая вопрос быстрого интернета критичен, так как государство активно продвигает цифровизацию на производствах и работает с Big Data, что требует постоянного обмена данными между десятками тысяч отдельных точек, устройств и серверов. Также не стоит забывать и о системе персонального рейтинга, что была внедрена в Поднебесной и работа которой обеспечивается масштабной сетью CCTV и прочих умных камер, которые фиксируют и передают данные на анализ в режиме реального времени. Вся эта передовая инфраструктура вкупе с мобильным телефоном в кармане каждого жителя создает колоссальную нагрузку на интернет-инфраструктуру страны.
Разработка стандарта 6G, в теории, может решить ряд проблем Китая, но лишь частично. Все еще стоит вопрос о диапазонах, которые надо будет как-то выцарапать из лап военных (а в текущих исторических условиях армии по всему миру делиться не захотят и заставить их будет проблематично), но хуже всего дела обстоят с физикой.
Каждый последующий стандарт увеличивает частоты и снижает длину своей волны; обычная сотовая связь работает в диапазоне от 900 до 1900 МГц, 4G — около 2600 МГц (до 5000-6000 МГц), а 5G — свыше 24000 МГц.
Это уже миллиметровые (1-10 мм) волны, против 0,19-0,33 м длины волны у обычной сотовой связи, а значит, и степень затухания на препятствиях и в условиях городской застройки намного выше. Кажется, что дальнейшее увеличение частот не приведет к значительному улучшению связи из-за факторов среды, но это не мешает Китаю вести собственную разработку в террагерцовом диапазоне. Международный консорциум союза электросвязи принял в 2020 году установочный документ, который оглашает намерения в разработке, однако пока далее концепций и базовых прототипов инженеры пока не продвинулись. Можно сказать больше: пока даже не существует единого видения будущего стандарта 6G/NET-2030. Единственное, в чем сошлись специалисты — диапазон скоростей передачи данных от 100 Гбит/с до 1 Тбит/с и работа в гигагерцовых частотах. Последнее возвращает нас к вопросу физики и плотности покрытия базовыми станциями, которая уже в случае стандарта 5G нужна немалая. Предполагается, что в 6G будет использоваться технология пространственного кодирования сигнала MIMO, что по сути своей, является просто технологией бесшовного мульти-подключения сразу к нескольким имеющимся в зоне доступа базовым станциям, объединенных единым ресивером. При этом не должна вырасти задержка, что тоже является непростой инженерной задачей.
Как инженеры будут решать все эти проблемы — пока непонятно. Особенно, если учесть малую эффективность современных сетей 5G, которые даже близко не подошли в реальных условиях к своим паспортным значениям. Однако исследователи из Юго-восточный университета провинции Цзянсу уже ведут работу над своей системой 6Genesis. Проект закрытый, информации о нем практически нет. Уверенно можно утверждать только две вещи. Первое — все разработки стандарта 6G (как глобального, так и внутрикитайского) щедро финансируются правительством. Второе — 40% патентов, касающиеся 6G-связи принадлежит Китаю или китайским компаниям, а работу в этом направлении они частично начали еще в 2015 году. Вполне вероятно, что следующий стандарт передачи данных для мобильных сетей и устройств придет к нам именно из Поднебесной.
