5G

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

5G (от англ. fifth generation — пятое поколение) — пятое поколение мобильной связи, действующее на основе стандартов телекоммуникаций, следующих за существующими стандартами 4G/IMT-Advanced[1]. Телекоммуникационный стандарт связи нового поколения.

Технологии 5G должны обеспечивать более высокую пропускную способность по сравнению с технологиями 4G, что позволит обеспечить бо́льшую доступность широкополосной мобильной связи, а также использование режимов device-to-device[en] (букв. «устройство к устройству», прямое соединение между абонентами), сверхнадёжные масштабные системы коммуникации между устройствами, а также меньшее время задержки, скорость интернета 1—2 Гбит/с, меньший расход энергии батарей, чем у 4G-оборудования, что благоприятно скажется на развитии Интернета вещей (англ. IoT)[2].

Требования к стандарту[править | править код]

Источник: Emerging Trends in 5G/IMT2020, 2016, ITU.

  • Качество связи
  • Высокая средняя скорость передачи данных — от 1 Гб/с
  • Среднее количество одновременных подключений — 1 млн на км²
  • Задержка — до 1 мс
  • Высокая энергетическая эффективность
  • Безопасность для здоровья человека

По оценкам представителей NGMN, 5G-сети для бизнес-аудитории и рядовых пользователей должны были быть развернуты в 2018 году[3]. Так что, наряду с перечисленными качественными характеристиками, 5G-сети создают новые возможности для пользователей[4], такие как Интернет вещей, а также широкополосные медиасервисы и связь в реальном времени в районах природных катастроф. Поскольку базовые станции и мобильные устройства потребуют для 5G-стандартов новых и более быстрых процессоров и программных приложений, ведущие производители носителей информации, чипмейкеры, такие как Advanced Semiconductor Engineering (ASE) и Amkor Technology, Inc., готовят производство соответствующей продукции[5].

Федеральная комиссия по связи США (FCC) в преддверии выхода на рынок 5G-технологий начала пересмотр действующих 4G-стандартов, утверждённых ITU-T. Так, своим решением 14 июля 2016 года FCC одобрила спектр частот для 5G, включающий частоты 28 ГГц, 37 ГГц и 39 ГГц[6][7].

В опытных сетях скорость передачи данных доходит до 25 Гбит/с (5G), рекордная скорость передачи данных, которая составила 35 Гбит/с, была достигнута в России во время тестирования технологии 5G[8][9].

Технологии 5G[править | править код]

Одной из ключевых технологий для реализации сетей сотовой связи 5G является использование в составе базовых станций многоэлементных цифровых антенных решеток[10] с количеством антенных элементов 128, 256 и более[11]. Соответствующие системы получили наименование Massive MIMO[10][11][12].

Для повышения спектральной эффективности, наряду с пространственным мультиплексированием, в 5G могут использоваться разновидности технологий неортогонального множественного доступа (NOMA) и N-OFDM-сигналов.

Достоинства технологии 5G по сравнению с 4G[править | править код]

* скорость более 1 Гб/с (увеличение в 20 раз по сравнению с 4G)[источник?]

* уменьшение задержки с 40 мс до 1 мс[источник?]

* снижение энергопотребления чипов 5G[источник?]

* на 1 км2 можно одновременно установить 1 млн соединений т.е. примерно 10 000 устройств к 1 базовой станции 5G[источник?]

Недостатки технологии 5G[править | править код]

* типичный размер соты сетей 5G 100-150 м , т.е. расстояние между 2-мя базовыми станциями д.б. не более ~250 м (радиус может быть увеличен при использовании аппаратурой 5G более низких частот для стандарта 4G однако при этом скорость также опустится до скорости 4G)[источник?]

* для высоких скоростей будет требоваться как правило прямая видимость[источник?]

* плохая работа в зданиях[источник?]

История[править | править код]

В июне 2015 года МСЭ разработал план развития технологии и определил её название — «IMT-2020». Высокоскоростной интернет по технологии 5G[13].

Тестирование[править | править код]

  • В июне 2014 года ZTE был первым поставщиком, предложившим концепцию Pre5G, и в марте 2015 года компания запустила базовую станцию Pre5G, объединяющую BBU и RRU на MWC в Барселоне.
  • В России первые тесты технологии Pre-5G проведены в июне 2016 оператором связи «МегаФон» совместно с Huawei. В сентябре МТС при тестировании на канале связи с частотой 4,65—4,85 ГГц была достигнута скорость передачи данных 4,5 Гбит/с[14] при полосе 200 МГц.
  • 22 сентября 2016 года «МегаФон» совместно c Nokia на бизнес-саммите в Нижнем Новгороде запустили мобильный Pre-5G-интернет. В ходе испытаний была достигнута скорость передачи данных 4,94 Гбит/с. Через построенную сеть передавался панорамный ролик в разрешении Ultra HD (7680×4320 точек).
  • 1 июня 2017 года «МегаФон» совместно с Huawei показали возможность передачи данных в сетях Pre-5G со скоростью 35 Гбит/с на частоте 70 ГГц.
  • «Telecom Italia Mobile» планирует в 2018 году запустить мобильную сеть пятого поколения в Сан-Марино, обновив собственную 4,5G-инфраструктуру. Отдельные элементы сети 5G испытываются в Турине и Милане, но в Сан-Марино у оператора больше возможностей пользования эфиром из-за меньшей зарегулированности[15].
  • В августе 2017 года «МТС» совместно с Nokia подготовили технологическую платформу (МГТС 10G-PON[en]) для подключения базовых станций 5G в Москве[16].
  • «Национальный исследовательский институт технологий и связи» (НИИТС) проводит испытания и тестирования сетей 5G на российском оборудовании, занимаясь анализом радиочастотного спектра для стандарта 5G[17].
  • 28 ноября 2017 года узбекистанский мобильный оператор «Uzmobile» совместно с ZTE на базе лаборатории Центра развития телекоммуникаций и персонала завершил лабораторный тест 5G в Ташкенте[18].
  • Первые пилотные зоны сети связи 5G появятся в России в конце 2019 года[19]. Тестовую зону 5G‐интернета планируется протестировать в 2019 году в Москве; площадкой выбрана территория Морозовской детской городской клинической больницы[20].

Внедрение[править | править код]

  • 1 октября 2018 года компания Verizon запустила сеть 5G в США[21][22].
  • 5 апреля 2019 года Южная Корея стала первой страной, которая запустила коммерческие услуги пятого поколения 5G[23]. Стандарт сначала появился в крупнейших городах, в частности, в Сеуле, и за 2019 год будет расширен до 85 % городов.
  • С 17 апреля 2019 года связь 5G работает в 54 местах Женевы, Лозанны, Берна, Цюриха и др. городов Швейцарии. До конца 2019 г. компания Swisscom намерена охватить услугами 5G 90 % населения страны[24].
  • 23 апреля 2019 года было объявлено, что компания China Unicom запустила тестовую сеть связи 5G в семи городах Китая[25].
  • Для реализации системы важно располагать на улице передатчики на высоте выше двухэтажных автобусов. На практике это означает размещение аппаратуры на осветительных столбах, что привело даже к массовым судебным спорам (о цене и праве) в Великобритании[26].

В России[править | править код]

В конце апреля 2019 года заместитель председателя правительства РФ Максим Акимов сообщил, что основная часть работ по расчистке частотного спектра под сети связи 5G будет завершена через 2 — 2,5 года, добавив, что в этот же период в некоторых городах также может начаться внедрение этого формата связи[27]. Максим Акимов оценил создание сетей 5G в 650 млрд рублей[28].

  • 5 июня 2019 года МТС и Huawei подписали соглашение о развитии 5G в России[29]. Торжественная церемония подписания прошла в присутствии Владимира Путина и Си Цзиньпина.

В августе 2019 года Президент РФ Владимир Путин наложил резолюцию «Согласен» на письмо Совета безопасности с отрицательной позицией по выделению частот 3,4–3,8 ГГц для развития 5G в России[30].

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР)[править | править код]

  • РГ 5D МСЭ-R
  • Stanford CIS
  • US SWARN
  • NYU Wireless
  • WIN LAB
  • 5G UK
  • 5G PPP
  • METIS
  • IMT-2020 (5G) Promotion Group
  • 5G Forum
  • MOST 863
  • WISDOM
  • 2020 and beyond
  • НИИТС

Основные стандартизирующие организации сетей 5-го поколения: 3GPP, ETSI, IETF, ITU, 5GPPP, NGMN и IEEE.

Большой вклад в разработку стандартов вносят крупные операторы связи.

Аппаратное обеспечение[править | править код]

Производители сетевого оборудования и оконечных потребительских устройств (базовых станций и абонентских терминалов), поддерживающих работу сетей 5-го поколения.

В конце 2018 года Intel представила модем XMM 8160 с поддержкой мобильных сетей пятого поколения наряду с 5G-модемами от Qualcomm X50, Huawei Balong 5000 и MediaTek Helio M70. Samsung Exynos Modem 5100, представленный в августе 2018 года, является первым в мире модемом 5G, полностью соответствующим спецификациям стандарта 3GPP Release 15 (Rel.15) для мобильных сетей 5G New Radio (5G-NR).

Воздействие на человека[править | править код]

Научные исследования достоверно подтвердили единственное последствие воздействия радиочастот высокой мощности на человека — значительное повышение температуры тела[31]. Однако пока не проводилось надёжных исследований влияния на человека электромагнитного излучения вообще и сетей стандарта 5G в частности[32]. Отсутствие достоверных исследований стало причиной попытки в апреле 2019 года введения моратория на использование стандарта 5G в швейцарском кантоне Женева[33]; позже стало известно, что у представителей кантона нет полномочий введения моратория[34].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. ITU towards “IMT for 2020 and beyond” - IMT-2020 standards for 5G (англ.). International Telecommunications Union. Дата обращения 22 февраля 2017.
  2. Osseiran, A.; Boccardi, F.; Braun, V.; Kusume, K.; Marsch, P.; Maternia, M.; Queseth, O.; Schellmann, M.; Schotten, H. Scenarios for 5G mobile and wireless communications: the vision of the METIS project (англ.) // IEEE Communications Magazine (англ.) : magazine. — 2014. — 1 May (vol. 52, no. 5). — P. 26—35. — ISSN 0163-6804. — DOI:10.1109/MCOM.2014.6815890.
  3. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения 2 марта 2016. Архивировано 5 февраля 2016 года.
  4. 5G Mobile and Wireless Communications Technology. — Cambridge University Press, June 2016. — ISBN 9781107130098.
  5. By Mark LaPedus, Semiconductor Engineering. «Waiting For 5G Technology.» June 23, 2016. Retrieved September 2, 2016.
  6. FCC Approves Spectrum for 5G Advances, USA Today (14 июля 2016). Дата обращения 25 июля 2016.
  7. Leading Towards Next Generation "5G" Mobile Services, Federal Communications Commission. Дата обращения 25 июля 2016.
  8. «Мегафон» поставил новый рекорд скорости в сети 5G
  9. «5G не за горами»: МТС протестировала работу сети на рекордной скорости 25 Гбит/с. MacDigger.ru. Дата обращения 21 апреля 2017.
  10. 1 2 Слюсар В. И. Развитие схемотехники ЦАР: некоторые итоги. Часть 1.// Первая миля. Last mile (Приложение к журналу «Электроника: наука, технология, бизнес»). — N1. — 2018. — C. 72 — 77 [1]
  11. 1 2 Слюсар В. И. Развитие схемотехники ЦАР: некоторые итоги. Часть 2.// Первая миля. Last mile (Приложение к журналу «Электроника: наука, технология, бизнес»). — N2. — 2018. — C. 76 — 80.[2]
  12. Степанец И., Фокин Г. Особенности реализации Massive MIMO в сетях 5G // Первая миля. Last mile (Приложение к журналу «Электроника: наука, технология, бизнес»). — N1. — 2018. — C. 46 — 52.
  13. Топ-менеджер «Мегафона» — о фантастических возможностях скоростного интернета // Lenta.ru, 10 окт 2016
  14. МТС протестировал технологию 5G со скоростью 4,5 Гбит/с
  15. Сан-Марино первой из стран перейдет на 5G // Интерфакс
  16. На рынке участились 5G
  17. Отечественное оборудование готовят к 5G // Коммерсантъ № 193 (6187) от 17.10.2017
  18. UZMOBILE уже тестирует 5G. uzmobile.uz. Дата обращения 9 января 2018.
  19. Минкомсвязь ожидает весной 2019 года решения о создании консорциума для развития 5G
  20. Стал известен срок запуска тестовой зоны 5G‐интернета в Москве | Телеканал 360° (рус.), Телеканал 360°. Дата обращения 30 июля 2018.
  21. Вчера в Хьюстоне, Индианаполисе, Лос-Анджелесе и Сакраменто запустили первую в мире сеть 5G // Популярная механика, 2 октября 2018
  22. Verizon запустил первую в мире коммерческую сеть 5G — но ещё не в Нью-Йорке // brightonbeachnews.com — Новости Русского Нью-Йорка, 2 окт 2018
  23. В конце недели Южная Корея запустит 5G-сервисы, опередив США и Китай. 3dnews.ru (3 апреля 2019). Дата обращения 3 апреля 2019.
  24. Swisscom actionne le bouton et lance le premier réseau 5G de Suisse (фр.) (28 avril 2019). Дата обращения 28 апреля 2019.
  25. В семи китайских городах запустили пилотную сеть связи 5G.
  26. Revealed: 5G rollout is being stalled by rows over lampposts
  27. Основная работа по расчистке частот под 5G будет завершена через 2–2,5 года. www.kommersant.ru (30 апреля 2019). Дата обращения 29 апреля 2019.
  28. Создание в России сетей 5G потребует около 650 миллиардов рублей инвестиций. РИА Новости (20190419T1420+0300Z). Дата обращения 18 мая 2019.
  29. МТС и Huawei подписали соглашение о развитии 5G в России
  30. Путин не отдает операторам популярные частоты для 5G. Он согласился оставить их у военных, 15 августа 2019
  31. Электромагнитные поля и общественное здравоохранение. Всемирная организация здравоохранения. Дата обращения 10 мая 2019.
  32. Что такое электромагнитные поля? | Результаты научных исследований. Всемирная организация здравоохранения. Дата обращения 10 мая 2019.
  33. Aktuell. www.aefu.ch. Дата обращения 10 мая 2019.
  34. S. W. I. swissinfo.ch, a branch of the Swiss Broadcasting Corporation. Swiss cantons lack clout to ban 5G mobile network (англ.). SWI swissinfo.ch. Дата обращения 9 июня 2019.

Ссылки[править | править код]