В чём суть технологии 5G и как она возникла?
5G — это стандарт мобильной связи, который обеспечивает более быструю передачу данных, меньшую задержку и возможность подключения большего количества устройств одновременно по сравнению с предыдущими версиями. Буква G в названии означает «поколение» (от английского «generation»).
Всё началось с появления мобильных радиотелефонов в середине 1940-х годов. Эти устройства устанавливались в автомобили для обеспечения связи во время движения. Они весили до 40 килограммов, требовали мощного питания и работали на расстоянии от 3 до 20 километров от базовой станции. В основном ими пользовались сотрудники экстренных служб, руководители компаний, бизнесмены и технические специалисты.
Радиотелефоны были дорогостоящими, занимали много места и обеспечивали довольно низкое качество связи. Например, система Mobile Telephone Service (MTS) предоставляла всего 3–5 каналов на город. Это означало, что одновременно могли разговаривать лишь несколько человек, а остальные абоненты были вынуждены ждать своей очереди, чтобы совершить звонок. К концу 1970-х в Нью-Йорке на 10 миллионов жителей приходилось всего 545 абонентов MTS.
С ростом спроса на мобильную связь возникли разные поколения сетей:
1G — в 1980‑х годах появилась аналоговая голосовая связь, которая позволила людям носить с собой телефоны и звонить на ходу. Правда, первые устройства весили около 1 кг и по виду напоминали кирпич. Если интересно — взгляните на модель Motorola DynaTAC 8000X.
2G — в 1990‑х мобильная связь становится цифровой. Появляется мобильный интернет со скоростью до 384 Кбит/с, а также SMS и MMS. Популярные телефоны того времени — Nokia 3310 и Siemens C35
3G — в 2000-х мобильный интернет становится повсеместным, а в телефонах появляются браузеры. Пользователи могут слушать музыку и смотреть видео онлайн в низком разрешении. С технологией HSPA+ скорость передачи достигает 42 Мбит/с, и в это время выходит iPhone.
4G — в 2010-х смартфоны становятся основным способом выхода в интернет. Средняя скорость достигает 100–300 Мбит/с, что способствует развитию потокового видео в HD и 4K, онлайн-игр, видеозвонков и соцсетей. В начале периода появляются iPhone 5 и Samsung Galaxy S4.
5G — с 2019 года активно развивается новый стандарт связи, который постепенно заменяет 4G. Высокая скорость и минимальные задержки способствуют развитию интернета вещей (IoT), дистанционной медицины, нейросетей, беспилотных авто и AR/VR-приложений. Одни из первых 5G-смартфонов: iPhone 12, Samsung Galaxy S20 и Google Pixel 5.
6G — ожидается в 2030-х годах и обещает скорость передачи данных до 1 Тбит/с. Вероятно, станет основой для расширенной реальности, голографической связи и глубокой интеграции ИИ. Ждём в iPhone 25.
В крупных городах большинство операторов используют 4G, но в отдалённых сельских районах всё ещё встречается покрытие 3G и даже 2G. 5G-сети развиваются в мегаполисах, постепенно вытесняя предыдущие стандарты.
Как работает 5G?
5G-интернет работает благодаря нескольким взаимосвязанным компонентам: частотным диапазонам, технологиям передачи данных, современной архитектуре сети и обновлённой физической инфраструктуре.
Частотные диапазоны — это радиоволны различной длины, по которым передаётся сигнал. От диапазона зависят дальность и скорость связи: низкие частоты обеспечивают более широкое покрытие, а высокие — более высокую скорость.
5G использует три основных диапазона:
- Диапазон низких частот (до 1 ГГц) обеспечивает широкое покрытие и хорошую проходимость сигнала через стены зданий, но скорость передачи данных в нём ниже. Этот диапазон подходит для покрытия сельских районов и малонаселённых территорий, где установка множества базовых станций экономически нецелесообразна.
- Диапазон средних частот (1–6 ГГц) используется для повседневных задач в городских районах. Он подходит для просмотра видео высокого качества, видеоконференций и онлайн-игр с низкой задержкой — везде, где важен баланс между скоростью и покрытием.
- Диапазон высоких частот (от 24 ГГц) обеспечивает максимальную скорость передачи данных, но имеет ограниченное покрытие и низкую способность проникать через препятствия. Эти частоты используются в местах, где множество пользователей одновременно подключаются к сети.
Мобильные операторы не ограничиваются использованием одного диапазона, а комбинируют их для обеспечения наилучшего покрытия и скорости передачи данных. Благодаря этому, устройства с поддержкой 5G способны самостоятельно выбирать оптимальный диапазон для работы, исходя из уровня сигнала и необходимой скорости передачи данных, обеспечивая тем самым надёжное соединение в любых условиях.