HighTech Еще до того, как был запущен 4G-интернет, эксперты телекоммуникаций уже планировали следующее поколение беспроводной связи - 5G. Но что это такое и с чем его едят, пока не совсем понятно. «5G – это множество технологий, которые нужно свести воедино. Но какой из них стоит отдать приоритет?»,- рассуждает Тягарайан Нандагопал – директор по сетевым технологиям и системных программам Национального научного фонда США.
Но ожидание ответа на этот вопрос становится все напряженнее, ведь в течение следующих пяти лет, когда практически все, включая «умные» автомобили, дома, термометры и эхолокаторы, будет связано с интернетом, мобильным провайдерам потребуется более мощная сеть, способная взаимодействовать с Интернетом Вещей.
В октябре Международный союз электросвязи (ITU) попытается дать определение тому, чем же будет 5G. Рассмотрев более 60 предложений от различных исследователей, Специальная рабочая группа по IMT-2020 (IMT – 2020 – другое название 5G) утвердит первый концепт технологии. Председатель группы Питер Эшвуд-Смит считает, что проект испытывает недостаток в инфраструктуре проводных сетей, а именно в программном обеспечении и высокотехнологичной архитектуре сетей. Это значит, что технология требует усовершенствования и, что не менее важно, четких сроков, к которым каждый ее компонент будет готов к выпуску.
В июне рабочая группа обнародовала задачи, которые должно выполнять 5G: пропускная способность должна достигать 20 гигабит в секунду; возможность подключения огромного количества устройств на маленькой площади; снижение энергопотребления. Со всеми этими новшествами интернет-серфинг через 5G будет, возможно, даже быстрее, чем через WiFi на вашем ноутбуке. Теодор Раппапорт – директор центра исследования беспроводных технологий Нью-Йоркского университета (NYU), называет 5G «беспроводным оптоволокном».
«Поскольку беспроводных устройств становится все больше, нам потребуется больше данных и частот»,- считает Раппапорт. Если верить статистике компании Cisco, между 2013 и 2014 годом объем передаваемых посредством мобильной связи данных вырос на 69% и достиг 2.5 эксабайт (более квинтиллиона байт) в месяц, а уже к 2019 году эксперты ожидают роста этого показателя до 24.3 эксабайт. Используемая сегодня технология 4G LTE, по словам Раппапорта, «никогда не справится с такими объемами».
Эшвуд-Смит ожидает, что к декабрю 2015 года рабочая группа прояснит картину касательно требования к широкополосным сетям. Он уверен, что «5G поразит нас всех».
Параметры 5G и пути их достижения
|
Пропускная способность (гигабит/cек) в 20 раз превышает таковую у 4G LTE. Работа обычного пользователя станет от 10 до 100 раз быстрее.
|
 |
Предложенные технологии многоканальный вход-многоканальный выход (MIMO) миллиметровый диапазон частот |
|
Спектральная эффективность 5G увеличит скорость передачи данных (бит на герц) |
 |
коммуникация «устройство-устройство» (D2D) полнодуплексная система повсеместное использование MIMO |
|
Обработка данных Сеть сможет обрабатывать в 100 раз больше информации (мегабит/cек/м.кв) |
 |
D2D миллиметровый диапазон частот виртуализация сети с беспроводным доступом маленькие элементы |
|
Плотность подключения К сети смогут подключаться около 900 000 устройств на км.кв |
 |
D2D маленькие элементы |
|
Мобильность 4G может получать данные на скорости до 350 км/ч. 5G – на скорости до 500 км/ч. |
 |
гетерогенная архитектура сети
|
|
Задержка при передаче 5G реагирует в 10 раз (несколько миллисекунд) быстрее 4G |
 |
D2D близкое к пользователям кэширование контента |
|
Энергия 4G потребляет 1 миллиджоуль для передачи 1000 бит данных. 5G сможет передавать их в 100 раз эффективнее |
 |
повсеместное MIMO |
Технология работы 5G
Миллиметровый диапазон частот: инженеры продемонстрировали скорость передачи данных, превышающую 1 гигабит/сек на миллиметровых частотах (от 30 до 300 гигагерц). Это сильно расширит объем клеточного спектра и выведет его за пределы дециметровых волн.
Многоканальный вход, многоканальный выход (MIMO): один из путей использования миллиметровых волн – использование MIMO. Технология задействует множество антенн для направления и фокусировки радиоволн с наибольшей точностью. Инженеры смогли уместить 64 антенны в пространстве размеров с бумажный стикер.
Коммуникация устройство-устройство (D2D): эта технология позволит устройствам, находящимся в непосредственной близости друг от друга, связываться напрямую без помощи сети. Нет посредника – информация доставляется на устройство на один пункт быстрее.
Маленькие элементы: уменьшение их размера и увеличение за счет этого кучности увеличит доступный диапазон частот. Это позволит устройствам принимать сотни мегабит информации в секунду.
Виртуализация сети с беспроводным доступом: привычные процессоры беспроводной сети будут перемещены на облако. Сегодняшние сети с беспроводным доступом состоят из множества отдельных базовых станций. Виртуализация позволит провайдерам пользоваться единым центром сбора данных без ущерба качеству соединения.
Гетерогенная архитектура сети: новые сети, сделанные из маленьких и пикоэлементов, макроэлементов и различных слоев, смогут обеспечивать достаточную зону покрытия, даже если устройство и базовая станция отдаляются друг от друга. Этот вид сетей также сможет отслеживать местонахождение устройства в реальном времени, а также быструю переадресацию между станциями, так что устройства смогут поддерживать соединение даже на очень высоких скоростях.
Кэширование контента, близкое к пользователю: кэширование полученных данных будет производиться на более близком расстоянии, что ускорит процесс получения информации.