На какой частоте работает 5g
Сейчас мелькает много информации о том, что вышки сотовой связи 5G распространяют коронавирус, зомбируют людей и вообще все закончится массовым чипированием и контролем мирового правительства над населением.
Откуда вообще взялась такая идея? Это же бред?
Аббревиатура 5G расшифровывается как fifth generation — «пятое поколение». При беглом взгляде на ситуацию совершенно непонятно, каким образом можно привязать к распространению коронавируса очередное поколение мобильной связи.
сотрудник ракетно-космической отрасли, автор научно-популярного канала Science & FutureЕсли копнуть глубже, становится очевидно, что это только эволюция и симбиоз старых мифов, в одном из которых, например, утверждалось, что сети мобильной связи вызывают рак.
Авторы фейка связали диапазон частот сети с процессами в организме человека и предположили, что частоты 5G приводят молекулы кислорода в состояние, при котором они колеблются с частотой 60 Гц. Якобы из-за этого кислород не может связываться с гемоглобином в крови, что вызывает смертельное кислородное голодание.
Разумеется, это неправда.
Зачем вообще нужны 5G-вышки
Основное отличие сетей пятого поколения от 4G как раз в том, что 5G передает данные на более коротких волнах. Благодаря этому антенны могут быть гораздо меньше тех, что используются сейчас. Одна базовая станция может вмещать больше направленных антенн нового типа и поддерживать на 1000 больше подключенных устройств на квадратный метр, чем 4G.
В России основным для развития 5G считается диапазон 3,4—3,8 либо 4,4—4,8 ГГц . Но пока операторы сотовой связи только добиваются освобождения этих частот, а это не так просто: на них работают системы космической связи. При этом государственная комиссия по радиочастотам — ГКРЧ — рекомендует для выделения и использования частотный диапазон 27,1—27,5 ГГц. Например, в Америке рассматриваются примерно те же диапазоны.
Рассказываем, как выбрать хорошего врача и не платить за лишние анализы. Дважды в неделю — в вашей почте вместе с другими статьями о деньгах. Подпишитесь, это бесплатноКак используется частота 60 ГГц
Частота 60 ГГц — только одно значение из довольно широкого диапазона частот, на которых могут работать мобильные сети. Эта частота с недавнего времени применяется в домашних и иногда офисных роутерах для усиления безопасности, а также в сетях с небольшим покрытием — и никто еще не задохнулся.
Частота 60 ГГц поглощается атомами кислорода в атмосфере. Из-за этого зона покрытия стандартного роутера — всего около 10 метров. Вряд ли это подойдет операторам мобильной связи.
Зато такая частота позволяет быстро передавать очень большие объемы данных. Ну а тот факт, что она поглощается кислородом, помогает защищать пользователей от несанкционированного перехвата информации: чтобы ее получить, приемник-перехватчик должен работать на той же частоте. Для перехвата информации «по воздуху» злоумышленнику потребуется подойти очень близко к источнику сигнала, а это будет слишком заметно.
Найдите в инструкции, по какому стандарту работает ваш домашний роутер. Скажем, при стандарте 802.11ad как раз используется частота 60 ГГц.
Вредит ли мобильная связь здоровью
Конспирологи и раньше привязывали внедрение новых технологий мобильной связи к инфекционным болезням. Например, вспышку SARS в 2003 году они объяснили внедрением 3G, вспышку свиного гриппа в 2009 году — внедрением 4G, а эпидемию испанского гриппа 1918 года — распространением радио. Но научных подтверждений этому так и не нашлось.
Электромагнитные волны, применяемые для связи, действительно способны оказать воздействие на организм человека. Они нагревают наши тела. Внешние слои кожи способны поглощать радиоволны, выделяя тепло. Когда мы говорим о 5G, речь идет о миллиметровой длине волн, а они практически не способны проникнуть сквозь кожу, отражаясь от нее.
Ни одно исследование не выявило никакой хоть сколько-нибудь надежной взаимосвязи между воздействием мобильных телефонов и, например, развитием рака. ВОЗ выпустила бюллетень, в котором разъяснила отсутствие вреда смартфонов, но на всякий случай отнесла радиочастотное излучение к категории возможных канцерогенов — вместе с маринованными овощами.
Госкомиссия по радиочастотам выделила совместному предприятию «Вымпелкома», «Ростелекома» и «Мегафона» частоты в диапазоне 4,4–4,99 ГГц с целью тестирования технологии 5G. Данный диапазон станет альтернативой для диапазона 3,4–3,8 ГГц, частоты в котором в России недоступны из-за позиции силовых структур.
5G-частоты для СП «Билайна», «Мегафона» и «Ростелекома»
Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) выделила компании «Новые цифровые решения» (НЦР) частоты в диапазонах 4,4–4,555 ГГц и 4,633–4,99 ГГц для проведения научных, исследовательских, опытных, экспериментальных и конструкторских работ с использованием технологии пятого поколения сотовой связи (5G).
Это следует из протокола заседания комиссии, опубликованного Минцифры. В то же время ГКРЧ отказалась выделять НЦР частоты в диапазоне 4,555–4,63 ГГц и 4,99–5 ГГц.
Как операторы создавали СП для поиска 5G-частот
Компания НЦР была создана «Мегафоном» и «Ростелеком» для совместного строительства сетей 5G. Первоначально «Мегафон» и «Ростелеком» хотели построить единую сеть 5G в диапазоне 3,4–3,8 ГГц, предоставив остальным игрокам возможность работать на этих частотах в качестве виртуального оператора.
Против такой идеи выступили два других игрока сотового рынка–«Вымпелком» (торговая марка «Билайн») и «Мобильные телесистемы» (МТС). Против были и в Федеральной антимонопольной службы (ФАС). В конце 2019 г. «Вымпелком», МТС, «Мегафон» и «Ростелеком» достигли предварительного соглашения о созданию в равных долях совместного предприятия (СП), которое занялось бы поиском частот для 5G, не оказывая при этом услуг связи.
СП в новом формате было создано лишь летом 2021 г., и в него не вошел оператор МТС. Базой для СП стала компания НЦР, оно займется исследованием электромагнитной совместимости, проведением исследований возможности использования радиочастот для сетей 5G и мероприятиями по высвобождению радиочастотного спектра для сетей 5G. ФАС поставило условием одобрением соглашения о создании СП обеспечение равного доступа к высвобождаемому спектру для всех участников рынка сотовой связи.
Проблема с 5G-частотами в России
Параллельно возникли проблемы и с доступностью частот для 5G. Силовые ведомствам – Минобороны и Федеральная служба охраны (ФСО) – выступили против использования диапазона 3,4-3,8 ГГц для сетей 5G, так как он используется указанными ведомствами для спутниковой связи.
В то же время частоты в диапазоне от 1 ГГц до 6 ГГц необходимы для запуска сетей 5G в крупных городах. В мире наиболее перспективным являются как раз диапазон 3,4–3,8 ГГц. В качестве альтернативы операторам был предложен диапазон 4,4–4,99 ГГц. Но в этом диапазоне будет меньше абонентских устройств, кроме того, его сложно будет использовать на приграничных территориях, так как в соседних странах эти частоты используются военными.
Как начать работать с большими данными без капитальных затрат
Сейчас ГКРЧ открыла возможность для тестирования данного диапазона. Правда, как уже отмечалось, НЦР получила не весь диапазон полностью (его ширина–590 МГц), а два участка общий шириной 512 МГц.
В «Вымпелкоме» приветствовали выделение частот НЦР для исследования диапазона 4,4-4,99 ГГц, добавив, что считают необходимым проведение подобных исследований и в диапазоне 3,4–3,8 ГГц. В «Мегафоне» сообщили, что исследование диапазона 4,4–4,99 ГГц позволит избежать ситуации, при которой частоты могут оказаться непригодными для практического применения.
Представители «Ростелекома» добавили, что к настоящему моменту НЦР изучила еще один диапазон частот, пригодный для 5G - 24,45-27,5 ГГц, и ГКРЧ приняла к сведению проект программы проведения организационно-технических мероприятий по высвобождению данной полосы. «Вместе с тем, использование радиочастотного спектра выше 3,8 ГГц требует значительно большего объема инвестиций со стороны операторов в строительство сетей, что крайне негативно влияет на их окупаемость, - считают в «Ростелекоме». - Все, что выше 3,8 ГГц, целесообразно задействовать для решения локальных (на ограниченной территории) задач».
При этом источник CNews на телекоммуникационном рынке полагает, что частот, выделенных для исследований в диапазоне 4,4–4,99 ГГц, слишком мало для строительства полноценной сети 5G.
Еще один диапазон для 5G
Кроме того, на прошлом заседании комиссии госпредприятию «Научно-исследовательский институт радио» (НИИР) были выделены частоты для тестирования нового диапазона 5G – 6,7-6,8 ГГц. На минувшем заседании дополнительно выделила НИИ полосу 6,425–6,825 ГГц. Данный диапазон может стать дополнением к частотам в диапазонах 3,4–3,8 ГГц и 4,4–4,99 ГГц.
5G может совершить реальный переворот в качестве жизни, поэтому интерес к новой технологии намного выше, чем когда-то к 4G. Так, количество компаний, запускающих устройства в первоначальном развертывании, изменилось с четырех для 4G LTE до 20 для 5G. Тестовые запуски и разработка услуг под применение 5G идут по всему миру, в том числе через инкубаторы для привлечения стартапов. Один из них – от МТС – работает и в России.
Есть распространенное мнение, что скорости в LTE всех и так устраивают, и никакой потребности в ускорении до 10 Гбит/с обычному юзеру не требуется. Это не совсем так. Сценарии применения 5G лежат в плоскости подключения инфраструктуры, создания новых возможностей для применения AR и VR, беспилотников и других, скорее, инфраструктурных и бизнес-решений. Ускорение приема-передачи трафика дает возможность быстрее освободить ресурс сети для потребителя, чтобы не сталкиваться с ситуацией, когда при скоплении пользователей страница открывается очень медленно. Нельзя же затягивать с расширением пропускной способности сетей до тех пор, пока абоненты не столкнутся с ухудшением качества связи из-за перегрузки сетей.
Скорость развертывания сетей будет зависеть от того, насколько быстро будет определена часть спектра для работы 5G, и какой она будет.
Объяснить как это работает проще всего на основе традиционного радио. Вы настраиваете свой радиоприемник на волну, например, 97 FM, где вещает определенная станция на частоте 97 мегагерц. Если же вы хотите включить другую радиостанцию, скажем, 103,5 FM, нужно переключиться на нее. То есть две станции никогда не передают по одному и тому же спектру в одно и то же время в одной и той же зоне, иначе они будут создавать помехи друг другу. При этом в другом регионе на частоте вашей любимой радиостанции может быть расположена другая станция, поскольку беспроводные сигналы передаются только на определенное расстояние.
Для полноценного запуска 5G необходим определенный диапазон радиоспектра. Количество спектра, выделенного для 5G, определит, насколько быстрыми будут сети, основанные на этой технологии. Спектр должен быть достаточно универсальным для всех различных сценариев использования, что вероятно будет означать использование нескольких различных полос частот. В целом частоты необходимы в трех диапазонах: до 1 ГГц, 1-6 ГГц и выше 6 ГГц.
Сигнал в различных частях спектра распространяется на определенное расстояние. Длина волны обратно пропорциональна частоте: то есть высокие частоты имеют меньшую длину волны. Например, 30 Гц (низкая частота) имеет длину волны 10 000 км (более 6000 миль), а 300 ГГц (высокая частота) составляет всего 1 мм. Но когда длина волны действительно мала (например, частоты на верхнем конце спектра), она легко может искажаться. Поэтому действительно высокие частоты не могут распространяться так, как низкие. Также на качество соединения влияет и ширина полосы, которая измеряется разницей между самой высокой и самой низкой частотой сигнала. Когда вы перемещаетесь вверх по радиочастотному спектру, чтобы достичь более высоких диапазонов, ширина полосы частот увеличивается, и, следовательно, увеличивается пропускная способность (то есть вы получаете более высокие скорости загрузки).
Например, миллиметровые волны (mmWave, технически охватывает частоты в диапазоне 30–300 ГГц, но чаще относится к полосам выше 24 ГГц) находятся в высокочастотном спектре и имеют преимущество за счет возможности передачи большого количества данных. Но они также легче поглощаются газами в воздухе, деревьях и близлежащих зданиях. Поэтому спектр mmWave не может использоваться для передачи данных на большие расстояния. Эти недостатки частично можно преодолеть за счет направленных антенн, реализуемых на основе технологий как Massive MIMO и beamforming (формирование луча), но на большие расстояния сигнал в этих частотах стабильно распространяться не может. Частоты mmWave также будут использоваться в тандеме с более низкими частотными диапазонами для обеспечения покрытия и емкости, которые потребуются 5G.
Помимо доступных частот mmWave можно очистить уже используемые диапазоны и повторно развернуть их. Этот процесс называется refarming. По сути его можно сравнить с переработкой поля: если поле используется для помидоров, вы не можете посадить туда кукурузу пока не будут убраны все томаты. Этот процесс затрудняет тот факт, что частоты, занятые предыдущими поколениями связи, до сих пор используются. Кроме того, их частотный диапазон ограничен, а чтобы реализовать весь потенциал 5G, воспользоваться преимуществами более высоких скоростей, предлагаемых этой спецификацией, Международная Ассоциация операторов подвижной связи (GSMA) предлагает выделять не менее 100 МГц в средних частотах каждому оператору мобильной связи. Например, China Mobile будет назначено 300 МГц в полосах частот 2,6 ГГц и 4,9 ГГц.
Основной диапазон для пятого поколения связи по всему миру — 3,5 ГГц с общей шириной полосы до 400 МГц в диапазоне от 3,4 до 3,8 ГГц. Он более привлекателен из-за более широкой доступности в целом по миру и большого количества спектра. Его выделение уже согласовано, например, в Европе: европейские регуляторы определили полосу 3,4–3,8 ГГц и планируют гармонизировать ее, чтобы сделать пригодной для 5G. В России ситуация другая: ключевые пользователи этого диапазона — Минобороны и «Роскосмос». Поэтому сейчас рассматривается вариант развернуть 5G в диапазоне 4,4–4,99 ГГц. Его используют Япония и Китай.
Расхождение в выбранных частотах создает ряд проблем. Есть такое понятие как роуминг данных. С этим мы все могли столкнуться, когда вышла первая модель iPhone с поддержкой 4G, но в России этой услугой было воспользоваться нельзя – чип в телефоне был рассчитан на частоты, которые были выбраны для LTE в США. В России же, как и в Европе, 4G работала в другом диапазоне. Аналогичная ситуация может повториться и с 5G, поскольку основной диапазон для развертывания таких сетей в мире – это 3,5 Ггц и миллиметровые волны. И один из крупнейших разработчиков мобильной экосистемы Qualcomm делает чипсеты и модули, рассчитанные на эти диапазоны. Эти же диапазоны поддерживают уже презентованные флагманы с поддержкой 5G, например, Galaxy S10.
Главная задача сейчас определиться с выбором универсального спектра необходимой емкости, иначе все “плюшки”, которые может дать нам эта технология – от развития беспилотников до быстрого трафика – будут отсрочены на неопределенный период.
Не успев толком добраться до наших смартфонов, связь 5G уже у всех на слуху. Кроме того, вокруг технологии возник один из коронавирусных мифов. Давайте во всём разберёмся — и в мифах тоже.
5G и 4G — в чём разница
Со стандартом 4G мы уже сжились и вполне оценили его плюсы. Казалось бы, куда уж лучше. Оказывается, есть куда. Даже простое сравнение главных показателей 4G и 5G даст вам вполне красноречивую картину.
Скорость передачи данных
В сетях 5G пиковая скорость в 20 раз выше, чем у 4G. Пример для наглядности: пока на устройстве с четвёртым поколением вы скачиваете один фильм в качестве Full HD, ваш сосед с 5G за это время загрузит с два десятка таких же фильмов. И пусть это идеальная ситуация, но и при неблагоприятных условиях всё будет примерно так же: сотовые сети 5G окажутся гораздо быстрее.
Задержка сигнала
Это такой зверь, которого особенно «ценят» любители многопользовательских игр и потоковых видео. Задержка — промежуток времени между вашими действиями на гаджете и реакцией на них со стороны приложения, в котором вы работаете или играете. Этот параметр имеет заметное влияние на качество онлайн-игр, видео и аудиоконференций, которые ведутся через мобильный интернет.
У 4G задержка сигнала составляет около 40 миллисекунд, и этого достаточно, чтобы промахнуться в подвижной игре, даже точно прицелившись: пока система отреагирует, противник уже поменяет местоположение и вы промажете при, казалось бы, верном ударе. Это, конечно же, раздражает.
У сетей пятого поколения задержка в идеале составляет одну миллисекунду и не превышает пяти — разница с 4G минимум в восемь раз. Это очень много.
Ёмкость сети
С каждым днём растёт количество мобильных устройств, которые мы используем в разных целях. Смартфоны, планшеты, ноутбуки, фитнес-браслеты, игровые консоли — все они работают через мобильные сети. Интернет вещей сулит нынешним трудные времена: многочисленные датчики, видеокамеры и прочие устройства, которые активно применяются в умных технологиях, также нуждаются в подключении к мобильной сети. 4G c таким нашествием в обозримом будущем не справится, а вот 5G — вполне.
5G позволяет создать до миллиона подключений на каждый квадратный километр, это на порядок выше, чем у предыдущего поколения сетей.
Ёмкости сети 5G достаточно, чтобы обеспечить связью все наши умные лифты, светофоры, автомобили, медоборудование и т. д. Домашняя сеть 5G избавит вас от подвисаний и торможений личных гаджетов и другой техники: ПК, мобильных телефонов, видеокамер, умных холодильников и т. д. — подключайте их хоть все сразу и наслаждайтесь бесперебойной работой.
Энергоэффективность
Сети 5G смогут работать с маломощными устройствами интернета вещей. Множество микродатчиков и сенсоров будут служить автономно месяцами без смены или подзарядки батареи питания. Это важно, так как обеспечить миллионы доступом к электросети было бы крайне сложной инженерной задачей, часто вовсе не решаемой: она бы свела на нет все плюсы от возникновения интернета вещей.
Степень мобильности
Современный человек на месте не сидит и значительную часть своей жизни проводит в движущемся транспорте — и в эти моменты ему тоже хочется выйти в интернет. Особенно когда предстоит провести несколько часов в поезде. Если это пассажирский состав — ещё ладно, но уже для скоростей «Сапсанов» и «Ласточек» современный стандарт 4G не очень хорош. И снова 5G в приоритете — эта связь может нормально работать даже в японских экспрессах, летящих со скоростью 500 км/ч.
Новому поколению сетей не страшно постоянное повышение нашей с вами собственной мобильности, они обеспечат передачу данных без потери качества.
Области применения 5G
Сети пятого поколения позволят объединить в единую высокоскоростную систему все устройства умного дома. Счётчики, дверные замки, игровые и телеприставки, системы климат-контроля и безопасности — всё это можно будет подключить через мобильную сеть к одному управляющему устройству.
Да что там умный дом — 5G в силах объединить устройства целого умного города. Светофоры, камеры наблюдения, банковские терминалы, паркоматы, навигаторы в автомобилях, арендуемые транспортные средства (в том числе беспилотные) — умные устройства в режиме реального времени будут обмениваться информацией между собой. За счёт этого перемещение по городу станет максимально комфортным и безопасным, заработают новые удобные сервисы, городские коммунальные службы получат современные инструменты мониторинга, что скажется на качестве и эффективности работы.
Владельцы гаджетов, подключённых к 5G, почувствуют невиданную ранее свободу взаимодействия друг с другом. У вас будет практически мгновенный доступ к облачным сервисам, потоковому видео, многопользовательским облачным играм, покупкам в дополненной и виртуальной реальности, совместной удалённой работе в режиме онлайн и многое другое.
Вред от сетей 5G, когда они будут в России, где можно протестировать сейчас
5G и опасность для здоровья
Действующие санитарные нормы по электромагнитному излучению никто не отменял, а потому сети 5G просто не могут быть опаснее существующих сетей связи — базовый принцип их работы один и тот же. Любые сотовые сети опасны только в байках, которым люди верят лишь по незнанию. Шапочки из фольги вам не требуются.
Миф (увы, расхожий) про 5G и коронавирус — лишь один из множества примеров того, как без всяких на то оснований сотовую связь винят в болезнях всех мастей — от головной боли до рака. При этом к нам время от времени приходят даже жалобы на недомогания базовых станций, которые пока не включены.
Где можно протестировать работу 5G в России сегодня
В годах в России было запущено несколько пилотных полигонов для испытаний сетей пятого поколения. Компания МТС получила десять таких зон. В частности, есть зоны на столичной ВДНХ и в Кронштадте. Вот только гаджетов, которые будут работать в тестовых сетях 5G, очень немного, а предназначены эти сети пока для специалистов по связи.
Да, уже сейчас можно найти смартфон с поддержкой 5G. Но в России такой функцией воспользоваться пока негде.
Когда 5G появится в России повсеместно
Сроки коммерческого внедрения 5G в России во многом зависят от предоставления частот, а решение об этом принимает государство. Вряд ли нас с вами ждёт тесное знакомство с 5G в 2020 году. Однако МТС уже получила право развернуть сети 5G по всей стране. Мы предполагаем, что первые коммерческие сети появятся уже в следующем году. Поначалу доступ к новым технологиям получат крупные промышленные предприятия. Постепенно с формированием потребностей и доступностью совместимых устройств доступ к 5G будут получать всё новые и новые пользователи.
Читайте также: