Loading AI tools
Стандарт сотовой связи Из Википедии, свободной энциклопедии
5G (от англ. fifth generation — «пятое поколение») — пятое поколение мобильной связи, действующее на основе стандартов телекоммуникаций (5G/IMT-2020), следующих за существующими стандартами 4G/IMT-Advanced[1].
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 («устройство к устройству», прямое соединение между абонентами), более надёжные 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[2].
Технология 5G безопасна, что научно доказано, а аргумент против: новизна — достаточное основание для недоверия к безопасности данной технологии — является конспирологическим .
Следующие параметры являются требованиями для технологий радиодоступа 5G IMT-2020[3]. Обратите внимание, что эти требования не предназначены для ограничения всего спектра возможностей или производительности, которых может достичь кандидат на IMT-2020, и не предназначены для описания того, как технологии могут работать в реальных развертываниях.
Возможность | Описание | Требования | Сценарий использования |
---|---|---|---|
Пиковая скорость передачи данных
по нисходящей линии связи |
Максимальная достижимая скорость передачи данных при идеальных условиях | 20 Гбит/с | eMBB |
Пиковая скорость передачи данных
по восходящей линии связи |
10 Гбит/с | eMBB | |
Пользовательская скорость передачи данных
по нисходящей линии связи |
Скорость передачи данных в плотной городской тестовой среде 95 % времени | 100 Мбит/с | eMBB |
Пользовательская скорость передачи данных
по восходящей линии связи |
50 Мбит/с | eMBB | |
Задержка | Время прохождения пакета в радиосети | 4 мс | eMBB |
1 мс | URLLC | ||
Мобильность | Максимальная скорость для передачи обслуживания и требований QoS | 500 км/ч | eMBB/URLLC |
Плотность подключений | Общее количество подключённых устройств на единицу площади | 106/км2 | mMTC |
Энергоэффективность | Данные, отправленные/полученные на единицу энергопотребления (по устройства или сети) | Эквивалент 4G | eMBB |
Пропускная способность | Общий трафик в зоне покрытия | 10 Мбит/(с·м2) | eMBB |
Другие требования:
Радиоинтерфейс, определённый 3GPP для 5G, известен как New Radio (NR), а спецификация подразделяется на две полосы частот: FR1 (600—6000 МГц) и FR2 (24—100 ГГц)[4], каждая с различными возможностями.
В стандарте 5G предусмотрена работа на частотах 24 ГГц и выше, такой сигнал 5G не способен эффективно работать на расстоянии более нескольких сотен метров между передатчиком и приёмником, в отличие от сигналов 4G или 5G более низкой частоты (до 6 ГГц). В результате базовые станции 5G должны располагаться через каждые несколько сотен метров, чтобы использовать эти высокие частоты. Кроме того, настолько высокочастотные сигналы с большими потерями проникают через твёрдые объекты, такие как автомобили, деревья и стены. Поэтому для обеспечения высокого качества связи базовые станции 5G могут располагаться внутри зданий, и для этого могут быть спроектированы так, чтобы быть как можно более незаметными, чтобы устанавливать их в таких местах, как рестораны и торговые центры.
Тип ячейки | Среда развертывания | Максимальное
количество пользователей |
Выходная мощность (мВт) | Максимальное расстояние от станции | |
---|---|---|---|---|---|
5G NR FR2 | Femtocell | Дома, предприятия | Дом: 4-8 Предприятия: 16-32 | в помещении: 10—100 на улице: 200—1000 | Десятки метров |
Pico cell | Общественные места, такие как
торговые центры, аэропорты, вокзалы, небоскребы |
от 64 до 128 | в помещении: 100—250 на улице: 1000—5000 | Десятки метров | |
Micro cell | Городские районы, для заполнения
пробелов в охвате |
от 128 до 256 | на улице: 5000—10000 | несколько сотен метров | |
Metro cell | Городские районы, чтобы обеспечить
дополнительную емкость |
более 250 | на улице: 10000—20000 | сотни метров | |
Wi-Fi (для сравнения) |
Дома, предприятия | менее 50 | в помещении: 20—100 на улице: 200—1000 | несколько десятков метров |
Одной из ключевых технологий для реализации сетей сотовой связи 5G является использование в составе базовых станций многоэлементных цифровых антенных решёток[5] с количеством антенных элементов 128, 256 и более[6]. Соответствующие системы получили наименование Massive MIMO[5][6][7].
Формирование луча (англ. beamforming) используется для направления радиоволн на цель. Это достигается путем объединения элементов в антенной решетке таким образом, что сигналы под определёнными углами испытывают конструктивную интерференцию радиоволн, в то время как другие подвергаются деструктивной интерференции. Синфазное сложение сигналов улучшает отношение сигнал/шум пропорционально количеству антенных элементов, вследствие чего скорость передачи данных может быть повышена. 5G использует формирование луча благодаря улучшенному качеству сигнала, которое он обеспечивает. Формирование луча может быть выполнено с использованием фазированных антенных решеток либо, более эффективно, — без использования фазовращателей с помощью цифровых антенных решёток[8][9].
Для повышения спектральной эффективности, наряду с пространственным мультиплексированием, в 5G могут использоваться разновидности технологий неортогонального множественного доступа (NOMA) и N-OFDM-сигналов.
Малые ячейки — это маломощные узлы радиодоступа сотовой связи, которые работают в лицензированном и нелицензированном спектре с диапазоном от 10 метров до нескольких километров. Небольшие ячейки имеют решающее значение для сетей 5G, поскольку радиоволны 5G не могут перемещаться на большие расстояния из-за более высоких частот 5G.
Для реализации системы важно на улице располагать 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[10].
В июне 2014 года компания ZTE предложила концепцию технологии Pre-5G[11].
В марте 2015 года на выставке Mobile World Congress в Барселоне ZTE представила базовую станцию Pre-5G Massive MIMO, объединяющую BBU и RRU[11][12].
В июне 2015 года Международный союз электросвязи (МСЭ) разработал план развития технологии и определил её название — «IMT-2020» — Высокоскоростной интернет по технологии 5G[13].
14 июля 2016 года Федеральная комиссия по связи США (FCC) одобрила спектр частот для 5G, включающий диапазоны 28 ГГц, 37 ГГц и 39 ГГц[14][15].
В 2016 году оборудование 5G начало эксплуатировать диапазоны частот 28 ГГц в США и 39 ГГц в Европе, с появлением нового оборудования планировалось задействовать и более высокие частоты, сначала — до 60 ГГц, в перспективе — до 300 ГГц[16].
В 2020 году компания Nokia сообщила о достижении рекордной на тот момент скорости беспроводной передачи 4,7 Гбит/сек (приблизительно 590 МБ/сек), используя в своём серийном оборудовании 5G-технологию англ. E-UTRA-NR Dual Connectivity (EN-DC) — одновременную работу в 5G и LTE (4G) для параллельной передачи данных[17].
Содержимое этого раздела нуждается в чистке. |
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[18] 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 8К Ultra HD (7680×4320 точек)[19].
1 июня 2017 года «МегаФон» совместно с Huawei показал возможность передачи данных в сетях Pre-5G со скоростью 35 Гбит/с на частоте 70 ГГц[20][аффилированный источник?].
В августе 2017 года компания МТС совместно с Nokia подготовила технологическую платформу (МГТС 10G-PON[англ.]) для подключения базовых станций 5G в Москве[21][значимость факта?].
28 ноября 2017 года узбекский мобильный оператор Uztelecom совместно с ZTE на базе лаборатории Центра развития телекоммуникаций и персонала завершил лабораторный тест 5G в Ташкенте[22][аффилированный источник?].
23 января 2020 года компания МТС в Минске (Белоруссия) запустила пилотные зоны 5G-сети NSA[уточнить] на частотах в диапазоне 3600—3700 МГц, которые работают на инфраструктуре оператора с использованием оборудования Huawei и Cisco[23]. 28 мая 2020 года инфраструктурный[уточнить] оператор beCloud в тестовом режиме запустил сеть 5G NSA. Опытная зона развернута в Минске в диапазонах 3500 МГц и 2600 МГц и состоит из двадцати базовых станций[24]. 22 мая 2020 года компании А1 и МТС запустили в тестовом режиме собственные автономные сети 5G SA (standalone[уточнить])[25]. Тестовая 5G-сеть от А1 запущена на Октябрьской площади в Минске в партнерстве с ZTE и работает в диапазоне 3,5 ГГц. Пилотная зона МТС развернута в двух диапазонах — 1800 МГц и 3500 МГц в комплексе «Минск-арена». 25 мая компания А1 совершила первый в СНГ звонок с помощью технологии VoNR (Voice over New Radio) для пакетной передачи голоса в 5G[26][значимость факта?].
1 октября 2018 года компания Verizon запустила сеть 5G в четырёх городах США (Хьюстоне, Индианаполисе, Лос-Анджелесе и Сакраменто)[27][28].
5 апреля 2019 года Южная Корея стала первой страной в Азии, запустившей коммерческие услуги пятого поколения 5G[29]. Стандарт сначала появился в крупнейших городах, в частности, в Сеуле.
17 апреля 2019 года связь 5G работает в 54 городах Швейцарии[30].
23 апреля 2019 года было объявлено, что компания China Unicom запустила пилотную сеть связи 5G в семи городах Китая[31].
30 мая 2019 года BT Group запустил сеть 5G в Великобритании[32].
6 июня 2019 года Италия стала третьей страной в Европе, где запустили 5G. Оператором выступила компания Vodafone[33].
14 июня 2019 года Vodafone и Huawei запустили сеть 5G в Испании[34].
3 июля 2019 года технология 5G была запущена в Германии (в городах Бонне и Берлине)[35].
19 июля 2019 года LMT запустил сеть 5G в Латвии[36][37].
31 октября 2019 года сеть 5G охватила 50 городов Китая, сделав страну лидером по внедрению этой технологии[38].
В 2021 году в Узбекистане стала доступна связь по технологии 5G[39][40].
В 2023 году связь по технологии 5G стала доступна в Казахстане[41].
Развёртывание сетей пятого поколения в России сталкивается с серьёзными препятствиями (в стране пока нет собственного оборудования для них; операторам не готовы выделить самые подходящие для 5G-частоты, потому что они заняты силовиками; из-за строгих санитарных норм развёртывание сетей может оказаться в несколько раз дороже, чем в целом по миру и т. д.)[42].
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[43]; создание сетей 5G он оценил в 650 млрд рублей[44]. 5 июня 2019 года МТС и Huawei подписали соглашение о развитии 5G в России: церемония подписания прошла в присутствии Владимира Путина и Си Цзиньпина[45]. В начале августа в Москве на Тверской улице (от Кремля до Садового кольца) компании Tele2 и Ericsson запустили пробную зону сети связи 5G на частоте 28 ГГц в режиме NSA (non-standalone), который позволяет развернуть 5G в сетях LTE и упрощает внедрение стандарта на начальном этапе[46]; к октябрю пробные зоны 5G работали также на территориях ВДНХ и спортивного комплекса «Лужники»[47].
В середине августа 2019 президент РФ Владимир Путин наложил резолюцию «Согласен» на письмо Совета безопасности с отрицательной позицией по выделению частот 3,4—3,8 ГГц для использования 5G в России[48].
В сентябре 2019 в Сколковском институте науки и технологий запустили первую базовую станцию 5G, которая работала в диапазоне 4,8—4,99 ГГц, в соответствии с разрешением на использование частот, которое было выдано Государственной комиссией по радиочастотам. На 5G-смартфонах Huawei Mate 20X была достигнута скорость более 300 Мбит/с.[49].
В октябре Tele2 запустила игровой сервис в сети 5G, с помощью которого геймеры могут играть на маломощных компьютерах, запуская игры на удалённом сервере; во время испытаний технологии была достигнута скорость передачи данных свыше 1 Гбит/c с задержкой до 5 мс[50]. Ожидается, что ряд сетей 5G, развернутых в радиочастотном диапазоне 3,3—3,6 ГГц, создаст помехи спутниковым станциям C-диапазона, которые работают, принимая спутниковые сигналы на частоте 3,4—4,2 ГГц.
28 июля 2020 года МТС получил лицензию на оказание услуг мобильной связи стандарта 5G в диапазоне 24,25—24,65 ГГц в 83 регионах страны[51].
В ноябре 2020 года Правительственная комиссия по цифровому развитию наметила план мероприятий по развитию мобильных сетей связи пятого поколения (5G) в России. Реализация основной части, связанной с внедрением нового российского оборудования и развертыванием 5G на территории страны, планируется в 2021—2024 годах. Ранее о готовности провести испытания для определения возможности развертывания сетей 5G заявляли Научно-исследовательский институт радио и Министерство обороны РФ[52].
Спустя месяц Федеральная антимонопольная служба России одобрила создание операторами связи совместного предприятия по расчистке частот для 5G. Операторам связи, участвующим в сделке, необходимо разработать и согласовать с антимонопольным органом условия использования инфраструктуры и совместного использования радиочастот и условий предоставления инфраструктуры для виртуальных мобильных операторов (MVNO). При этом участникам предписано сохранить недискриминационный доступ к радиочастотам для всех представителей рынка подвижной радиотелефонной связи[53].
18 января 2022 года на базе Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики была запущена тестовая зона сети 5G NR. Скорость передачи данных достигала 50 Мбит/с. Программные обеспечение запущенной сети — это свободно распространяемое ПО с открытым исходным кодом, которое было доработано коллективом научно-исследовательской лаборатории[54].
1 марта 2023 года пилотная B2B-сеть 5G от МТС начала работать на пяти новых станциях БКЛ: «Марьина Роща», «Рижская», «Сокольники», «Электрозаводская» и «Нижегородская»[55].
Министр цифрового развития РФ Максут Шадаев сообщил, что активное развёртывание сетей 5G в крупных городах России начнётся с 2026 года. В 2025 году пройдут подготовительные мероприятия[56].
20 мая 2024 года Российской Федерацией были впервые запущены три низкоорбитальных спутника связи миссии «Рассвет-2» стандарта 5G NTN для связи с абонентами. Согласно информации Минцифры, тестовые зоны 5G появятся в каждом субъекте РФ до 2030 года в рамках национального проекта «Экономика данных и цифровая трансформация государства»[57].
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).
На выставке мобильной электроники MWC 2022 Qualcomm Technologies анонсировала модем Snapdragon X70 5G, который будет поддерживать все коммерческие диапазоны 5G от 600 МГц до 41 ГГц.
Научный консенсус заключается в том, что технология 5G безопасна, а аргументы против неё являются конспирологическими и связаны с новизной технологии, которая якобы является достаточной причиной не доверять ей[58][59][60][61]. Непонимание технологии 5G породило теории заговора, утверждающие, что она оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье человека[62].
Развёртывание мобильных сетей пятого поколения вызывает обеспокоенность общественности в связи с возможными негативными последствиями для здоровья человека[63].
В 2018 году появились слухи о возможном негативном влиянии мобильных сетей 5G на здоровье человека из-за увеличения воздействия радиочастотных электромагнитных полей, способных повреждать клеточные мембраны[источник не указан 1533 дня].
На 2019 год существуют мнения, что электромагнитные поля повышают риск рака, создают клеточный стресс, увеличивают число вредных свободных радикалов, вызывают повреждения генов, структурные и функциональные изменения репродуктивной системы, дают эффект снижения способности к обучению и ухудшение памяти, вызывают неврологические расстройства и оказывают общее негативное влияние на благополучие людей. Также высказывались свидетельства вредного воздействия на других животных и на растения. 240 учёных подписали открытое письмо «International EMF Scientist Appeal», адресованное ООН, ВОЗ и ЮНЕП. Исходя из этого, некоторые люди утверждают, что влияние излучения оборудования 5G не изучено и это излучение может быть опасным для здоровья людей[64].
В апреле 2019 года в швейцарском кантоне Женева была предпринята попытка введения моратория на использование стандарта 5G в мобильной связи[65]. Позже стало известно, что у представителей кантона нет полномочий на введение такого моратория[66].
Некоторые люди говорят о своей так называемой «электромагнитной гиперчувствительности», однако в контролируемых экспериментах они никак не ощущали присутствие электромагнитного поля и радиочастотного облучения своего тела[67].
На 2014 год не обнаружено никаких неблагоприятных последствий для здоровья человека от излучения мобильных телефонов. Единственное обнаруженное влияние их радиочастотного излучения — незначительный нагрев кожи и прилегающих тканей и вызванное этим кратковременное незначительное повышение температуры тела[67].
На 2021 год также нет никаких доказательств вреда от высокочастотного электромагнитного излучения низкой мощности, которое используется в аппаратуре 5G. Более того, излучение частотой 6 ГГц и выше не способно проникнуть вглубь тела, единственный обнаруженный эффект — слабый нагрев кожного покрова[63][68]. Исследователи проверяли гипотезы о генотоксичности излучения, его влиянии на пролиферацию клеток, экспрессию генов, передачу нервных импульсов, влияние на проницаемость клеточных мембран и другие. Также проведены эпидемиологические исследования с целью выявить связь излучения 5G на здоровье населения. Во всех исследованиях с высокой достоверностью никакое влияние излучения 5G на организм и на здоровье населения не обнаружено[63].
Некоторые печатные СМИ сообщили об имевших место поджогах семи вышек 5G в Великобритании весной 2020 года в связи с теорией заговора о связи новой технологии с пандемией COVID-19.
Facebook заявил о намерении блокировать распространение подобной информации[69].
11 апреля 2020 года одиночные случаи поджогов вышек сотовой связи 5G выявили и в Нидерландах[70].
Во многих странах существует сильная оппозиция строительству новых базовых станций, и более того, процесс строительства, зонирования и получения разрешений может занять много времени. Тем не менее, внедрение стандарта поддерживается на государственном уровне, в частности, администрация Президента США Джо Байдена утвердила двухэтапный инфраструктурный проект стоимостью 1,2 трлн $ с госфинансированием в размере 65 млрд $[71] на расширение охвата широкополосной связью отдалённых районов. Одним из важных направлений проекта является стимулирование заинтересованности владельцев домов и строений в заключении договоров с мобильными провайдерами на установку антенн на принадлежащих им кровлях[источник не указан 965 дней]. Это стало возможно благодаря более компактным размерам антенн 5G. В программе указано, что таким образом владельцы частных домов и предприятия смогут повысить прибыль от принадлежащей им недвижимости.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.