5G — это разрабатываемое вот уже несколько лет новое поколение мобильной связи. В создании технологий, необходимых для работы сетей 5G, принимает участие несколько коммерческих компаний, научно-исследовательских организаций, разнообразных союзов и объединений. Несмотря на то, что разработка ведется уже давно, точного понимания того, что будет представлять собой 5G, не было даже в конце прошлого года.
И только на днях Международный союз электросвязи (МСЭ) опубликовал спецификации технологии 5G, правда, пока что предварительные. Согласно опубликованным данным, предполагается, что пропускная способность входящего канала связи для отдельной базовой станции 5G составит 20 Гбит/с. Для сравнения стоит привести аналогичный показатель для LTE — 1 Гбит/с. Кроме того, новая сеть должна поддерживать одновременное подключение 1 млн устройств на квадратный километр.
В 2014 году специалисты выделяли 3 концепции сети нового поколения:
- Суперэффективная мобильная сеть, которая обеспечивает лучшую производительность при более низких затратах. В общем случае, предполагалось, что стоимость передачи определенного объема данных должна снижаться примерно с той же скоростью, с какой растет объем передаваемых данных;
- Супербыстрая мобильная сеть, где предполагается наличие сети небольших «сот» нового поколения, которые размещаются плотнее, чем ячейки сети предыдущих стандартов. Сторонники этой концепции предполагали необходимость работы со спектром частот ниже 4 ГГц;
- Конвергентная оптоволоконно-беспроводная сеть, где используются волны миллиметрового диапазона (20-60 Гц) c обеспечением пропускной способности отдельного канала вплоть до 10 Гбит/с.
Спецификации, опубликованные МСЭ, показывают, что текущая концепция 5G сети включает в себя несколько элементов из трех основных вариантов, предложенных в 2014 году. Что касается самих технических данных, то информация о них размещена ниже. Все еще может поменяться, но уже не кардинально.
Пиковая пропускная способность сетей 5G
Согласно опубликованным данным, пропускная способность входящего канала базовой станции составит 20 Гбит/с, исходящего — 10 Гбит/с. Это общие характеристики для одной «соты». В реальной ситуации пропускная способность канала станции будет поделена между каналами отдельных пользователей ячейки.
Плотность соединения
Как и говорилось выше, инфраструктура 5G должна поддерживать минимум 1 миллион подключенных устройств на площади в один квадратный километр. Здесь речь идет не только о мобильных телефонах, планшетах и прочих девайсах, но и об IoT-модулях, которыми оснащают сотни тысяч устройств. Если предположить, что модулями IoT 5G планируется оснащать даже светофоры, парковочные слоты и транспортные средства, то становится понятно, что 1 млн — это не так и много.
Мобильность
Как и в случае с LTE и LTE-advanced, предполагается, что связь инфраструктура 5G будет поддерживать для подвижных абонентских устройств, перемещающихся со скоростью от 0 до 500 км/ч. В спецификациях указывается, что в пределах городской черты нет необходимости поддерживать связь с клиентскими устройствами, передвигающимися с высокой скоростью (в черте города суперавтобаны обычно не размещают). Но в пригородах и более удаленных от населенных пунктов местах инфраструктура должна поддерживать работу с устройствами пешеходов, умными автомобилями и терминалами, которые находятся в транспорте, двигающемся с высокой скоростью.
Энергоэффективность
Разработчики стандартов связи для 5G считают, что в новом поколении связи необходимо использовать энергоэффективные модули. Такие системы должны быстро входить в режим экономии энергии и быстро «просыпаться», когда они нужны. Время выхода из спящего режима не должно быть меньшим 10 мс.
Задержка
В сетях нового поколения задержка не должна быть выше 4 мс. Это сильно отличается от 20 мс, допустимых в стандарте LTE. Для URLLC (ultra-reliable low latency communications) задержка не должна быть выше 1 мс.
Дорожная карта развития 5G (IMT-2020)
Спектральная эффективность
Здесь речь идет о показателе, вычисляемом как отношение скорости передачи данных на 1 Гц используемой полосы частот (бит/с/Гц). Эта величина также характеризует скорость передачи информации в заданной полосе частот. Спектральная эффективность является показателем эффективности использования частотного ресурса и в некоторых случаях — показателем качества услуг. Здесь все близко к LTE-Advanced: 30 бит/Гц для входящего канала и 15 бит/Гц — для исходящего. Что касается MIMO, здесь предполагается работа схемы 8*4.
Реальная скорость передачи данных для абонента
Что касается этой характеристики, то предполагается 100 Мбит/с на входящий канал и 50 — на исходящий. Это тоже близко к LTE-Advanced, хотя в случае 5G пропускная способность не должна слишком падать даже при неблагоприятных условиях (близость возвышенностей, плохая или хорошая погода и т.п.).
По плану, следующим шагом должен быть переход от спецификаций к реальным технологиям. Но как все это будет реализовано, пока не вполне ясно. С другой стороны, некоторые телекоммуникационные компании и производители электронных компонентов уже начинают прорабатывать 5G. Например, сразу три компании, Ericsson, Deutsche Telekom и SK Telecom запустили в тестовом режиме «первую в мире» сеть пятого поколения. Эта сеть, которую разработала Ericsson, соединила Германию (Deutsche Telekom) и Южную Корею (SK Telecom). Работают над схожими проектами и другие компании, так что будущее совсем близко.
Источник
