5G уже на подходе, но что это такое?

Это будет технологическая революция, случающаяся приблизительно раз в десятилетие в сфере беспроводной связи. Звучит здорово и крайне заманчиво, не правда ли? Но что это такое и когда дойдёт до нас? 

«5G» расшифровывается как «пятое поколение» - от английского «5 Generation». Это значение увеличивается на единицу всякий раз, когда меняются технические правила, определяющие внутренние алгоритмы работы сотовых сетей. В результате этого эпохального события население начинает покупать телефоны, соответствующие новому стандарту, а поставщики услуг устанавливают передающее оборудование для обеспечения заявленной скорости.

В эпоху 1G мы могли только общаться, 2G подарил нам текстовые сообщения, 3G добавил мультимедийную поддержку, без которой невозможны всякие видеочаты, а сегодня вся сотовая связь работает в формате 4G – который поддерживает все функции 3G, но увеличил скорость передачи с 14Mbps до 100Mbps, что также можно считать своеобразной революцией. Это последнее на нынешний день поколение перевело в высокое разрешение те же видеочаты и мобильное телевидение. 5G призвано вывести все эти возможности на следующий уровень.

Ожидается, что пользователи получат невероятную скорость передачи данных. Она будет настолько высокой, что сможет конкурировать с оптоволокном, проведённым ныне в большинство городских жилищ. Это от десяти до ста раз быстрее, чем в том телефоне, которым вы пользуетесь сейчас. Однако давайте всё-таки задумаемся, для чего ещё может понадобиться столь быстрая связь. Согласитесь, было бы немного неразумно, если бы она создавалась только для того, чтобы скучающий пользователь загружал любое видео за пару секунд и навсегда забыл о буферизации.

Подключение к 5G обещает уменьшить задержку передачи информации практически до нуля. Это значит, что различные устройства смогут взаимодействовать друг с другом в режиме реального времени. Это поможет серьезно улучшить работу устройств, использующих датчики для принятия тех или иных решений - например, беспилотных автомобилей или промышленных роботов. Получит огромные возможности и медицина. В наше время уже используются хирургические роботы, которыми можно управлять удалённо. С помощью технологий 5G операции, проводящиеся с их помощью, станут гораздо более распространенными и точными.

Системы 5G будут работать с помощью узлов сотовой связи, площадь покрытия которых будет меньше чем у тех, что используются сегодня. Обмен данными между ними и мобильными устройствами будет осуществляться с помощью радиоволн по технологии OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов). Кодирование данных здесь не сильно отличается от того, что используется в 4G, но этого нельзя сказать об используемых частотах.

Сегодня низкочастотный спектр, использующийся в 4G (стандарт LTE), чрезвычайно перегружен, и пытаться увеличить скорость внутри него дело практически безнадёжное. 5G, в свою очередь, может обеспечиваться несколькими видами радиоволн. Допустим, одной низкочастотной и одной высокочастотной. Первая может передаваться уже существующими узлами сотовой связи. Однако кодирование у 5G будет более гибким, а больший размер канала позволит увеличить скорость в полтора раза по сравнению с LTE. Что уже совсем не плохо.

Для многогигабитной, сверхбыстрой скорости будут использоваться более высокие частоты - миллиметрового спектра. Единого стандарта их исчисления сегодня не существует, поэтому давайте определим их как сигналы, передающиеся с частотой выше 24-30 ГГц. Они обладают достаточным спектром для создания каналов с большой пропускной способностью, обеспечивающих очень высокую скорость передачи данных. Основная их проблема заключалась в том, что эти длины волн легко глушатся и могут передаваться лишь на короткие расстояния. Поэтому, чтобы использовать их, нужна новая инфраструктура, то есть более часто расположенные узлы сотовой связи. Чтобы обеспечить 5G, операторам придётся установить сотни и тысячи базовых станций низкой мощности (всего по 2-10 Вт каждая). 

Оборудование, поддерживающее 5G на пользовательских устройствах, уже разработано. В частности, здесь можно упомянуть чип от компании «Qualcomm». Он называется «Snapdragon X55 5G» и представляет собой работающий в миллиметровом диапазоне модем. Помимо 5G, он совместим с форматами связи от G2 до G4. Другие производители также разрабатывают чипы, которые сделают 5G доступным для потребительского рынка. Первые мобильные телефоны, способные поддерживать новый формат, как ожидается, окажутся на полках магазинов уже в конце этого года. Поставщики услуг сотовой связи, по всей видимости, также не будут медлить с созданием требующейся инфраструктуры. Так что начинайте копить деньги на новые устройства. Они вам скоро понадобятся.