Все, що ви хотіли знати про 5G, але не знали де запитати

Навколо мереж мобільного зв'язку п'ятого покоління сформувалося стільки міфів, упереджень та помилок, що пора взяти і простою мовою пояснити, що це таке, навіщо (і кому) треба. Скільки коштуватиме (ооо, це взагалі улюблене питання, ще з часів запуску 3G) та коли з'явиться в Україні (проста відповідь - не скоро).

Для чого потрібна мережа 5G

Тут важливо розуміти, навіть (і особливо) якщо це зачіпає чиїсь почуття любові й тяги до зростання цифр, що мережі 5G ще більшою мірою, аніж мережі 4G - це історія не про швидкість передачі даних (яка і так вже досягла «стелі» можливостей смартфонів - у нас просто немає додатків, що вимагають швидкостей передачі даних вище 100 мегабіт на секунду), а про підвищення ємності вже існуючих мереж операторів мобільного зв'язку. У найближчі роки і десятиліття нас чекає вибухове зростання кількості всіляких датчиків та пристроїв, підключених до інтернету. Тобто того самого інтернету речей (IoT), про який ми чуємо вже років 15. На кожного мобільного користувача-людини припадатимуть сотні, якщо не тисячі пристроїв. Вони є у нас вже зараз (всі ці розумні годинники/браслети, IP-камери, пилососи та пральні машини), з кожною хвилиною (а не днем чи місяцем) їх стає все більше і більше. Рано чи пізно до інтернету будуть підключені всі лічильники газу/води/електрики (просто в столиці - раніше, а в селі Кукуєво - пізніше, хоча це сильно залежить від самих жителів села, точніше від їх навичок самоврядування). Уже зараз жителям мегаполісів може не вистачати швидкості мобільного інтернету (ви вже стикалися з критикою якості зв'язку, чи не так?) просто тому, що його споживання зростає більш високими темпами, ніж оператори ставлять своє обладнання. Для кращої якості мережі потрібно більше сайтів (базових станцій) у місті, що явно не сподобається людям, які носять шапочки з фольги. Власне, мережа 5 покоління і повинна не лише вирішити поточні та прогнозовані проблеми, але і забезпечити якісь напрацювання на деякий період часу в найближчому майбутньому, доки на зміну їм не прийдуть мережі 6 покоління (сподіваюся, на той час ми всі будемо ще ходити без імплантів у мозку, що забезпечують вихід в інтернет, як у героїні серіалу «Роки»).

У чому відмінність мережі 5G від мереж 4G

Мережа 5G грунтується на трьох китах, ім'я яким eMBB, URLLC та mMTC. Тут і надалі будуть слайди, люб'язно надані компанією Huawei з їх презентації. Вони усі англійською, але я спробую пояснити все найважливіше своїми словами. Якщо коротко, то йдеться про більш високу швидкість передачі даних (до гігабіта на секунду) - eMBB (enhanced Mobile Broadband), менший час відгуку (мілісекунда чи менше) - URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) та високу щільнісь обслуговуваних пристроїв (до мільйона на квадратний кілометр) - mMTC (massive Machine Type Communications). Представники Київстару, до речі, говорили, що всього цього досягти (за бажання) можна і зараз, але не одночасно (оберіть 2 пункти з 3, а ще краще - 1). 

Зі слайда нижче видно, для чого необхідний кожен з трьох компонентів 5G: більш висока швидкість для передачі відео з високим бітрейтом (3D-відео, 360-градусне відео, відео з елементами доповненої реальності або віртуальної реальності). Низький час відгуку необхідний для контролю критично важливих компонентів інфраструктури міст майбутнього - наприклад, керування автопілотами автомобілів: затримка в ухваленні рішення в долі секунди може коштувати комусь життя (хоча я особисто вважаю приклад не дуже вдалий, оскільки такі системи мають працювати автономно взагалі без підключення до інтернету, але буде значно краще, якщо всі безпілотні автомобілі будуть обмінюватися даними один з одним та отримувати інформацію про ситуацію на дорозі в режимі реального часу). Нарешті, вся ця неймовірна щільність у мільйон пристроїв на квадратний кілометр (пам'ятаємо, що стандарт зроблений із запасом, щоб вистачало і через кілька років) стане у нагоді в умовах мегаполісів, коли через бездротовий інтернет (оптику не протягнеш до кожного дерева і стовпа в місті) будуть пов'язані всі світлофори, камери відеоспостереження, всілякі датчики, що керують міською інфраструктурою, а також всі ці орендовані автомобілі, велосипеди та інші саморушні транспортні засоби. Ну, і люди, напевно (сарказм) теж.

Цікаво, але навіть сама Gartner, що придумала ту саму криву Гартнера, вважає, що ми ще не на хвилі хайпа, а ще на злеті цікавості до 5G. Тобто до якогось розчарування від усіх цих інновацій ще далеко (але, сподіваюся, після прочитання цього тексту для вас «розчарування» настане раніше, а от всі інші люди ще почекають).

Хто придумав 5G і хто керує стандартами 

Невеличкий ліричний технічний відступ для тих, хто хоче знати більше (ті, хто реально знають більше, мають повне право сказати, що насправді я не розібрався і все ще складніше, але там вже технічні нетрі, доступні для розуміння лише парі тисяч фахівців на всю нашу країну). Стандартом 5G керує консорціум 3GPP (3rd Generation Partnership Project), створений ще у 1998 році для управління і розвитку стандартів мобільного зв'язку. Може ви здивуєтеся, але повністю стандарт 5G ще не затверджений, хоча його прийняття розбили на дві фази. Перша стартувала ще у грудні 2017 року - це ревізія 15, що поклала початок формальному запуску стандарту 5G (він отримав, до речі, офіційну назву New Radio або NR). Але у поточному вигляді описаний тільки стандарт eMBB, стандарти URLLC та mMTC з'являться у 16 ревізії, після чого мережі 5G зможуть стати «повноцінними» (там, де вони вже є, само собою).

Як будуть розвиватися/заміщатися мережі 4G 

Цікава особливість мереж 5G - в них немає голосового зв'язку. Від слова «зовсім». Тобто для переходу на 5G необхідний запуск Voice over LTE (VoLTE). Це теж створює додаткові складності для операторів. У Таїланді місцевий оператор True через це пішов на незвичайний крок - паралельно з модернізацією своєї мережі випустив спеціальний кнопковий телефон ціною в 25 доларів із підтримкою VoLTE, щоб користувачі з невисокими доходами могли користуватися голосовим зв'язком після модернізації мережі. Але взагалі основою для розвитку мережі 5G є базова мережа 4G, фірмові штуки 5G будуть задіяні лише у мегаполісах - там, де є величезна кількість абонентів (і люди, як ми пам'ятаємо, в меншості - в основному, планується підключення інших пристроїв).

Радіочастотний ресурс 5G: ще три кити

Важливою частиною проблеми впровадження мереж 5G є питання використання радіочастот. І це найболючіша тема (за виключенням ще більш болючої - хто буде платити за всі ці не дешеві технологічні нововведення, хоча у радіочастотний ресурс всі українські оператори неминуче вкладатимуть гроші, якщо держава почне продавати ліцензії, просто щоб не втратити переваг у майбутньому). Мережі 5G використовують три різних діапазони частот:

• низький діапазон (менше 1 ГГц, наприклад, 700 Мгц) ​​- буде використовуватися для підвищення покриття мережі у малонаселеній місцевості
• середній діапазон (його традиційно називають C-band, спочатку він використовувався супутниковим зв'язком, 1-6 ГГц) - основа мереж 5G, що дає той самий гігабіт на секунду, але його можливості обмежені зоною дії у 500 метрів
• міліметровий діапазон 26-38 ГГц - в ньому можна досягти космічних швидкостей до 20 гігабіт на секунду, але радіус дії лише 100 метрів, це рішення для вузькоспецифічних завдань 

Якщо говорити про Україну, то з радіочастотним ресурсом все складно. Немає (поки що) ліцензій на використання нових частот. Немає технологічної нейтральності для вже виділених частот (радіочастоти виділяються операторам під конкретну технологію, що сильно обмежує їх можливості щодо оптимізації мережі). Окремим головним болем (який ще неодноразово дасть про себе знати, і не лише з боку людей у шапочках з фольги) є норми випромінювання, які відверто несумісні з новими технологіями і потребують перегляду, якщо ми хочемо розвивати сучасні технології зв'язку в нашій країні. Ще одна проблема: отримання дозвільних документів на установку сайту (базової станції). Для розгортання мереж 5G потрібно буде напхати в місті станції через кожні 500 метрів, а може й частіше. Сучасний рівень бюрократії у країні здатний поставити хрест на запуску 5G на самому його початку. Всі ці складності ще належить подолати, і це ще одна причина (крім економічної), через яку не варто очікувати швидкої появи 5G в Україні.

Як будуть запускатися мережі 5G у світі (і коли чекати в Україні)

Можна розрізнити три хвилі запуску. Першими мережі п'ятого покоління отримали азіатські країни (Китай, Південна Корея, Японія) - вони прагнуть бути на піку технологій та зберегти своє лідерство в цьому. У другій хвилі запуску будуть країни Західної Європи, для них ера 5G почнеться у 2020-2022 роках. Ми, в кращому випадку можемо потрапити в третю хвилю, і це перспектива 2024-2025 роки. На слайді нижче терміни проведення аукціонів (не запуску мереж) з продажу ліцензій на частоти C-Band у різних країнах світу.

Скільки коштуватиме зв'язок 5G

Я б вважав це питання смішним, якби не було так сумно - практика свідчить, що люди не розуміють очевидних речей - сама по собі технологія не буде коштувати якихось окремих грошей, як не буде і окремих 5G-тарифів. Їх не було для 3G, не було для 4G (хоча усі це вже забули, незважаючи на те, що між запуском 3G та 4G у нашій країні минуло лише три роки). Але можливі сценарії підключень до інтернету домашніх господарств через мережі 5G (у світі вже є такі приклади, наприклад, у Швейцарії, де заборонено законом прокладати кабелі в горах, і у провайдерів інтернету немає іншого виходу, окрім передавати дані через радіоканали). З точки зору користувача це буде просто тариф на інтернет, при якому він отримає заповітну коробочку «з інтернетом», яка і буде забезпечувати будинок виходом в мережу. Такий варіант доступу називається FWA (Fixed Wireless Access або фіксований бездротовий доступ), який використовується, наприклад, оператором Verizon в США. З приємного - завдяки всім цим швидкостям та підвищеній ємності мереж 5G стане можлива така фантастична штука, як по-справжньому безлімітний мобільний інтернет. І у світі вже є приклади таких тарифів операторів, щоправда, в країнах, де ARPU (середній дохід на місяць з абонента) не 2 долари, як у нас, а доларів 50 хоча б. Інакше економіка ніяк не сходиться.

Якщо казати про 5G у смартфонах, то це тема для окремої розмови і ще одного болю. По-перше, смартфонів із 5G ще дуже мало. По-друге, коштують вони під тисячу доларів. По-третє... втім, хіба перших двох вам мало? Звичайно, як і завжди, цінник на смартфони з підтримкою 5G буде опускатися щороку, але ситуація в корені відрізняється від запуску 3G і навіть 4G. На момент запуску 3G в Україні смартфонів без підтримки 3G вже не випускали кілька років. На момент запуску 4G моделей без підтримки LTE було небагато (і ті, що були - в ультрабюджетного сегменті). Проникнення смартфонів обганяло проникнення мереж. У випадку з 5G все буде точно навпаки. Хоча тішить, що ми взагалі обговорюємо перспективи 5G вже зараз, коли мережі тільки з'являються в світі, а не, скажімо, 10 років по тому, коли технологія вже буде доступна в усьому світі.

У сухому залишку

Щоб не закінчувати на сумній ноті, ось вам ще один слайд, що навіює стриманий оптимізм. У лівій частині графік споживання трафіку мобільними абонентами - він росте на шалені 50% у рік. У 2019 очікується, що в середньому один користувач мобільного зв'язку на цій планеті буде споживати 4 ГБ мобільного трафіку. Права частина ще цікавіша - на ній видно, що незважаючи на запуск мереж 5G у світі, головним джерелом мобільного інтернету в світі (і основою для заробітків операторів) на наступні кілька років все ще будуть мережі 4G. Тому можна (поки що) розслабитися і користуватися тим, що вже є і що можна значно поліпшити (як - ми і наші колеги писали вже неодноразово, повторюватися про діапазони в 700-900 МГц, технологічну нейтральність тощо, я не буду, раптом що - корисні посилання по темі є нижче).

Для тих, хто хоче знати більше

• «Ми в зоні хайпу» або чому оператори не поспішають із запуском 5G