5G-связь: чем она отличается от 3G и 4G
Появление в мире сотовой связи 5G обросло странными домыслами и конспирологическими теориями практически во всех странах. Что же на самом деле представляет собой этот новый стандарт сети передающих и принимающих устройств, чем он отличается от 3G и 4G и зачем он вообще нужен?
Стандарты связи и скорость передачи
Стандарт радиосвязи 2G был создан в 1992 году, но пришел в Россию только в начале 2000-х годов, о чем с грустью сообщают специалисты – радиотехники. Тогда все мобильные телефонные аппараты были предназначены для вещания в формате GSM 900 МГц - GSM 1800 МГц, и некоторые более продвинутые модели выходили в интернет. Но даже для загрузки страницы с коротким текстовым сообщением или пересылки картинки в размере не более 5 мб требовалось некоторое время. В этот момент на экране мобильника появлялась графическая информация о работающей системе GPRS, которая при максимальной скорости передачи данных составляла 53,6 кбит/с. Чуть позже появился стандарт Edge, который имеет обозначение E и скорость до 220 кбит/с. И сегодня такой интернет иногда встречается в российских регионах, веб-страницу или загрузку видео он не тянет, но в популярных современных чатах общаться возможно.
Мобильная радиосвязь 3G была разработана в 2000 году и получила название UMTS, она позволила развить скорость передачи данных до 384 кбит/с. Но технический и информационный прогресс уже было не остановить, пока ее внедряли, в 2006 вышел HSDPA, позже появилась даже HSDPA +. Эти стандарты входят в поколение 3.5G и предназначены для скорости до 7,2 Мбит/с и 42 Мбит/с соответственно.
4G — современный стандарт связи для мобильников, которыми пользуется большинство людей во всем мире, начиная с 2009 года. Теоретически у смартфонов последнего поколения есть возможность загрузки со скоростью 1000 Мбит/с и тогда даже очень большие данные могут быть скачаны за считанные секунды. Однако на практике, операторы сотовой связи как в России, так и в Европейских странах, способны предоставить пользователям соединение со скоростью около 100 Мбит/с. Этого достаточно для того, чтобы относительно быстро скачать полнометражный фильм в формате MP4. Но в реальности даже этого почти никто уже не делает. Нет смысла что-то скачивать и засорять устройство, когда всегда найдется возможность просто посмотреть кино онлайн. А молодое поколение вовсе предпочитает короткий видеоконтент – ролики, мемы, которые не являются «тяжелыми». Зачем же тогда нужен стандарт 5G?
Высокая частота – большая скорость и емкость
В Европе одним из первых, кто начал тестирование нового возможного стандарта - Pre-5G, был оператор испанской мобильной связи, поставивший свою базовую станцию в Барселоне в марте 2015 года. В России, в июне того же года, Международный союз электросвязи отрапортовал, что разработал план развития технологии высокоскоростного интернета 5G. В конце апреля 2019 года заместитель председателя правительства РФ Максим Акимов сообщил, что началась основная часть работ по расчистке частотного спектра под сети связи 5G. И что все это значит?
Радиоспектр 4G работает на частотах ниже 6 ГГц. Новому стандарту 5G необходимо использовать крайне высокие частоты в диапазоне от 30 ГГц до 300 ГГц, потому что только так возможно обеспечить большую емкость сети и мгновенную скорость передачи. В России пока еще подобные диапазоны не перегружены существующей сотовой связью, поэтому для 5G нужно выделить новые частоты, разработать к ним технические требования. Передача сигналов на крайне высоких частотах обладает четкой направленностью, они могут передаваться параллельно с другими, низкими диапазонами, не вызывая при этом интерференцию. Но такие частоты передают сигнал в пределах прямой видимости между антенной и приемным устройством, и их энергия вовсе может поглощаться или пропадать во время сильного дождя, тумана или снегопада. Поэтому понадобится очень много станций передач и более точная регулировка их направленности, а также совершенное оборудование.
Соответственно, при работе мобильного устройства в стандарте 5G существенно снижается его собственное радиоизлучение, что весьма хорошо для пользователя. Но разве ради этого начинает свое распространение новый вид связи? Только для того, чтобы обеспечить миллионы пользователей возможностью мгновенно получать любой контент из интернета и общаться в видеоконференциях без имеющейся на сегодня минутной задержки?
Новые возможности
Специалисты Сколковского института науки и технологий, которые в сентябре 2019 года запустили в Москве первую базовую станцию 5G, работающую в диапазоне 4,8 - 4,99 ГГц, заявляют, что им удалось достичь скорости более 300 Мбит/с. Например, это значит, что поезд Сапсан, который сейчас мчится по отечественным железным дорогам не более чем 250 км/час и с большим трудом успевает обеспечивать своих пассажиров интернетом, сможет вообще управляться дистанционно. При этом он будет способен получать и отправлять свои точные навигационные и другие важные технические данные четко и в реальном времени, даже в тот момент, когда разгонится до 350 км/ч.
Медицинская техника, сегодня участвующая в лазерных операциях, которые проводят врачи, сидящие в соседних кабинетах, будет доступна для работы специалистам, например, из-за океана, и опять же без потери драгоценных секунд. Сегодня, благодаря IP-телефонии, сотрудники московского кол-центра могут отвечать на звонки, физически находясь за Уралом, а когда войдет в строй 5G, то несколько рабочих, проживающих там же, спокойно будут управлять станками на заводе, располагающемся, например, в степях Калмыкии. И это далеко не все возможности нового стандарта связи и не фантастика. Более того, уже сегодня среди специалистов идут горячие обсуждения новых возможностей связи 6G.
Несмотря на массовый испуг населения из-за появляющихся вышек 5G, которые некоторые люди связывают с так называемой принудительной «чипизацией», изменение стандартов интернета с улучшением его качества в широком смысле слова – необратимый процесс, и он будет продолжаться в рамках существующего технического прогресса. Появятся ли в мире микропроцессоры, способные моментально считывать физиологическое состояние живого человека, быстро, еще на начальной стадии выявлять в его организме вирусы, онкологические изменения и другие патологии, это вопрос совершенно другой. Но то, что любая, даже самая объемная информация, поступающая, например, одновременно от нескольких десятков миллионов пользователей, теперь будет доступна моментально, а не с учетом времени скачивания, это точно и это — однозначно хорошо.
Линейный вид
