Наступление сетей пятого поколения уже не остановить. Даже несмотря на множество нюансов с внедрением технологии, пилотные зоны 5G уже появились в России, Китае, США, Франции и других странах. Технологию давно ждали, скорость ее развертывания может быть достаточно высокой — например, уже запустившая в коммерческую эксплуатацию 5G Южная Корея планирует покрыть всю страну за 2–3 года.

Какие перемены несут с собой сети пятого поколения и почему технологию 6G не стоит ждать раньше, чем через 20 лет, в своей колонке для Хайтек+ рассказал Ричард ван Вагенинген, старший вице-президент IMEAR, Orange Business Services.

5G появился как ответ на многочисленные технологические вызовы к существующим технологиям мобильной связи. В частности это тенденция на общее «утяжеление» контента, и, как следствие, необходимость передавать значительные объемы информации, а также развитие таких областей как беспилотный транспорт, телемедицина, Интернет вещей в Индустрии 4.0 и другие. По мнению аналитиков из Ericsson , к 2024 году в мире будет зафиксировано 1,9 млрд подключений абонентов сети пятого поколения. Эксперты также прогнозируют, что около половины населения Земли через пять лет будут жить в зоне действия 5G.

Почему 5G технологии так важны?

5G — не просто очередное небольшое усовершенствование уже существующих сетей связи. Это качественно новая технология, которая позволит модернизировать бизнес-модели многих компаний во многих отраслях.

5G позволяет добиться следующего:

• В 20 раз увеличить пропускную способность каналов связи. Это позволит обмениваться большими объемами данных в считанные секунды. Пиковая скорость в сетях 4G достигает всего лишь 1 Гбит/с, а для 5G — 20 Гбит/с. Это значит, что один и тот же файл — например, фильм в высоком качестве — вы сможете скачать в 20 раз быстрее.
• Минимизировать помехи. 5G позволяет использовать новые диапазоны частот, которые сейчас почти свободны. Минимальные помехи обеспечат бесперебойную работу каналов связи.
• Network slicing. Мобильные операторы смогут разворачивать изолированные друг от друга сети, которые можно использовать для разных задач. Например, обеспечение связью пользователей, работа с Интернетом вещей (IoT), передача «тяжелого» мультимедийного контента и т. п.
• Создать единую IoT-экосистему с миллионами подключенных устройств.
• Уменьшить задержки с примерно 10 мс в случае 4G до 1 мс для 5G. Это критически важный момент для многих сфер, включая бизнес, технологии, науку.

Моментальная скорость передачи данных важна не только, когда вы скачиваете фильм. Это необходимо для отраслей, где надо работать с данными в режиме реального времени: телемедицина, беспилотные автомобили, удаленное управление промышленными системами и т. д. Пятое поколение связи открывает для бизнеса и науки новые возможности.

Еще одно важное отличие 5G связано с модулями связи. Сейчас специалисты как раз разрабатывают более экономичные чипы, в частности, для IoT-устройств, которые потребляют гораздо меньше энергии, чем аналогичные 4G-модули. Следовательно, автономный режим работы устройств с аккумуляторами будет увеличен. По словам руководителя Synchronoss Technologies Гленна Лари, аккумулятора в IoT-девайсах позволят увеличить срок службы гаджетов интернета вещей с 1 года до 10.

Что 5G изменит в жизни и бизнесе?

Обычные пользователи тоже оценят возможности сетей пятого поколения: можно будет практически мгновенно скачивать файлы, без сбоев и помех проводить видеотрансляции в высоком разрешении, смотреть онлайн-видео без буферизации, а у бытовых IoT-устройств появится больше функций.

Тем не менее, сильнее всего 5G повлияет на бизнес и городскую инфраструктуру. Здесь мы можем ожидать кардинальных перемен в следующих отраслях:

Транспорт. Качество связи — критически важный вопрос для беспилотников. Рассмотрим пример с автономным умным автомобилем, который самостоятельно передвигается по дороге общего пользования. Такое транспортное средство должно постоянно отслеживать дорожную ситуацию вокруг с помощью собственных систем бесперебойной связи. 5G позволит робомобилям мгновенно реагировать на изменения в динамике транспортного потока и избегать опасностей. Соответственно, снизится количество пробок и станут реже происходить ДТП.

Умный автомобиль, оснащенный большим количеством датчиков, может генерировать около 4 ТБ данных в сутки. Если хотя бы часть этой информации передавать по существующим сетям связи сети, современные коммуникации не выдержат такого роста трафика — просто не хватит пропускной способности. 5G решает и эту проблему.

Над разработкой системы взаимодействия подключенных транспортных средств с использованием сетей пятого поколения работают Renault, Orange и Ericsson. Проект посвящен оценке потенциала технологии 5G для улучшения коммуникации между транспортными средствами и их окружением, включая другие виды транспорта, элементы дорожной инфраструктуры и остальные участники дорожного движения. Появится возможность передавать огромные объемы информации через мобильную сеть, что, конечно, значительно повысит безопасность на дорогах. Основа такой системы — гибридная архитектура V2X (Vehicle-to-Everything, система обмена данными между автомобилем и любыми другими объектами).

Медицина. Телемедицина — популярный тренд последних лет. Уже сейчас врачи консультируют пациентов по телефону, появилась возможность удаленно диагностировать заболевания. С развертыванием сетей 5G доктора смогут даже проводить операции на расстоянии, подключаясь к специальным роботам-хирургам. Например, специалист по опухолям головного мозга из Нью-Йорка сможет провести сложную операцию в Пекине, находясь в собственном офисе. Мгновенная связь здесь имеет критическое значение.

Удаленная медицина — это не просто интересное новшество, во многих случаях она может стать единственным спасением. Например, при развитии сетей пятого поколения моряки, находясь посреди океана, также смогут получать квалифицированную медицинскую помощь прямо на судне.

Урбанистика. 5G — одно из главных условий развития «умных» городов. Высокоскоростной обмен данными критически важен для работы тысячи умных датчиков, расположенных в разных точках города для сбора информации. Центральная система будет использовать эти данные для прогнозирования спроса на ресурсы (вода, свет, продукты), для оптимальной работы коммунальных служб и для безопасности. Появится и беспилотный городской транспорт. В конечном итоге 5G сделает города более безопасными и экологичными.

Промышленность. 5G будет внедряться, в первую очередь, в тех отраслях, где используются промышленные роботы. Важно, чтобы они мгновенные реагировали на задаваемые им команды. С сетями пятого поколения роботов можно будет использовать удаленно или с автономной системой управления.

Подобные проекты реализуются уже сегодня. Например, автономная роботележка MIR200. Она передает видеопоток оператору, и тот в сложной ситуации помогает решить проблему. Видео высокого разрешения передается по 5G сети.

Кроме того, в промышленности сегодня активно используются IoT-датчики, контроллеры и сенсоры, которые генерируют терабайты информации в день. 5G позволит без проблем переправлять данные в центральную систему для обработки и анализа.

Внедрением 5G в промышленность занимаемся также и мы (Orange) вместе с компанией LACROIX Group. Сегодня наши специалисты работают над прототипом новейшей системы фабричного производства «Symbiose». В частности, сети пятого поколения позволят внедрить real-time решения дополненной реальности для специалистов по техобслуживанию. Вскоре будут проводиться испытания, включающие развертывание внутренней сети и проверку возможностей подключения к ней устройств и агрегатов объекта.

А что останется неизменным?

Бытовые технологии будут работать практически без изменений — по крайне мере с точки зрения рядового пользователя. Да, мобильные устройства смогут загружать контент быстрее, чем раньше, но это не такие революционные перемены, как в промышленности, транспорте или медицине.

5G может заменить и кабельные каналы связи, но это случится не сразу. Кроме того, операторы связи, скорее всего, предпочтут оставить проводную инфраструктуру, если она нормально функционирует. Логика здесь простая: «не трогай то, что хорошо работает». Плюс ко всему, повсеместная модернизация текущей инфраструктуры на беспроводную связь потребует больших вложений.

Что после 5G?

Несмотря на всю революционность сетей 5G, не стоит думать, что на этом развитие сетевых технологий остановится. Уже сейчас вовсю идет разработка 6G сетей. Так, Международный союз электросвязи организовал фокус-группу FG NET-2030, которая должна сформулировать требования к новой технологии.

В группу разработчиков 6G входят китайский Юго-восточный университет (Southeast University), исследователи из университета Оулу (Финляндия)и других научно-исследовательских организаций. Активно участвуют в процессе разработки и международные корпорации — например,Samsung, LG.

В перспективе 6G увеличит скорость передачи данных до 1 ТБ/с. Частотный спектр — терагерцевый и субтерагерцевый, в то время, как у 5G — гигагерцевый. Переход на шестое поколение связи, как и в случае с пятым, потребует новых архитектур электронных компонентов, новых материалов и технологий энергосбережения.

Сотовые сети шестого поколения помогут объединить практически все электронные устройства с сетевым интерфейсом в единую систему. VR и AR интерфейсы управления устройствами и ПО станут обычным делом. Такая визуализация данных также будет привычной частью нашей жизни.

В эру 6G сотовые операторы, скорее всего, сильно трансформируют свой бизнес. Они превратятся в компании, которые будут обеспечивать связь всего со всем: объектов в квартире, домов, промышленных объектов и т. п.

Однако от развертывания сетей шестого поколения нас отделяет не менее 20 лет. Основные стандарты связи должны быть сформированы к 2030 году, а разработка и запуск в производство чипов 6G и совместимого с ними оборудования потребует больше времени.