Эти сумасшедшие 5G-сети уже близко.
У новых технологий всегда есть своя лексика и технический жаргон и модные словечки, которыми лидеры беспроводной разбрасываются слишком беспечно.
Прежде всего, простое определение 5G - это следующее (пятое) поколение сотовой технологии, которое обещает значительно повысить скорость, охват и отзывчивость беспроводных сетей. На сколько быстро? Примерно от 10 до 100 раз быстрее, чем ваша типичная сотовая связь, и даже быстрее, чем всё, что вы можете получить по оптическому кабелю, идущем в ваш дом. (За считанные секунды вы сможете загрузить все серии сезона "Странных вещей").
Дело не только в том, что вы подключаете свой телефон к сети; 5G рассматривается как основополагающая технология, позволяющая автомобилям с автопилотом общаться друг с другом, или людям, которые могут передавать потоковое содержимое виртуальной реальности сверхвысокой четкости в свои гарнитуры.
Ранние сети 5G появятся уже в этом году у операторов связи: Verizon и AT&T, но ожидаются более широкое распространение ближе в 2019-2020 годах, поскольку сетевое оборудование будет модернизировано и выпущены телефоны с поддержкой 5G.
Но, когда хайп и реальность 5G обрушивается на нас уже сейчас, вы начнёте слышать термины, которые не звучат так тарабарщина. Мы постараемся расшифровать для вас самые распространённые из них.
5G NR.
Символы "5G" довольно очевидны (5-е поколение), но NR означает New Radio (Новое радио). Вам не нужно много знать об этом, кроме того, что это название стандарта, вокруг которого сплотилась вся индустрия беспроводной связи, и она появилась только в декабре.
Это важно, потому что это означает, что все находятся в одной теме, когда речь идет о мобильных сетях 5G. На данные момент мобильные операторы всё больше склоняются к применению этого стандарта.
Миллиметровые волны.
Все сотовые сети используют радиоволны для передачи данных по воздуху, со стандартами, использующими спектр в более низких частотных диапазонах, таких как 700 мегагерц. Как правило, чем выше диапазон или частота, тем выше скорость, которую вы можете достичь. Однако следствие более высокой частоты - это более короткий диапазон.
Чтобы достичь этих сумасшедших, высоких скоростей 5G, вам нужен более высокочастотный спектр. Диапазон миллиметровых волн колеблется между 24 гигагерцами и 100 гигагерцами.
Проблема с сверхвысокочастотным спектром, помимо короткого диапазона, довольно банальна - волны приходят разными путями, и на конечное устройство доходят с помехами из-за эффекта интерференции. Такие компании, как Verizon, работают над использованием программного обеспечения и трансляционных трюков, чтобы обойти эти проблемы и обеспечить стабильное соединение.
Sub-6ГГц.
Учитывая, насколько неприятным может быть высокочастотный спектр (см. Раздел "Миллиметровые волны"), есть тренд, охватывающий спектр на гораздо более низкой частоте, чуть меньше, чем 6 ГГц. Дополнительным преимуществом является то, что операторы могут использовать спектр, который у них уже есть, чтобы получать доступ к сетям 5G. T-Mobile, например, имеет полосу частот 600 МГц, которую он планирует использовать в качестве базы для своего развертывания 5G. До появления суб-6 ГГц это было бы невозможно.
По этой же причине вы видите, что больше операторов используют низкочастотный спектр. Но более низкий частотный спектр имеет противоположную проблему - хотя он обеспечивает большую область покрытия, он не имеет такой же скорости и мощности, как миллиметровый спектр волн.
Идеальным вариантом для операторов будет использование смеси двух этих вариантов.
Задержка (латентность).
Иногда этот эффект называют "A LOT". Задержка - это время отклика между нажатием на ссылку или началом потоковой передачи видео на телефоне, отправкой запроса в сеть и ответом сети, а также загрузкой сайта или началом воспроизведения видео.
Обычно задержка не очень большая, но это время может длиться около 20 миллисекунд. С 5G эта латентность уменьшается до 1 миллисекунды это примерно равно длительности вспышки в нормальной фото-камере. Эта отзывчивость важна для таких вещей, как потоковая передача спортивной игры в реальном времени в виртуальной реальности или для хирурга в Москве, чтобы контролировать пару роботизированных рук, выполняющих процедуру в Казани.
Гигабитный LTE.
Вы наверняка уже слышали о гигабитном LTE как предшественнике 5G. В конечном итоге речь идет о гораздо более высоких скоростях в существующих сетях LTE. Работа по созданию сети гигабитного LTE обеспечивает основу для 5G.
Подробнее о Gigabit LTE читайте
здесь.
MIMO.
Это акроним для понятия "множественный ввод, множественный вывод". В принципе, это идея впихнуть больше антенн в наши телефоны и сотовые вышки. Антенны обеспечивают более быструю сеть Gigabit LTE, а компании внедряют так называемый 4x4 MIMO, в котором четыре антенны установлены в телефоне.
Агрегация несущей.
Операторы сотовой связи могут задействовать разные диапазоны радиочастот и связывать их вместе, поэтому телефоны, такие как Samsung Galaxy S8, могут находить и выбирать самый быстрый и наименее перегруженный из доступных диапазон. Это как трехполосное шоссе, на которой автомобили могут выбирать путь в зависимости от того, какая полоса имеет меньше трафика.
QAM.
Это термин, который слишком технический, я даже не потружусь объяснить его нюансы. Он означает квадратурную амплитудную модуляцию. Даже не ломайте голову над этим.
Что вам нужно знать, так это то, что он позволяет трафику двигаться быстрее иначе, чем агрегация несущей или MIMO. Помните, ту аналогию с шоссе? Ну, с 256 QAM, у вас будут большие фуры, перевозящие данные вместо крошечных автомобилей. MIMO, агрегация несущих и QAM уже используются в сетях 4G, но играют важную роль и в 5G.
Формирование луча.
Это способ прямого управления сигналами 5G в определенном направлении, что потенциально даёт вам ваше собственное конкретное соединение. Verizon использует формирование луча для миллиметрового спектра волн, преодолевающего препятствия, такие как стены или деревья.
Не лицензированный спектр.
Сотовые сети все полагаются на так называемый лицензированный спектр, которым они владеют и покупают у правительства. Но переход к 5G приводит к признанию того факта, что существующего спектра уже недостаточно, когда дело доходит до поддержания широкого охвата. Таким образом, операторы переходят в нелицензионный спектр, похожий на вид бесплатных диапазонов, на которых работают наши сети Wi-Fi.
Сетевая нарезка.
Это способность вырезать отдельные полосы спектра, чтобы предлагать конкретным устройствам тот вид соединения, в котором они нуждаются. Например, одна и та же сотовая вышка может предложить более низкое энергопотребление, более медленное соединение с датчиком для подключенного счетчика воды в вашем доме и в то же время давать более быстрое и более низкое время ожидания подключения к автопилоту автомобиля, который перемещается в режиме реального времени.
