Четыре миллиарда человек на Земле не подключены к интернету. В основном это жители развивающихся стран. По данным Международного союза электросвязи (от английского International Telecommunication Union, ITU), когда появится возможность выйти в интернет, эти люди, скорее всего, воспользуются смартфоном, нежели персональным компьютером. Связано это с тем, что мобильный интернет становится доступнее проводного, часто оставаясь единственно возможной технологией доступа.
Согласно исследованиям компании Ericsson, к 2020 году смартфоны будут у 6,1 млрд жителей планеты, а 150 млн человек станут абонентами 5G сетей к 2021 году. Как предсказывает ООН к 2020 году в мире будет около 7,7 млрд жителей. Месячный трафик составит почти 14 тысяч терабайт данных, сейчас — около полутора тысяч терабайт.
Перед производителями и операторами находится огромный рынок, который они, по сути, только начали осваивать. Конкуренция будет только усиливаться, форсируя появление новинок, более мощных и «продвинутых». Потребуются и новые возможности для сетей, которым надо обслуживать такое количество абонентов и трафика, более того — появится необходимость в сетях следующего, пятого поколения.
Что такое сеть пятого поколения?
Перед телекоммуникационным сообществом стоит задача создать качественно новую технологию мобильного доступа в интернет. Она должна обладать исключительно высокой скоростью доступа, чтобы передавать 4K видео онлайн. Исключительно малой задержкой, чтобы было возможно проводить медицинские манипуляции на расстоянии. Также на нее возлагают большие надежды в деле развития интернета вещей (от английского Internet of Things, IoT) и машинно-машинного взаимодействия (от английского Machine-to-Machine, M2M). Специалисты консалтингового подразделения Cisco IBSG считают, что количество подключенных устройств к 2020 году превысит 40 млрд штук. Интернет вещей станет сегментом Всеобъемлющего интернета (от английского Internet of Everything, IoE), к которому также будут подключены люди, процессы и данные. IoE предполагает, что управляемость, контролируемость и масштабируемость сети с огромным количеством соединений будет обеспечена интеллектуальными сетевыми функциями.
Это только часть возможностей, которые должны появиться у сетей 5G. Полное описание видения сети пятого поколение постоянно дополняется и расширяется. Ознакомиться с ним можно в «5G White Paper», так называемой «Белой книге», где собраны систематизированные требования для стандартизации и развития сетей пятого поколения. Этим занимается Next Generation Mobile Networks (NGMN) — альянс операторов мобильной связи, поставщиков, производителей и научно-исследовательских институтов телекоммуникационной отрасли.
ПОДЕЛИТЬСЯ
В Украине недавно состоялся тендер 3G частот, и крупнейшие сотовые операторы начали обновлять сети. Тем временем мировое сообщество готовится вводить 5G формат связи. Спецификация этого стандарта пока еще не ратифицирована, однако тестовые подключения уже начались.
5g_002
Пришествие смартфона
Четыре миллиарда человек на Земле не подключены к интернету. В основном это жители развивающихся стран. По данным Международного союза электросвязи (от английского International Telecommunication Union, ITU), когда появится возможность выйти в интернет, эти люди, скорее всего, воспользуются смартфоном, нежели персональным компьютером. Связано это с тем, что мобильный интернет становится доступнее проводного, часто оставаясь единственно возможной технологией доступа.
Согласно исследованиям компании Ericsson, к 2020 году смартфоны будут у 6,1 млрд жителей планеты, а 150 млн человек станут абонентами 5G сетей к 2021 году. Как предсказывает ООН к 2020 году в мире будет около 7,7 млрд жителей. Месячный трафик составит почти 14 тысяч терабайт данных, сейчас — около полутора тысяч терабайт.
Перед производителями и операторами находится огромный рынок, который они, по сути, только начали осваивать. Конкуренция будет только усиливаться, форсируя появление новинок, более мощных и «продвинутых». Потребуются и новые возможности для сетей, которым надо обслуживать такое количество абонентов и трафика, более того — появится необходимость в сетях следующего, пятого поколения.
5g_003Что такое сеть пятого поколения?
Перед телекоммуникационным сообществом стоит задача создать качественно новую технологию мобильного доступа в интернет. Она должна обладать исключительно высокой скоростью доступа, чтобы передавать 4K видео онлайн. Исключительно малой задержкой, чтобы было возможно проводить медицинские манипуляции на расстоянии. Также на нее возлагают большие надежды в деле развития интернета вещей (от английского Internet of Things, IoT) и машинно-машинного взаимодействия (от английского Machine-to-Machine, M2M). Специалисты консалтингового подразделения Cisco IBSG считают, что количество подключенных устройств к 2020 году превысит 40 млрд штук. Интернет вещей станет сегментом Всеобъемлющего интернета (от английского Internet of Everything, IoE), к которому также будут подключены люди, процессы и данные. IoE предполагает, что управляемость, контролируемость и масштабируемость сети с огромным количеством соединений будет обеспечена интеллектуальными сетевыми функциями.
Это только часть возможностей, которые должны появиться у сетей 5G. Полное описание видения сети пятого поколение постоянно дополняется и расширяется. Ознакомиться с ним можно в «5G White Paper», так называемой «Белой книге», где собраны систематизированные требования для стандартизации и развития сетей пятого поколения. Этим занимается Next Generation Mobile Networks (NGMN) — альянс операторов мобильной связи, поставщиков, производителей и научно-исследовательских институтов телекоммуникационной отрасли.
5g_0045G шагает по планете
Стандарт для пятого поколения связи еще не утвержден, однако появляются сведения о том, что в разных уголках мира начинаются тестовые или опытные подключения к сетям 5G. Примечательно, что во многих проектах принимает участие шведская телекоммуникационная компания Ericsson, не отстают от нее китайские ZTE Corporation и Huawei. В мире определилось три мощных «кластера», где развитие сетей следующего поколения — это приоритетная задача. Это Европа, Северная Америка и Азия — ее Юго-Восточный регион, Япония и Китай. Кроме того, есть упоминания о внедрении 5G в других странах — Австралии, Бразилии, России.
Кроме того, в феврале 2016 года в Испании состоялась выставка Mobile World Congress, на которой многие производители подняли тему технологии 5G и поделились своими новостями относительно новых разработок, а также рассказали о планах по внедрению передового стандарта.
* Дальнейшее разделение по регионам условное, так как проекты ведутся транснациональными корпорациями.
Европа
В конце августа 2015 года стало известно, что на севере Нидерландов, в деревне Лопперсум пройдут испытания технологии передачи данных пятого поколения. Проектом занимаются ведущие телекоммуникационные предприятия Голландии и мира: Ericsson, Huawei, TNO и KPN. Примечательно, что люди поселения не смогут пока пользоваться новой технологией. Экономический совет провинции Гронинген, где находится деревня, решил привлечь инвесторов в регион и сделать местность, подверженную землетрясениям, более привлекательной.
Шведско-финский сотовый оператор TeliaSonera планирует развернуть сети пятого поколения в Стокгольме и Таллинне уже в 2018 году. В запуске также примет участие компания Ericsson. Как отмечают специалисты, благодаря совершенно новой экосистеме интернета вещей, основную выгоду от 5G технологий получат предприятия промышленности, использующие высокие технологии.
Hutchison Drei Austria, крупный оператор мобильной связи Австрии, привлек ZTE Corporation для строительства в Европе первой площадки для испытаний технологий связи пятого поколения в сетях 4G, так называемый Pre5G. Этот проект поможет понять, как работать со всплеском трафика в сетях операторов. В рамках этого сотрудничества будет использоваться базовая станция от ZTE Corporation под названием Pre5G Massive MIMO, которая уже прошла эксплуатационные испытания и в этом году начнется ее коммерческая эксплуатация.
Финская Nokia рассчитывает начать производство собственного телекоммуникационного оборудования уже в 2017 году. Тогда полноценное функционирование сетей пятого поколения станет возможным уже в 2020 году, когда спрос на оборудование значительно увеличится. Руководство компании взяло за основу анализ развития сетей 4G, которые начали приносить прибыль только в середине 2015 года, хотя анонс о переходе на четвертое поколение состоялся намного раньше.
Не остаются в стороне и разработчики аппаратных платформ. Недавно британская корпорация ARM представила IT-сообществу перспективный процессор Cortex-R8, который можно использовать для создания систем реального времени в сетях 5G. Новый 28-нм процессор работает на частоте свыше 1,5 ГГц, обладает энергоэффективностью 46 DMIPS на 1 мВт и крайне малыми задержками. Такой набор характеристик делает его незаменимым при разработке новых смартфонов, планшетов, IoT-устройств, а также в сетевом оборудовании и высокоскоростных хранилищах данных, особенно при производстве SSD накопителей на основе трехмерной технологии NAND.
Северная Америка
Оператор Verizon начнет тестирование связи пятого поколения совместно с компаниями Ericsson, Intel, Nokia, Qualcomm и Samsung, об этом стало известно во время выставки Mobile World Congress. Как рассказал Эд Чан, вице-президент Verizon, новая технология уже готова к коммерциализации. Пока предстоит этап согласования, а рынок может увидеть 5G уже в следующем, 2017 году.
Другой крупнейший североамериканский мобильный оператор AT&T также заявил о своем намерении сделать технологию 5G доступной среднему потребителю. Было анонсировано, что во втором квартале 2016 года компания в тесном сотрудничестве с Ericsson и Intel проведет лабораторные тесты, а с лета начнутся испытания на отрытом пространстве в городе Остин, округ Тревис, Техас.
Корпорация Google также принимает участие в создании сети 5G. Она проводит испытания беспилотных летательных аппаратов, которые будут обеспечивать доступ к высокоскоростному интернету с воздуха. Исследовательский проект под названием SkyBender ведется на территории космопорта «Америка», в нем задействованы дроны на солнечных батареях и летательный аппарат Centaur. Дроны построены в Google подразделением Titan, бывшим стартапом Titan Aerospace, приобретенным IT-гигантом в 2014 году. В существующих тестах 5G используется 28 ГГц частотный диапазон, который способен передавать данные в 40 раз быстрее, чем существующие 4G технологии. Параллельно с этим развивается проект Loon – беспроводной доступ к интернету из стратосферы при помощи специально оборудованных аэростатов.
Компании Bell Labs и NXP разработали универсальный «всеядный» модем, который может работать с проводным широкополосным интернетом, поддерживает технологии xDSL, а также способен передавать данные через LTE и в сетях пятого поколения 5G. В устройстве используется многоядерный процессор, а также реализована технология XG-FAST 10G DSL компании Bell Labs. По мнению проектировщиков, этот модем сократит капитальные расходы провайдеров и упростит разворачивание сетей, значительно снизив время на разворачивание инфраструктуры.
Азия
Южная Корея, которая в свое время была флагманом по внедрению стандарта 4G, планирует запустить во временном режиме тестовую сеть 5G. Произойдет это в канун Зимней Олимпиады 2018 года, которая состоится в городе Пхёнчан, а займется реализацией проекта компания Samsung. Вообще в Южной Корее развитие новой технологии связи — приоритет государственного масштаба. Еще в 2014 году Министерство образования, науки и техники сообщило о том, что проинвестирует в разработку 5G порядка 1,5 млрд долларов.
В конце 2015 года NTT DoCoMo, крупнейший японский оператор мобильной связи сообщил о планах начать тестирование технологии пятого поколения в полевых условиях. Для этих целей DoCoMo будет использовать созданный инженерами Ericsson прототип 5G Ratio Prototypes. В нем учтен практический опыт исследований, полученный в рамках закрытых лабораторных тестов на стенде Ericsson 5G Radio Test Bed. Первый этап этой работы запланирован на 2016 год.
В Китае один из лидеров в области разработки и продвижения нового стандарта — компания ZTE Corporation. В её распоряжении десять исследовательских центров, занимающихся проблемами 5G, которые находятся в Китае, США и в Европе. На исследования и разработки ZTE Corporation постоянно вкладывает большие средства. В 2014 году сумма инвестиций составила 200 млн долларов, в 2015 было запланировано 400 млн долларов. Также был удвоен штат инженеров, которые занимались исключительно вопросами связи пятого поколения. Во время выставки Mobile World Congress инженеры ZTE Corporation и China Mobile представили публике видение архитектуры 5G и на примере действующего прототипа высокочастотной системы продемонстрировали передачу данных на скорости более 10 Гбит/с. В основе технологии лежал принцип концентрирования излучения, или как его еще называют — формирования луча (beamforming). Этот принцип позволяет существенно повысить качество связи и уменьшить интерференцию сигнала.
Еще один китайский разработчик, активно развивающий 5G технологии — компания Huawei. В её портфеле множество крупных международных проектов с такими операторами связи как Deutsche Telekom, Vodafone, Telefonica, TeliaSonera, Etisalat, NTT DoCoMo и другими партнерами в Америке, Европе и Азии. На выставке Mobile World Congress Huawei совместно с Deutsche Telekom представила 5G технологию передачи данных со скоростью 70 Гб/с с непрерывной сегментацией сети. При поддержке China Mobile были продемонстрированы полнодуплексные технологии пятого поколения. В рамках работы выставки Huawei совместно с компанией Rohde & Schwarz была показана новая технология формирования сигнала для сетей 5G. Ещё одно направление исследований — коммуникации Machine-to-Machine в сетях пятого поколения, используемые в автомобилях с искусственным интеллектом и роботах, которые контролируются через облачные технологии.
В Австралии ещё одно достижение компании Ericsson – совместно с местным оператором Telstra планируется запустить сеть пятого поколения во время проведения Игр Содружества наций в 2018 году в городе Голд-Кост. Вначале инженеры австралийского оператора на протяжении полугода будут работать в исследовательских лабораториях Ericsson, где соберут данные и построят математические модели для оптимального использования частот. После этого запланированы испытания сети 5G, которые пройдут в Австралии в реальных условиях.
ЕС и Бразилия, которые сотрудничают по вопросам информации и коммуникационных технологий еще с 2008 года, подписали соглашение, в рамках которого будут развивать сети пятого поколения. Как отметил комиссар ЕС по цифровой экономике и обществу Гюнтер Эттингер, инициатива сотрудничества с Бразилией — новый важный шаг на пути к 5G, ни Европа, ни Бразилия не могут позволить отставать в цифровую эпоху.
Борьба технологий
Пока стандарт связи пятого поколения не принят, крупнейшие игроки телекоммуникационного рынка развивают свои технологии.
Компания Samsung Electronics исследует несколько частот для развития 5G. Есть сведения о том, что на частоте 28 ГГц корейцы смогли достичь скорости передачи данных в 7,5 Гбит/с при неподвижном приемнике. Это значение снизилось до 1,2 Гбит/с когда приемник находился в автомобиле, движущемся со скоростью 150 км/ч. Кроме того, на недавней выставке Mobile World Congress специалисты Samsung Electronics представили уже новую частоту в диапазоне около 6 ГГц. На стенде была показана гигабитная пропускная способность с задержкой менее одной миллисекунды и возможностью передачи по воздуху Ultra HD-видео. Также была проведена еще одна демонстрация — работа радиосистемы миллиметрового диапазона и встроенных в смартфоны множества антенных модулей.
В ZTE Corporation в прототипе 5G используется несущая частота 15 ГГц с полосой пропускания 500 Мб, которая позволяет передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с.
Шведская корпорация Ericsson продвигает для будущих сетей решения, работающие на частоте 15 ГГц. Так, для реализации бесшовного перехода между сетями LTE и 5G в режиме разовой коммутации разработана технология 5G-LTE Dual Connectivity. Это позволит сделать более эффективной одновременную работу двух стандартов связи. Понятно, что сеть пятого поколения не сможет похвастаться полным покрытием, размер сот у 5G передатчиков небольшой, поэтому такой бесшовный переход будет более чем востребован. Вторая технология — 5G Multipoint Connectivity. Благодаря ей устройство пользователя сможет подключаться к двум базовым станциям 5G одновременно, получая данные в несколько потоков при стабильном приеме и высоком качестве связи. Это решение сможет обеспечить поддержку многоуровневых сетей из макроуровня и малых сот.
Кстати, для полевых испытаний новой технологии, инженеры Ericsson разработали суперсовременный телефон 5G. Он буквально напичкан экспериментальными компонентами. Небольшой нюанс — аппарат питается от огромной батареи и весит 150 кг. Его перевозят на большом автобусе, тестируя связь в окрестностях Стокгольма, а ранее в Японии и других странах. Дело в том, что никто не занимался миниатюризацией комплектующих телефона, поэтому он вышел таким массивным и потребляющим много энергии.
Когда уже?
По общему мнению экспертов, технология связи пятого поколения начнет работу в следующем десятилетии, после 2020 года. Вначале появятся передовые «островки», которые будут постепенно расширятся.
Между стандартами связи 1G, 2G, 3G и 4G проходило порядка десяти лет, прежде чем они становились доступными для коммерческого использования. Однако предыдущие технологии не вытесняются полностью новыми, а остаются востребованными достаточно долгое время. Поэтому есть все основания полагать, что с приходом формата 5G остальные форматы еще будут существовать и функционировать. Замена будет происходить постепенно по мере удешевления нового стандарта, ведь важно не только развернуть сеть, необходимо создать условия пользования этой сетью. А это — новые пользовательские устройства, новые приборы для интернета вещей и машинно-машинного взаимодействия. В любом случае, технология связи пятого поколения даст существенный толчок для развития, причем не только телекоммуникационной отрасли, но и других направлений — безопасности, медицины, науки, культуры, экономики.
Удінезе
-:- 
Монца 
-:- 
Реал Сосьєдад 
-:- 
Ліверпуль 
