По материалам Android Central
Если вы хоть немного следите за новостями из мира телефонов или технологий, то не могли не заметить, что новости о внедрении 5G буквально заполоняют. Для новых смартфонов поддержку 5G называют важным преимуществом, а все операторы рапортуют о сроках внедрения и расширения покрытия сетями 5G. Но что для простого пользователя это все должно означать? Если вкратце, то сейчас этот вопрос актуален только для тех, кто проживает в не таких уж и больших зонах покрытия данными сетями. Эти счастливчики получают более быстрый и более стабильный доступ к сети при условии наличия у них соответствующего оборудования. В России и вовсе пока идут лишь самые начальные этапы внедрения, связанные с необходимостью выделения операторам вещательных частот и получением ими соответствующих разрешений от органов власти. Но ситуация меняется довольно быстро, так что можно взглянуть на картину внедрения 5G в США, чтобы понять, что может ждать нас в недалеком будущем.
Объемы передачи данных растут, как никогда раньше
Хотя темпы распространения 5G остаются высокими, сама технология – это не совсем то, чего люди ожидают. 5G NR означает не просто связь пятого поколения, но и переход на новые частоты передачи данных от вышки связи к телефону абонента. Это не только тот самый камень преткновения российских операторов (данные частоты были изначально заняты армией и другой специальной связью), но и целый ворох технологий, которые требуют различных усилий по внедрению. Так что сама поддержка 5G, заявленная оператором, может для конечного пользователя означать довольно разные вещи. Общее – только обещание большей скорости и емкости сети.
С технической точки зрения, 5G – это следующее поколение мобильной связи. Пока оно в основном является не более чем дополнением к существующей сети 4G LTE, давая возможность нарастить емкость сети в местах, где это необходимо. Есть три категории 5G, которые обусловлены используемой для данной связи частотой. Это низкочастотный и среднечастотный диапазоны, а также миллиметровый диапазон (mmWave). При этом использование низкочастотного и среднечастотного диапазонов называют суб-6 5G. Это означает, что в данном соединении частота менее 6 ГГц.
При использовании любого 5G соединения вы будете получать высокую скорость передачи данных, но только при использовании высокочастотного миллиметрового диапазона будет действительно существенная разница с предшествующими поколениями сетей. В сетях mmWave скорости будут максимальными, но покрытие таких сетей весьма ограничено. Суб-6 5G может похвастаться куда большим покрытием, сравнимым с LTE сетями, но и скорости в нем будут на уровне максимума, достижимого в 4G LTE.
В США все крупные операторы выбрали стратегию сочетания всех трех диапазонов 5G, чтобы получить единую сеть, в которой различия будут основываться на плотности застройки, количестве абонентов и прочих географических факторах.
Что с частотами?
В России пока нет определенности ни с суб-6 5G, ни с миллиметровым 5G NR. Имеющиеся разрешения на использование диапазонов связи для операторов не позволяют внедрять в них технологии 5G для массового пользования, а вопрос с миллиметровым диапазоном даже для тестирования решился только в текущем месяце. В США решили законодательные проблемы, но реального прироста в скорости передачи данных для пользователей не так много. Давайте посмотрим, как американские операторы стали решать свои проблемы.
T-Mobile использует только низкочастотный диапазон 5G, который задействуется на частоте 600 МГц на большинстве вышек оператора. Поскольку на такой частоте достигается максимальный уровень покрытия, то оператор может внедрять 5G без масштабного строительства дополнительных базовых станций. Достаточно провести модернизацию оборудования имеющихся вышек и убедиться в том, что кабельное подключение достаточно надежно для возрастающего потока передачи данных. Другой оператор, AT&T, недавно аналогичным образом запустил 5G, но на частоте 850 МГц. И это объясняет его громкое заявление о готовности к внедрению сетей пятого поколения по всей стране уже к середине года.
Но, как было сказано выше, выбор этих низкочастотных диапазонов не позволяет задействовать возможности, доступные на более высоких частотах, так что прирост в скорости в сравнении с 4G невелик. Однако если говорить о построении сплошной 5G сети, то такой выбор дает возможность заполнить пространства, где высокочастотного 5G не будет. С диапазоном 3,5 ГГц в США ситуация ровно такая же, как в России. Федеральная комиссия по связи (FCC) только работает над тем, чтобы данный диапазон стал доступен для использования гражданскими операторами повсеместно. И никаких конкретных сроков не называется.
Тем не менее, на уже выделенных частотах миллиметрового диапазона операторы AT&T, T-Mobile и Verizon уже разворачивают сети 5G. Быстрее всех этот процесс идет у Verizon, но этот оператор отказался от развертывания 5G на низких частотах, так что его карты покрытия выглядят более скромно. Зато его сети обеспечивают скорости до 1 Гбит/с, что является несомненным плюсом и очевидным преимуществом.
Оператор Sprint работает со средними 2,5 ГГц сетями, которые дадут преимущество по скорости в сравнении с низкочастотными и LTE сетями, при этом сохраняя покрытие на том же уровне, что и 4G LTE. Однако ни один из операторов пока не приблизился к наилучшему варианту, предполагающему задействование всех трех диапазонов частот, что дало бы и покрытие, и максимально возможную скорость передачи данных, если таковая понадобится.
Чтобы проще было понять, как эти частоты работают, можно рассмотреть пример домашнего Wi-Fi роутера. Стандарт 802.11a/b/g предполагает использование диапазона 2.4 ГГц с узким 20 МГц каналом для приема и передачи данных. Стандарт 802.11n с диапазоном 5 ГГц использует уже широкий 40 МГц канал, а 802.11ac на том же диапазоне 5 ГГц строит сеть с шириной канала 80 МГц. Получается, что когда вы подключаетесь к своему роутеру на диапазоне 2,4 ГГц, то вы получаете самый узкий канал, а скорость намного ниже, чем при подключении на частотах 5 ГГц. В то же время вы получаете более стабильный сигнал на большем расстоянии, а высокие скорости 5ГГц сетей доступны лишь при относительной близости к роутеру. Эти высокие частоты хорошо работают (особенно в случае с 802.11ac) только на ограниченном расстоянии. Сигнал такой сети быстро ослабевает и менее устойчив к помехам.
Что со смартфонами?
Купить аппарат, уже поддерживающий 5G, сейчас не проблема, но и здесь все не так просто. Первенцы рынка вроде LG V50 ThinQ 5G не могут работать с сетями суб-6 5G, т.е. от выбранного большинством американских операторов низкочастотного 5G они не получают ничего. Более новые модели, такие как Samsung Galaxy S20 5G или OnePlus 7T Pro 5G, уже получили поддержку всех возможных диапазонов 5G. Однако при покупке телефона лучше заранее свериться с тем, на каких частотах вещает ваш оператор и какие действительно поддерживаются выбранным аппаратом, иначе все преимущества пятого поколения связи для вас сведутся к наличию значка 5G на коробке. Эта ситуация справедлива для американского рынка, и нет никаких оснований предполагать, что в России будет как-то иначе. Так что просто купить самый новый аппарат для пользования 5G может оказаться недостаточным – потребуется узнавать о планах развития оператора.
Так когда 5G?
Эпидемия коронавируса в очередной раз отодвинула сроки внедрения 5G в России. Впрочем, и до того никто не называл никаких конкретных сроков, так что одна неопределенность сменилась другой. И, как видно из вышеописанного, между формальным запуском сетей и получением «настоящего» 5G конкретным абонентом может проходить немало времени. Фактически в США все операторы либо предлагают действительно быструю сеть, но очень локально, либо говорят о 5G и широком покрытии, но фактические скорости в этих сетях недалеко ушли от 4G LTE. И даже проживание в зоне покрытия и обладание телефоном с пунктом меню «выбрать 5G сети» не гарантирует получение доступа к новой технологии.
Еще одним интересным моментом стало использование точек доступа с поддержкой 5G сетей. Их пока очень мало, а из всех операторов в США предоставлять услуги на основе 5G сетей для таких устройств стал только Verizon. Аналогичные планы есть у T-Mobile, который рассматривает возможность предоставления услуг по доступу в Интернет с помощью 5G сетей в сельской местности. Важным моментом в данном случае является тот факт, что новые сети позволяют получать скорость беспроводного соединения на том же уровне, что и привычное проводное подключение.
Подведем итоги
Рост объемов передаваемой информации требует увеличения скорости соединения, а это означает, что только 5G имеет перспективы для удовлетворения будущих запросов владельцев смартфонов. Помимо законодательных проблем при внедрении 5G, операторы сталкиваются с техническими трудностями. Поэтому операторы в США выбирают более простой вариант с низкочастотным суб-6 5G, который рассматривают как более надежный вариант LTE соединения. А прекрасное светлое будущее наступит только тогда, когда будут задействоваться все возможные диапазоны 5G.
Плюсом уже существующих 5G сетей можно считать то, что они обеспечивают большие в сравнении с LTE скорости при увеличении числа подключений. Таким образом, операторам оказывается проще обеспечить высокоскоростное соединение, даже без масштабного строительства новых сетей, а путем обновления оборудования базовых станций, к которым подведен достаточно широкий оптоволоконный канал. Сейчас в США 5G лишь немногим быстрее LTE сетей, скорости будут расти лишь по мере строительства новой инфраструктуры.