Скоро придет 6G. Родословная мобильной связи

Последнее время борьба за преимущество в сфере информационных технологий обостряется. Того, что еще вчера считалось инновацией и прорывом, сегодня становится недостаточно. Новые разработки требуют все больших вложений и становятся делом государственного, если не мирового масштаба. Один из последних таких проектов – внедрение 5G сетей. 

1G, 2G, 3G и так далее — сейчас так обозначают разные поколения стандартов мобильной связи. Они объединяют несколько технологий, соответствующих определенным требования, главное из которых — скорость передачи данных.

1G

1G, или иначе говоря – первое поколение, появилось в 1980 году. Отличительной чертой этих технологий было то, что они работали на основе аналоговой передачи сигнала. Несмотря на то что использовать их можно было только для телефонных звонков, связь была плохой, во время звонка речь прерывалась и заглушалась помехами, а стоимость одной минуты разговора была очень высокой, именно этот стандарт связи первым получил широкое массовое распространение. Это были сетевые технологии Advanced Mobile Phone System (AMPS), Total Access Communication System (TACS), Nordic Mobile Telephone (NMT) и другие.

Для сравнения, первые телефоны Motorola DynaTAC 8000X, которые появились в свободной продаже в 1983 году, стоили от 3,5 тысячи долларов. Даже без поправки на прошедшие годы это более чем в 1,5 раза больше суммы, которую сегодня придется отдать за премиальный Samsung Galaxy Fold. Соответственно, минута разговора тогда стоила больше 1 доллара.

Кроме того, у технологий стандарта 1G были серьезные изъяны в безопасности: не было возможности зашифровать сигнал, то есть, разговор можно было легко прослушать, номер пользователя можно было довольно легко украсть и совершать звонки за счет его истинного владельца.

2G

С приходом нового поколения технологий 2G в начале 90-х годов сети стали цифровыми и наконец позволили осуществлять не только звонки, но и передачу других данных, например, небольших текстовых сообщений. Впервые возможность отправить СМС появилась благодаря технологии Global System for Mobile Communications (GSM).

Первым текстовым сообщением, отправленным с мобильного телефона, стало сообщение "Счастливого Рождества!". Британский изобретатель этой технологии, Нил Папуорт, изначально думал, что СМС будут использоваться только для рассылки технических и сервисных сообщений и вряд ли мог предположить, что спустя несколько десятилетий они обойдут по популярности звонки.

Скорость передачи данных достигала 14,4 Кбит/с, что в принципе могло сравниться со скоростью стационарных модемов того времени. Развитие технологий 2G в разы увеличило темпы адаптации массовыми потребителями мобильной связи. Но в скором времени их возможностей тоже оказалось недостаточно.

На пути к 3G

Переход к 3G был более длительным. Возможности новых технологий были не настолько значительными, чтобы выделить их в отдельное поколение. Поэтому на пути от 2G к 3G появилось 2.5G (технология General Packet Radio Service (GPRS)) и даже 2.75G — технология Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), которая стала усовершенствованной версией GSM. В то время, когда GPRS уже была распространена довольно широко, Международный Союз Электросвязи (ITU) установил основное требования к стандарту 3G – скорость 2Мбит/с для двигающихся пользователей и 348 кБит/с для пользователей, передвигающихся на транспорте, однако справиться с такой задачей GPRS не могла и оказалась между 2G и 3G. Среди других характеристик – гибкость, доступность, совместимость с другими уже существующими системами и модульный дизайн, чтобы с увеличением числа пользователей сеть можно было расширить и обеспечить больший охват территории.

2.5G позволила передавать данные со скоростью до 115 Кбит/с, относительно комфортно пользоваться интернетом и отправлять ММС. А главное – благодаря GPRS стала возможной непрерывная передача сотовых данных. Так как канал связи, который предоставляет оператор, может использоваться поочередно несколькими абонентами, пользователь впервые начал платить не за общее время, проведенное в сети, а именно за количество использованного им трафика.

3G

К самым распространенным технологиям третьего поколения относят Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) и Code Division Multiple Access (CDMA2000). Скорость передачи данных, которую они могут обеспечить, идеально подходит для видеоконтента: звонков, просмотра фильмов, проведения видеотрансляций.

Для этих технологий существуют специальные надстройки (HSPA или 3.5G, HSPA+ или 3.75G), которые в принципе могут позволить увеличить скорость передачи данных до 600 Мбит/с.

4G

Если говорить о технологиях 4G, то справедливо возникает вопрос о требованиях, которым они должны соответствовать. Стандарты, установленные ITU, предусматривают скорость 1 Гбит/с для двигающихся пользователей и 100 Мбит/с для пользователей, передвигающихся на транспорте. Однако технологии, которые относят к этому поколению во многом благодаря работе маркетологов, например Long Term Evolution (LTE), не могут соответствовать таким жестким требованиям.

Несмотря на это, принципиальные отличия от 3G есть. Сети 4G не обладают возможностью передачи голоса. Они полностью используют свой потенциал для передачи данных. Поэтому для осуществления звонков необходимо использовать другие технологии связи.

5G

Свои требования к пятому поколению ITU ужесточила не так серьезно, что, видимо, связано с историей, сложившейся с 4G. Максимальная скорость передачи данных должна начинаться от 1 Гбит/с. Новый стандарт даст широкие возможности для бизнеса, сложных медиасервисов, VR- и AR-проектов, "умного" города, а также интернета вещей.

Тестирование технологий нового стандарта, проведенное МТС и Huawei еще в 2017 году, показало, что скорость передачи данных у технологий нового поколения может достигать 35 Гбит/с. В рамках эксперимента на демонстрационном стенде они представили макет беспилотного автомобиля и наглядно показали, как он взаимодействует с "умной" окружающей средой с помощью 5G сетей.

Первая технология, которую можно отнести к пятому поколению, появилась в 2017 году. Спустя два года возможность пользоваться интернетом 5G появилась у жителей Южной Кореи. Именно там был выпущен и первый смартфон с поддержкой нового стандарта. Также 5G уже работает в крупных американских городах, мегаполисах Великобритании и в Германии.

В России над запуском и развитием 5G работают операторы МТС и "Билайн" совместно с китайской Huawei, а также "Мегафон" вместе с Nokia.

Нацпроект "Цифровая экономика" подразумевает появление коммерческих сетей пятого поколения к 2021 году в одном из городов России. Среди сложностей, с которыми предстоит столкнуться, — вопрос, связанный с оборудованием (его нужно либо закупать у зарубежных партнеров, либо разрабатывать самим), выделение необходимых частот в диапазоне 3,4-3,89 ГГц, которые сейчас используются для связи военными.

По оценке "Ростелекома", развертывание 5G сетей в России потребует вложения около 1 трлн рублей, что в 3-4 раза превышает затраты на запуск 4G.

6G

В ноябре спустя месяц после запуска 5G, министерство науки и технологий Китая заявило о начале работы над следующим поколением мобильной связи. На данный момент это означает лишь то, что страна заинтересована в развитии этого сегмента и готова продолжать работу. Научные разработки в этом направлении уже ведутся в Финляндии и в США.

Представление о 6G пока очень абстрактное. Это должны быть сети нового поколения, которые получат распространение в 2030-х годах предположительно со скоростью передачи данных от 100 Гбит/с до 1 Тбит/с. Однако точные требования еще предстоит сформулировать ITU.

1prime.ru
фото: sell-off.livejournal.com