Зачем нам сети 5G?
Сегодня разбираемся, что такое технологии 5G, какие они дают преимущества, насколько опасны и стоит ли бояться телекоммуникационного стандарта мобильной связи пятого поколения.
10.04.2020 7317
Зачем нам сети 5G – вопрос, конечно, из категории «Нужны ли мы нам». Если в общем и целом – технический прогресс должен идти. История учит, что при появлении новой техники люди не сразу осознавали ее нужность и важность, и часто заблуждались в перспективах ее развития. Появление новых поколений сетей мобильной связи – тоже не всегда было очевидно оправданно с утилитарных позиций. Действительно, неужели недостаточно фантастической возможности просто говорить с собеседником по сотовому телефону – без всяких проводов, гуляя или даже двигаясь в автомобиле?
История вопроса и перспектива
История вопроса и перспектива
Первое поколение сотовой связи пришло, когда у многих и домашнего телефона не было… А передача файлов, электронная почта в мобильном телефоне – просто за гранью желаний. Но внедрение пакетных технологий и поддержка tcp/ip, которые принесли нам сети второго поколения – это революция, которая сначала вряд ли была массово оценена как обеспечение насущной потребности. А вот сегодня трудно представить смартфон без доступа в Интернет!
Но нам же теперь хочется удобства – высокую скорость и малые задержки при передаче данных, в сочетании с качественной голосовой связью. Собственно, за это боролись разработчики сетей поколений 3 и 4. И успехи впечатляют – в реальных условиях скорость от единиц кбит/с до десятков мегабит/с, задержка от долей секунды до десятков миллисекунд (в теории и спецификациях даже лучше). Достаточно ли этого нам? Нет, конечно.
Сети 5G нацелены на существенный рост не только и не просто скорости на несколько порядков (на сегодняшний взгляд кажущейся даже чрезмерной), но и пропускной способности сети в условиях большой загрузки, и действительно малой (порядка 1 мс) задержки. Не менее важна поддержка очень большого количества устройств в сети, в том числе размещенных очень плотно. Ведь количество обслуживающих наши потребности беспроводных устройств все растет и растет.
С технической точки зрения нас ждет многодиапазонность беспроводных устройств – от привычного суб-гигагерцового до трудно осваиваемого миллиметрового диапазонов. Но без роста используемых полос частот невозможно обслужить растущий трафик. Не касаясь многих других важных особенностей, достоинств и возможностей сетей 5G, можно уверенно считать, что их время придет очень быстро, и нам скоро потребуется дальнейшее развитие беспроводных технологий, которое сегодня осторожно называют NR (New Radio) и более конкретно – 6G!
Надуманные страхи о 5G
Отдельно надо говорить о возможных негативных последствиях развития беспроводных технологий. Очевидно, что сети с высокоскоростным тяжелым трафиком будут потреблять значительные энергоресурсы. Как не смешно, теперь не только энергопотребление мобильных устройств становится слишком заметным (для пользователя – это обременительные габариты и масса аккумулятора), но и энергозатраты на стороне сети могут оказаться далеко не «зелеными»! На решение проблемы энергоэффективности новых сетей направлены значительные усилия.
Также может вызывать беспокойство потенциальный негативный эффект от увеличения совокупных потоков электромагнитных волн, сопровождающий рост загрузки эфира при передаче больших объёмов данных.
Конечно, излучение каждого из беспроводных устройств строго ограничено санитарными нормами (вполне оправданными с точки зрения сегодняшнего понимания биологического воздействия ЭМП), но вот все вместе – в условиях плотного размещения большого их количества – они могут создать заметные потоки электромагнитной энергии, и это надо тщательно контролировать.
Диапазон частот сетей 5G (от сотен мегагерц до десятков гигагерц) на шкале электромагнитных волн
Но современная тенденция развития беспроводных сетей – это сокращение мощностей передатчиков, что выгодно как с точки зрения энергозатрат, так и с позиций минимизации вреда от воздействия поля. Кроме того, чем выше частота (что характерно для новых технологий), тем слабее поле проникает в биоткани.
Поэтому опасно ли внедрение сетей 5G – нет, нисколько, если будут соблюдаться действующие санитарные нормы – причем как для мобильных устройств, так и для базовых станций.
Прогресс неизбежен
Преимущества использования новых технологий всегда превалируют над потенциальными негативными проявлениями – просто надо их ограничивать и контролировать. Массовое внедрение сетей 5G произойдет очень быстро, и мы будем с удивлением вспоминать времена, когда обеспечиваемые ими информационные сервисы (видео высокого разрешения, виртуальная и дополненная реальность, системы диагностики и управления, смарт-транспорт, телемедицина и многое другое) нуждались в путанице проводов.
Малышев Виктор Николаевич
Декан факультета радиотехники и телекоммуникаций СПбГЭТУ «ЛЭТИ»,
зав. кафедрой радиоэлектронных средств,
доктор технических наук, профессор
