Итак, что же нам обещает технология 5G?
- Увеличение скорости в десятки раз до 10 Гб/с,
- Уменьшение задержек (латентность) в десятки раз до 1 мс,
- Увеличение надежности подключения (packet loss error rate) в сотни раз,
- Увеличение плотности (числа) подключенных устройств (106/км2).
Всё это достигается за счет:
- многоканальности (параллелизм по частотам и базовым станциям)
- увеличения несущих радиочастот с единиц до десятков ГГц (пропускная способность радиоканала)
5G улучшит 4G в традиционных областях, будь то мгновенное скачивание фильма, или бесшовная связь мобильного приложения с облаком. Значит, можно будет отказаться от доставки Интернета в наши квартиры и офисы по кабелю?
5G обеспечит универсальную связь всего со всем, объединяя широкополосные, энергозатратные протоколы с узкополосными, энергосберегающими. Это откроет новые, недоступные для 4G направления: межмашинную связь на земле и в воздухе, Индустрию 4.0, Интернет вещей. Ожидается, что 5G-бизнес заработает $3.5T к 2035 году и создаст 22 млн. рабочих мест.
Или нет?..
(Источник картинки — Reuters)
Как это работает
Кто знает, как работает 5G – пропустите этот раздел.
Итак, за счет чего мы сможем достигнуть такой быстрой передачи данных в 5G, как описано выше? Ведь это не магия какая-нибудь?
Увеличение скорости произойдет благодаря переходу в более высокий частотный диапазон – ранее незадействованный. Для примера, частота домашнего WiFi составляет 2,4 или 5 ГГц, частота существующих мобильных сетей в пределах 2,6 ГГц. Но когда мы говорим о 5G, то здесь сразу речь о десятках гигагерц. Всё просто: увеличиваем частоту, уменьшаем длину волны – и скорость передачи данных становится в разы больше. Да и сеть в целом разгружается.
Вот наглядный комикс, как было и как будет. Было:
Будет:
(Источник: IEEE Spectrum, Everything You Need to Know About 5G)
Частота повысилась в десятки раз, поэтому в 5G мы имеем дело с гораздо более короткими, миллиметровыми волнами. Они плохо проходят через препятствия. И в связи с этим меняется и архитектура сети. Если раньше связь нам обеспечивалась большими мощными вышками, которые давали связь на больших расстояниях, то теперь необходимо будет расставить много компактных маломощных вышек повсюду. И учитывайте, что в крупных городах станций потребуется очень много, за счет перекрытия сигнала высотными домами. Так, для уверенного оснащения Нью-Йорка сетями 5G нужно увеличить количество базовых станций в 500 (!) раз.
По оценкам российских операторов, переход на 5G для них будет стоить примерно 150 миллиардов рублей – стоимость, сопоставимая с предыдущими расходами на развертывание 4G-сети, и это даже несмотря на то, что стоимость станции 5G ниже существующих (но их нужно много).
Два варианта сети: стационарный и мобильный
Для уменьшения энергопотребления и повышения дальности используется технология beamforming — динамическое формирование радиолуча для конкретного абонента. Как же это делается? Базовая станция запоминает, откуда и во сколько пришел сигнал (он исходит не только от вашего телефона, но и как отражение от препятствий), и при помощи методов триангуляции высчитывает ваше примерное местоположение, а затем строит оптимальную траекторию сигнала.
Источник: Analysys Mason
Однако необходимость отслеживать положение приемника приводит к небольшому различию для фиксированного и мобильных вариантов использования, и это находит свое отражение в различных кейсах использования (об этом – чуть далее, в разделе «Потребительский рынок»).
Status Quo
Стандарты
Принятого стандарта 5G нет. Слишком сложна технология и слишком много игроков с противоречивыми интересами.
В стадии предложения высокой степени проработки находится стандарт 5G NR (New Radio) от организации 3GPP (3rd Generation Partnership Project), которая разработала предыдущие стандарты, 3G и 4G. 5G использует два радиочастотных диапазона (Frequency Range, или сокращенно просто FR). FR1 предлагает частоты ниже 6ГГц. FR2 – выше 24ГГц, т.н. миллиметровые волны. Стандарт поддерживает стационарные и движущиеся приемники и является дальнейшим развитием стандарта 5GTF от американского телеком-гиганта Verizon, поддерживающего только стационарные приемники (такой вид услуг называется сетями фиксированного беспроводного доступа).
Стандарт 5G NR предусматривает три сценария использования:
- eMBB (enhanced Mobile Broadband) – определяет привычный нам мобильный интернет;
- URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications) — большие требования к скорости отклика и надежности – для таких задач, как автономный транспорт или дистанционная хирургия;
- mMTC (massive Machine Type Communications) – поддержка большого количества устройств, которые отправляют данные редко – кейс Интернета вещей, то есть счетчиков и устройств мониторинга.
Или кратко, то же самое на картинке:
Важно понимать, что сначала индустрия сфокусируется на внедрении eMBB, как более понятном сценарии с существующими денежными потоками.
Внедрение
С 2018 проводится масштабное тестирование, например, на зимних Олимпийских играх в Южной Корее. В 2018-м все российские операторы «большой четверки» провели тесты. МТС тестировала новую технологию совместно с Samsung — проверялись сценарии использования с видеозвонками, передачей видео высокого разрешения, онлайн-играми.
В Южной Корее, впервые в мире, 5G сервис был предложен в конце 2018-го. Всемирное коммерческое внедрение ожидается в следующем, 2020-ом году. На начальном этапе будет использоваться диапазон FR1 как надстройка к существующим 4G сетям. Согласно планам Минкомсвязи, в России 5G начнет появляться в городах-миллионниках с 2020-го года. На практике, масштабное развертывание будет определяться возможностью монетизации, и этот аспект 5G пока не ясен.
В чем же проблема с монетизацией? Дело в том, что телеком-операторы пока не видят весомых оснований для модернизации: существующие сети вполне справляются с нагрузкой. И сейчас 5G рассматривается ими скорее в плоскости маркетинга: иконка 5G на экране телефона однозначно будет плюсом в глазах абонентов телеком-оператора. Показателен анекдотический случай с оператором AT&T, разместившим иконку 5G при отсутствии реальной сети, за что конкуренты предъявили ему судебный иск за обман.
Если хорошо присмотреться, то видно, что иконка на самом деле «5GE» — расшифровывается как 5G Evolution, и внезапно это не 5G, о котором мы думаем, а всего лишь лейбл, придуманный маркетологами для существующей LTE-сети с некоторыми улучшениями.
Чипсеты
Микроэлектронные компании уже инвестировали многие миллиарды долларов в 5G. Микросхемы для 5G NR сотовых модемов предлагает Samsung (Exynos Modem 5100), Qualcomm (Snapdragon X55 modem), Huawei (Balong 5000). Модемы от Intel, нового игрока на этом рынке, ожидаются к концу 2019. Модем Samsung выполнен по 10нм FinFET технологии, и совместим со старыми стандартами, начиная с 2G. В частотном диапазоне до 6ГГц обеспечивает скорость загрузки до 2 Гб/c, при использовании миллиметрового диапазона скорость возрастает до 6 Гб/c.
Телефоны
Практически все производители телефонов на Android объявили о планах внедрения 5G. Samsung представила флагман Galaxy S10 в версии для 5G на выставке Mobile World Congress в конце февраля 2019 г. Уже 5 апреля состоялся его релиз в Корее. В США новинка появилась 16 мая, и там соединение происходит с сетью телеком-оператора Verizon. Подтягиваются и другие операторы: AT&T заявляет о планах выпустить совместно с Samsung второй смартфон во 2-й половине 2019 года.
В течение года 5G-смартфоны разных производителей, в основном премиального класса, будут поступать на прилавки магазинов. По некоторым оценкам новая технология увеличит стоимость устройств на $200-300 и абонентскую плату на 10%.
Потребительский рынок
Кейс 1. Домашний Интернет
5G-сети фиксированного беспроводного доступа станут альтернативой проводному интернету в наших квартирах. Если раньше Интернет поступал в нашу квартиру по кабелю, то в будущем — из 5G-вышки, а дальше уже роутер будет раздавать его через привычный домашний WiFi. Основные компании-игроки закончили подготовку, синхронизируя выпуск роутеров в продажу с развертыванием 5G сетей. Типичный 5G-роутер стоит $700-900, и обеспечивает скорость скачивания 2-3 Гбит/сек. Таким образом операторы решат для себя проблему «последней мили» и уменьшат затраты на прокладку проводов. И не нужно бояться, что существующие магистральные сети не справятся с тем увеличившимся трафиком, который будет поступать от сетей 5G: ведутся исследования по использованию существующего резерва оптоволоконных сетей — так называемое «черное волокно» (dark fibre).
Насколько в новинку этот сценарий будет для пользователей? Уже сейчас в некоторых странах перестают пользоваться традиционным домашним проводным интернетом, и переходят на LTE: оказывается быстрее и дешевле пользоваться мобильной связью во всех ситуациях, при наличии удобных тарифов. Такая ситуация, к примеру, сложилась в Корее. И она проиллюстрирована вот в этом комиксе:
Кейс 2. Массовые скопления людей
Наверняка все бывали в такой неприятной ситуации: приходите на выставку или стадион, и пропадает мобильная связь. И это именно в тот момент, когда хочется запостить фото или написать в соцсети.
Стадионы
Samsung провел тест совместно с японским телеком-оператором KDDI на 30-тысячном бейсбольном стадионе. Используя тестовые 5G-планшеты, удалось продемонстрировать стриминг 4K-видео одновременно на нескольких планшетах.
Стадион – один из трех сценариев, которые проиллюстрированы в демозоне под названием 5G City, расположенной в г. Сувоне (штаб-квартире Samsung). Другие сценарии включают в себя городскую среду (подключение видеокамер, сенсоров и информационных табло) и высокоскоростную точку доступа для доставки HD-видео в движущийся автобус: пока он проезжает мимо точки, успевает скачаться фильм.
Игры
Компания Niantic – создатель всемирно известной геолокационной игры Pokemon Go – возлагает большие надежды на 5G. И вот почему: не так давно в игре появились групповые события – рейды. В рейдах вам нужно скоординироваться с другими игроками, чтобы совместными усилиями победить особенно сильного покемона, и это создает интересные ситуации в реальной жизни. Так, главная легендарная локация игры с самым редким покемоном Mewtwo находится на Таймс-Сквер в Нью Йорке – можете себе представить, какая там способна собраться толпа, состоящая не только из охотников на покемонов, но и просто туристов.
Дополненную реальность также рассматривают как «killer app» для 5G. В этом ролике вы можете увидеть концепт магических поединков в реальном времени, которые сейчас разрабатываются Niantic в новой игре по мотивам «Гарри Поттера». Niantic уже заключила партнёрство с Samsung и операторами Deutsche Telecom и SK Telecom.
Транспорт
Наконец, интересен кейс с поездами. Появилась идея снабдить железную дорогу связью 5G для развлечений и комфорта пассажиров. Исследование Бристольского университета показало: чтобы добиться высокоскоростной бесшовной связи, нужно оснастить железную дорогу точками доступа на расстоянии 800 метров друг от друга!
Пример того, как нужно расставить точки доступа вдоль железнодорожного полотна
Были успешно проведены тесты на поезде, курсирующем возле Токио – их проводила Samsung совместно с телеком-оператором KDDI. В ходе тестов была достигнута скорость 1,7 ГБит/с, и в процессе теста произошло скачивание 8К-видео и загрузка 4К-видео с камеры.
Новые сценарии использования
Но всё это — скорее решение уже привычных нам задач. А что принципиально нового может предложить нам 5G?
Connected car
Основное преимущество – маленькая латентность, позволяющая машинам связываться друг с другом на скоростях до 500 км/ч. В отличии от людей-водителей, машины наконец смогут договориться между собой или с неподвижной инфраструктурой о маневрах, сделав дорогу безопасней. Интересно, что система будет учитывать погодные условия: все знают, что в скользкую погоду тормозной путь длиннее, поэтому и правила в такой системе должны меняться.
Европейская ассоциация 5GAA (Automotive Association) уже объединяет более 100 основных телеком- и автопроизводителей по всему миру с целью ускорить развертывание системы C-V2X (Cellular Vehicle-To-Everything). Основные задачи ассоциации – всеобъемлющая дорожная безопасность и эффективность движения. На безопасность могут рассчитывать также велосипедисты и пешеходы с 5G-смартфонами. Участники движения на расстояниях до 1 км смогут связаться напрямую, при больших расстояниях им понадобится наличие 5G-покрытия. Система обеспечит создание коридоров для полиции и скорой помощи, предусмотрит обмен сенсорикой между машинами, удаленное вождение и прочие чудеса. После запуска C-V2X ассоциация планирует применить полученный опыт в 5G V2X, где замахнется на индустрию 4.0, умные города и все, что
Примеры ситуаций, которые можно разрешить при помощи Connected Car. Источник: Qualcomm.
5G позволит связываться не только наземным машинам, но и летательным аппаратам. В этом году Samsung, совместно с испанским интернет-провайдером Orange, продемонстрировал, как удаленный пилот управлял полетом дрона, пользуясь развернутой 5G сетью, и получая видеопоток высокого разрешения в реальном времени. Американский провайдер Verizon в 2017-м купил оператора дронов Skyward, обещает миллионы 5G-подключенных полетов. Дроны компании уже подключены к запущенной 4G-сети Verizon.
Индустрия 4.0
Вообще выражение «Industrie 4.0» придумали в Германии для своей программы модернизации промышленности. Ассоциация 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation) со штаб-квартирой в Германии объединяет с 2018 года производственные компании, заинтересованные в использовании 5G. Наибольшие требования к латентности и надежности предъявляет контроль движения промышленных роботов, где время отклика не может превышать десятков микросекунд. Сейчас это решается с помощью Industrial Ethernet (например, стандарт EtherCAT). Вполне вероятно, что 5G поборется и за эту нишу!
Другие применения, такие как связь между индустриальными контроллерами или с человеком-оператором, сенсорные сети, менее требовательны. Сейчас большинство таких сетей используют кабель, так что беспроводный 5G представляется экономически оправданным решением, вдобавок позволяющим быструю реконфигурацию производства.
На практике, экономическая целесообразность приведет к внедрению 5G в наиболее дорогостоящих областях, связанных с оплатой человеческого труда, например, водителей погрузчиков на фабриках и складах. Так, европейская инженерная компания Acciona продемонстрировала автономную роботележку MIR200. Тележка передает 360-видео в высоком разрешении, удаленный оператор поможет ей выехать из непредвиденной ситуации. Тележка использует 5G-технологии Cisco и Samsung.
Технологии дистанционного сотрудничества пойдут дальше. В этом году было продемонстрировано, как хирург-эксперт в реальном времени наблюдает за ходом онкологической операции, происходящей за многие километры от него, и показывает своим коллегам, как лучше производить операцию. По мере усовершенствования технологии, он сможет принять более активное участие, уже непосредственно управляя хирургическими инструментами.
Интернет вещей
Прежде всего, 5G решит проблему с многочисленными и плохо поддерживаемыми стандартами связи Интернета вещей, которая сейчас, по нашему мнению, ограничивает развитие этого направления.
Здесь 5G может предложить следующее:
- Ad hoc сети (без роутеров)
- Высокая плотность подключенных устройств
- Поддержка узкополосных, энергоэффективных (10+ лет на одной батарейке) коммуникаций
Но похоже, большому бизнесу пока интересней другие, отличные от Интернета вещей сценарии. Беглый поиск по интернету не нашел демонстраций ключевыми игроками преимуществ 5G для Интернета вещей.
Завершая эту тему, обратим внимание на следующую интересную возможность. Сейчас зависимость от розетки или необходимость замены батарей ограничивает выбор «вещей». Низкочастотная индуктивная беспроводная зарядка работает лишь на расстоянии в несколько сантиметров. 5G и его направленные миллиметровые волны позволят эффективную зарядку на расстояниях в несколько метров. Хотя существующие стандарты это и не оговаривают, мы не сомневаемся, что инженеры скоро найдут способы воспользоваться этой возможностью!
Возможности для разработчиков
Если вас заинтересовала тема, то куда двигаться дальше?
Связи. Лично познакомиться с 5G-игроками можно будет на ближайших российских конференциях Сколково Startup Village 2019 29-30 мая, Wireless Russia Forum: 4G, 5G & Beyond 2019 30-31 мая, CEBIT Russia 2019 25-27 июня, Smart Cars & Roads 2019 24 октября.
Из академических контактов следует отметить Moscow Telecommunication Seminar проводимый в Институте Проблем Передачи Информации.
Финансирование. Ключевые игроки проводят конкурсы по использованию 5G в разных областях. В США Verizon недавно объявила конкурс «Built on 5G Challenge» на Индустрию 4.0, иммерсивные потребительские приложения (VR/AR), и прорывные идеи (меняющие наш образ жизни и работы). Конкурс открыт для зарегистрированного в США малого бизнеса, заявки принимаются до 15 июля. Призовой фонд — $1M. Победители будут названы в октябре этого года.
Трудоустройство. Помимо сотовых операторов большой четверки, в России есть несколько компаний, планирующих использование 5G в ближайшем будущем. Бизнес-модель ведущего провайдера доставки контента в России и СНГ, компании CDNVideo – плата за объем полученного трафика. Использование 5G, потенциально снижающего эту цену, позволит компании снизить издержки. Компания PlayKey продвигает игры в облаке, неудивительно, что и в ее планах использование 5G.
Open Source, по видимости, будет играть ключевую роль в инфраструктуре. Американский Open Networking Foundation поддерживает 5G. Европейский OpenAirInterface Software Alliance объединяет желающих обойти проприетарные компоненты 5G инфраструктуры. Стратегические направления включают поддержку 5G модемов и software-defined систем, гетерогенные сети и интернет вещей. O-RAN Alliance виртуализирует сети радиодоступа (Radio Access Networks). Реализация ядра сети доступно от Open5GCore.
Авторы:
Станислав Полонский — Начальник управления перспективных исследований и разработок Исследовательского центра Samsung
Татьяна Волкова — Автор учебной программы проекта IoT Академия Samsung, специалист по программам корпоративной социальной ответственности Исследовательского центра Samsung
Комментарии (99)
Bookvarenko
17.05.2019 19:38Профессии будущего: «Деинсталлятор ПО бытовой техники.»
solariserj
18.05.2019 11:14очищаю телевизоры, холодильники, микроволновки и др технику от… Браузера Амиго
Marwin
17.05.2019 23:05вообще, конечно, тяжело принять факт (особенно возрастным айтишникам), что мобильный инет может стать надежнее вафли и быстрее провода. Однако вот дочь вообще не парится и весь день может просидеть дома на LTE, ибо, мол он работает всегда! а твоя вафля на сяоми раз в неделю отваливается.
Но, имхо, тут есть некое лукавство. Если бы я потратил столько сотен долларов на вайфай репитеры, сколько стоит её айфон с LTE, то оно бы рвало этот LTE как Тузик грелку. Собрать вафлю на 500мбит за 3-4 тысячи рублей элементарно. LTE и тем более 5G — невозможно.
Фактически, маркетинг нам просто впаривает дорогущую технологию, аналог которой бы можно было и так собрать на существующем оборудовании при даже меньших затратах, только вот что-то не особо надо.
PS не то, чтобы я против прогресса. Просто надо понимать, что это не революция, а просто попытка продвижения дорогого качественного сервиса и оборудования в широкие массы, что можно было сделать и раньше, просто… не могли придумать повод / народ был не готов (точнее не так повально зависим от мобильного контента)
AC130
17.05.2019 23:59Если бы я потратил столько сотен долларов на вайфай репитеры, сколько стоит её айфон с LTE, то оно бы рвало этот LTE как Тузик грелку.
А ничего что стоимость айфона складывается не столько из Wi-Fi и LTE, сколько из бренда и, собственно, всей остальной части железки?Marwin
18.05.2019 00:31По некоторым оценкам новая технология увеличит стоимость устройств на $200-300
Типичный 5G-роутер стоит $700-900ну айфон условен в моем примере… идея в том, что ценовой класс типичного вайфай чипа, например MT7620A или даже MT7621A с wave 2 всё равно будет значительно дешевле 5G модема. Да, их придется поставить хотя бы два на моей площади, дабы создать качество покрытия, аналогичное обещанному 5G, но даже в этом случае оно останется дешевле.
5G больше про удобство и миниатюризацию в рамках единого компактного устройства, но за счет значительной наценки по сравнению с сопоставимым пользовательским опытом, который можно построить и сейчас и дешевле, но не так удобно/просто/компактно.AC130
18.05.2019 00:37Но ведь буквально рядом в статье написано следующее:
Если раньше Интернет поступал в нашу квартиру по кабелю, то в будущем — из 5G-вышки, а дальше уже роутер будет раздавать его через привычный домашний WiFi.
Т.е. тут 5G выступает в качестве замены Ethernet, а с Wi-Fi он вообще параллелен.
nidalee
18.05.2019 13:08Т.е. тут 5G выступает в качестве замены Ethernet
Вот, теперь и роутеры придется подбирать и перешивать, чтобы они на анекдоты и знакомства операторов не соглашались…
Quei
17.05.2019 23:40Стадионы, Игры, Транспорт — под этими заголовками много текста про то, что это позволит реализовать 5G, но ничего про то, что фактически это уже давно реализовано в 3G и 4G.
Теоретическая скорость 4G — 1Гбит/с. 100 Мбит/с у абонентов с высокой мобильностью. Этого более чем достаточно, чтобы смотреть 4К стримы и фильмы онлайн. Но даже в этом случае — 4К контента практически нет, и просмотр видео в таком разрешении на мобильном устройстве также лишен всякого смысла. Таким образом, всё, что вы описали, это не фишки 5G. С этим вполне справляется 4G. И объективной необходимости в скоростях более 100 Мбит/с, тем более на мобильных устройствах, тем более с лимитированными тарифами, как-то не видно…
Вы также упомянули концепцию интернета вещей, которая действительно будоражит весь мир. Её обещали еще в 3G. И вроде бы технически никаких проблем, но ни в 3G, ни в 4G не получилось. Вещей много, и необходимы безлимитные, действительно недорогие тарифы, пусть даже с ограничением по скорости. А тарифов таких так и не появилось. Никто не будет платить 300 рублей в месяц за чайник, столько же за холодильник, за мультиварку, лампочки и т.д. Я не вижу, чтобы 5G как-то мог повлиять на политику операторов в этом плане. Т.ч. на мой взгляд статья никак не соотносится с реальностью. Единственную разницу, которую почувствуют пользователи — ускоренный разряд батареи.
stetzen
18.05.2019 00:03Меня, если честно, всегда смущают вот эти заявления про то, что «у 4g — гигабит, и даже у 3g — десятки мегабит». Выпав из 4г в 3г я сейчас начинаю ощущать себя крайне некомфортно, всё тормозит и грузится через раз. Насколько я могу понять, эти мегабиты — это пикавая скорость связки сота-абонент при условии одного абонента на соте, а то и вообще пиковая скорость соты в целом. Если речь про второе — то мы сразу же оказываемся в ситуации, когда эти десятки мегабит размазаны на 100500 абонентов и привет, никакой скорости нет. 4г в целом тянет, но это пока что. Условно, в тот момент, когда просмотр видео потоком станет полностью общепринятым, в вагоне электрички интернеты могут кончится, просто потому, что 300 человек одновременно начали смотреть видосы и выжрали весь гигабит. А ведь можно ещё представить себе разные истории со стримингом видео, условно, для того, чтобы нейросеть на сервере развесила людям в умных очках метки дополненной реальности, например.
Кажется, что интернет вещей сдерживается скорее не тарифами, а отсутствием технологии, если честно. У меня не очень поворачивается фантазия придумать, что такого можно устроить, что с одной стороны требовало бы себе жирный канал, а с другой — не требовало бы себе жирную нейросетку, чтобы этот видеоканал разбирать и модифицировать. Всевозможные умные лампочки/термостаты/что там ещё для умного дома — вот они, бери и ставь, просто они никому особо не нужны. Всевозможные умные часы/трекеры — бери и покупай, но там проблема тоже никак не связана со связью, а связана скорее с энергоэффективностью. А вот какие-то умные очки — там только-только появились технологии, которые позволят без чемодана с видеокартой за разумные деньги что-то там на картинке рисовать (да и с дисплеями там все не слава богу), умные (вот прям очень умные) машины — там, кажется что, нужна сверхнизкая латентность и очень высокая стабильность соединения, а не только ширина канала (чтобы, например, избегать столкновений) и так далее.Quei
18.05.2019 00:22Гигабиты, о которых везде пишут, это про миллиметровый диапазон, десятки ГГц. Нужна практически прямая видимость. Если говорить о вагоне электрички, разница с 4G будет незначительна.
Использовать мобильную сеть для избежания столкновения — так себе затея. В 5G действительно обещают снижение задержки. Но гарантировать низкую задержу не возможно. Связь и позиционирование между транспортными средствами должны всё-таки производиться напрямую.
firk
18.05.2019 00:12Я конечно понимаю что мнение это непопулярное и его вероятно заминусуют, но лезть в сантиметровые (увы, уже заняты 5ггц вайфаем), а тем более миллиметровые (30+ггц) диапазоны я бы на месте гос регуляторов запретил всем кроме тех мест где от этого напрямую зависит обороноспособность (там много чего плохого вынужденно разрешено).
тяжело принять факт (особенно возрастным айтишникам), что мобильный инет может стать надежнее вафли и быстрее провода
Не может. Ну то есть, если вы хотите сделать плохой провод (хуже чем беспроводное подключение) — вы всегда это можете, но речь то не об этом.
Ну и учтите, что провод передаёт информацию по очень тонкому, локализованному в пространстве каналу, никому вне своего объёма не мешая. Рядом с одни проводом вы можете положить ещё 1000 таких же, кратно подняв скорость и всё так же занимая относительно мало места. Беспроводная же связь замусоривает общее пространство, и большое.Marwin
18.05.2019 01:03это в теории, и с чем я совершенно не спорю, но на практике часто выходит, что 8 жильный провод в общем коридоре пополам на две квартиры, маршрутизаторы глючат, без электричества в доме не работают и не всегда включаются обратно. А вышка операторов большой
тройкичетверки просто работает… Понятно, что это не проблема технологии… но проблема лишних звеньев, которых можно избежать на пусть даже "теоретически" более проблемном решении
SignallerK
18.05.2019 16:48Вышка работает 6 часов по стандарту если на ней тоже нет питания. Но это если "аккумуляторы вчера поставили", а по факту меньше. Так что тоже не панацея.
ksr123
18.05.2019 07:18Ничего не понял. Зачем запрещать?
xirahai
18.05.2019 19:25-1Дело в том, что миллиметровые волны на частотах более 30 ГГц сильно поглощаются атмосферой. Поэтому на протяжении всего периода эволюции человека и других живых существ — они не подвергались действию мм волн. Как повлияет на здоровье искусственный фон мм волн, да еще значительной интенсивности — не изучено. И наиболее вероятно что они вряд ли окажутся полезными.
Не говоря уже про эпический проект:
Низкочастотная индуктивная беспроводная зарядка работает лишь на расстоянии в несколько сантиметров. 5G и его направленные миллиметровые волны позволят эффективную зарядку на расстояниях в несколько метров.
На расстояниях в десятки метров мм волны особо не затухнут. Закономерный вопрос: что случится с живыми существами, случайно оказавшимися в луче такой «беспроводной зарядки», несущем мощность даже несколько Вт?AC130
18.05.2019 21:49Кхм, если не ошибаюсь, в случае беспроводной связи типичный уровень мощности на приёмнике порядка 70-100 децибелл, что соответствует микро-нановаттам. Это «значительная интенсивность»?
Да и по запросу «300 ghz radio waves health impact» Google Scholar выдаёт некоторое количество статей. Неужели и правда не изучался этот вопрос?xirahai
18.05.2019 23:39Это в радиосвязи к приемнику приходит -70..100 дБ (то есть нановатты) от находящегося где-то передатчика базовой станции. Но канал связи двусторонний, и передатчик телефона находится в непосредственной близости от человека. Особенно во время разговора, если не используется гарнитура. Тогда есть риск словить намного больше, и прямо в голову. В сети бытует много разных мнений и описаний экспериментов с растениями и живыми клетками, и общее впечатление что влияние до конца не изучено. Впрочем это не мешает использовать мм волны в медицине.
А что касается беспроводной зарядки, там передается от нескольких Вт до десятков ватт — что является ощутимой дозой даже на используемых сейчас длинах волн. Поэтому не следует располагать зарядку рядом с людьми и животными. Ну и не допускать чтоб во время работы на ней грелся кот, иначе его век может сократиться.AC130
19.05.2019 09:171. Телефон передаёт на той же мощности, что и базовая станция?
2. Google Scholar — это не про «мнение в сети», это про «мнение научного сообщества»xirahai
19.05.2019 11:17Сравнивая дозу получаемую тушкой от телефона или от БС, лучше рассматривать не мощность, а интенсивность потока радиоволн. Простейшие геометрические построения: допустим мощность станции 10 Вт, излучаемые в секторе 45 градусов. Для наглядности будем считать что это конус, расходящийся из точки излучения. На расстоянии 100 м от антенны БС, эти 10 Вт распределятся по площади примерно 5000 кв.м, что составит 2 милливатта на кв. метр. С учетом фронтальной площади человека менее одного кв. метра — он получит незначительную дозу в районе милливатта. Которая с увеличением расстояния до БС уменьшится до микроватт.
Мощность излучаемая телефоном примерно 0.2 ватта при хорошей связи. Чем хуже условия связи, тем большую мощность телефон выдает в антенну чтобы достучаться до БС. Если считать диаграмму антенны телефона круговой, то есть излучение распространяется равномерно во всех направлениях — телефон прижатый к уху передает человеку около половины излучаемой мощности. Что при любом раскладе на порядки больше, чем получаемая от базовой станции.AC130
19.05.2019 11:36Если считать диаграмму антенны телефона круговой, то есть излучение распространяется равномерно во всех направлениях — телефон прижатый к уху передает человеку около половины излучаемой мощности.
1. Это означает что если человек повернётся неудачно по отношению к базовой станции, то уровень сигнала упадёт до нуля.
2. Это же означает что делать антенны с круговой диаграммой нет смысла, лучше направить вдвое больше мощности в одну полусферу. Если человек будет прикладывать телефон к уху не той стороной, то он во-первых ничего не услышит (потому что динамик будет направлен в другую сторону), а во-вторых пропадёт сигнал.xirahai
19.05.2019 12:20В радиосвязи редко бывают случаи когда так сразу "до нуля". Обчно происходит ослабление на сколько-то дБ. При сильном ослаблении может произойти хэндовер на другую БС. Ну или сам человек интуитивно повернется к станции, почувствовав ухудшение связи.
Сделать антенну с диаграммой в виде задней полусферы в принципе возможно. Правда с учетом конструкции телефона, на используемых сейчас частотах вряд ли получится удвоить мощность в нужном направлении. Скорее всего придется поглощать всё что излучается сквозь экран в направлении головы. Но как тогда быть с телефоном, лежащим экраном вверх? Как он достучится до БС, особенно в условиях неидеальной связи?
ksr123
18.05.2019 23:27Какая теоретическая основа для этого есть? Ну, для негативного влиятия таких волн на человека.
Честно, просто вопрос без издёвки, просто любопытно.xirahai
18.05.2019 23:50Пока просто личное мнение, на основе изучения того что есть в сети по теме. Некоторые аспекты изучены, их применяют даже в медицине. Но там просчитанное и строго нормированное воздействие. Наименее изучен вопрос как будет влиять на живые клетки фон мм излучения — он слабый, но будет постоянно действовать на протяжении многих лет.
ksr123
18.05.2019 23:55Ну вот я и прошу ссылки на теоретические основы, которые могли бы говорить о негативном влиянии такого излучения.
А, кстати, где оно в медицине применяется? Тогда точно должны быть ссылки на Пабмед.
Я ж не придираюсь, просто любопытно!
А фраза «он слабый, но будет постоянно действовать на протяжении многих лет» не имеет логических оснований, так можно о чем угодно рассуждать. Типа, поедание огурцов имеет слабое влияние, но в течение 1000 лет…
Нужны ссылки на исследования. Или хотя бы на теоретические основы.xirahai
19.05.2019 00:14Сейчас компа нет под рукой, а с мобилки не сподручно. Просто погуглил о влиянии мм волн на живые организмы. Вы можете с успехом сделать то же самое, хотя бы посмотреть в википедии.
ksr123
19.05.2019 00:41Ну простите, вы заявляете — вы и доказываете. В инете множество противоречивой информации, но я уверен, что у вас есть конкретные ссылки, где есть те самые теоретические основы. Поэтому жду, это не срочно.
firk
19.05.2019 01:16Говорят же: не изучено.
Если же речь про совсем базовые основы, то вот две сразу:
1) Воздействие тупо энергией. Мощность там может и маленькая но энергия излучения передаётся фиксированными микропорциями, и чем больше частота — тем больше эти порции и тем больший вред они могут нанести разовым взаимодействием с какой-нить молекулой. Пример явления где частота (длина волны) оказывается важнее мощности — красная граница фотоэффекта.
2) электромагнитные наводки: в первую очередь вспоминается нервная система, которая сигналы передаёт электричеством, чем меньше длина волны — тем проще это излучение "принять" как антенной; но думаю есть и другие места
ksr123
19.05.2019 01:24Стоп, стоп. Чтобы что-то изучать — нужны теоретические основы. Мы не в Древней Греции, чтобы всё проверять на практике, и мы не в XVIII веке, чтобы все проверять на себе. У нас есть самое большое достижение человечества за всю историю — научный метод.
Мы не будем проверять влияние лунного света на рост телеграфных столбов, так как нет ни малейших для этого теоретических предпосылок. Мы не будем, скажем, проверять влияние кошачьего мяуканья во дворе НИИ на рост кристаллов бихромата калия по той же причине.
Вот так и тут.
Да, нервные сигналы передаются электричеством. При этом магнитные поля, даже самые сильные, не образуют в нервной системе никаких наводок. МРТ проходят без последствий. Ну, и вокруг любого человека в городе просто огромное количество электромагнитных полей совершенно разных частот и энергий.
Почему именно вот эти данные частоты должны как-то особенно влиять?
Воздействие «микропорциями»? Ну да, квантование энергии было открыто более сотен лет назад, что сейчас поменялось? Мне вот лично крайне сложно представить, каким местом человек вообще может реагировать на подобные виды излучения. Ну нет у него таких органов…
rogoz
19.05.2019 04:13Если что, надеюсь вы в курсе, что фотоны красного света куда мощнее этих страшных 20-30 ГГц фотонов??
Ostapus
20.05.2019 12:51в случае wifi/провод — инет какой угодно, но только не мобильный. если не считать за мобильность перемещения в квартире.
IkaR49
18.05.2019 08:46У меня в глубине квартиры кроме EDGE ничего не ловит, а вы про миллиметровые волны ещё говорите. Совсем без связи хотите оставить?
Nubus
18.05.2019 10:01Это конечно все красиво, но вот какую задержку будет вносить обработка сигнала? Проблема с Bloat buffer там как решается? Ведь для видео нужна скорость, а для игр нужны пакеты с минимальной задержкой и в правильном порядке.
Alexey86
18.05.2019 18:54Время обработки сигнала ограничено, а для случая URLLC очень жёстко ограничено. :) Например, в LTE минимальная задержка передачи данных 10-11 мс. Это абсолютно пустая система, один абонент и близкий к идеальному радиоканал (без ошибок/потерь). В 5G при мм диапазоне это значение может быть на порядок меньше. Сама передача сигнала по радио 0.125 мс, плюс обработка столько же или два раза по столько же. Опять же это в пустой системе и при очень хорошем радиоканале. Про порядок доставки пакетов, тут ничего нового нет, все давно придумано. Опять же, если радиоканал хороший, то ничего особо делать и не надо. Конечно, с оптикой задержки не сравнить. Но с другой стороны может пары-тройки мс и достаточно для игр?
DGN
19.05.2019 10:18+2Для игр интересны не минимальные задержки, а максимальные. Если будет 5ms типично, но иногда 300ms — играть станет некомфортно, а если будет проскакивать 1000ms то и невозможно. Оптика (да и все проводные каналы) хороши своей стабильностью. 5G никогда не покроет всю зону покрытия, ее удел места скопления генерирующих траффик людей (концерты, конференции, митинги и спортивные мероприятия, аэропорты/вокзалы). Ну может ради престижа покроют Москву внутри садового кольца единой сетью для всех 4 операторов, может новую скоростную ЖД на Питер и Казань покроют.
p.s. Куда больше хочется увидеть повсеместную поддержку Wi-Fi CallingAlexey86
19.05.2019 11:40Про джиттер понятно. Тут конечно могут быть разные ситуации и много всяких влияющих факторов. С точки зрения технологий, 5G предоставляет возможность передачи данных с низкими задержками. Дальше все зависит от качества сети и нагрузки в конкретные моменты.
«5G никогда не покроет всю зону покрытия» — покроет, покроет. Будьте уверены. :) Тут нет ничего нового. 5G использует те же базовые технологии (плюс несколько новых) и те же частоты (+мм волны), что и 4G. А 4G покрытие уже есть.DGN
19.05.2019 11:50И тем не менее, никто не выключает 900 мегегерцовые 2G станции, не переводит их на 4G и даже 800 мегагерцовый 4G не особо распространен.
Беру свои слова обратно, «никогда» это неподходящее свово, пусть будет «в ближайшие 5 лет».Alexey86
19.05.2019 12:25«И тем не менее, никто не выключает 900 мегегерцовые 2G станции, не переводит их на 4G» — выключают и именно переводят. :) Только не во всех станах. Погуглите, если интересно.
Про ближайщие 5 лет, смотря где. В России возможно. В Ю.Корее, Штатах, Китае, Японии, местами в Европе точно будет раньше, а в Ю.Корее уже есть.
Nubus
20.05.2019 18:04Как он покроет если проникающая способность 5G диапазона сильно ограничена? Смотрите тут какая схема, джиттер это раз. Второе, мы сейчас говорим про одного абонента, а если стандартная 9ти ли 12ти этажный дом, какой процессорной мощностью должна обладать станция чтобы всем абонентам предоставить эти .125мс обработки сигнала? А если учесть что сейчас в таких домах на одного человека может быть до 5ти устройств.
Alexey86
20.05.2019 18:51Если у вас дома работает 4G, то будет работать и 5G. Все LTE частоты можно использовать и для 5G.
В 9ти или 12ти этажном доме останется оптика. Смысла менять ее на 5G в этом случае нет. Если это а-ля таунхаусы, тогда такой вариант возможен. Не все операторы видят даже в этом случае бизнес-кейс. Но некоторые пробуют, посмотрим, что получится.
Brutis
18.05.2019 13:09На телефоне в основном трафик лимитирован, быстрее скорость = быстрее он закончится :)
Поймал вирус — он качнул 100500 Гигов трафика — оператор доволен :)LAG_LAGbI4
19.05.2019 09:35чушь. в андройде есть ограничение трафика. на айфоне нет вирусов
xirahai
19.05.2019 12:41на айфоне нет вирусов
Да-да, а еще СМИ всегда говорят правду, Земля плоская, американцы не летали на Луну…SandroSmith
20.05.2019 16:24Сарказм неуместен. Покажите хоть один вирус (именно вирус, а не социнженерию) на iOS.
Tyusha
18.05.2019 14:42Видимо для обслуживания сот 5G и запускает спутники SpaceX и OneWeb. Т.к. другого варианта появления большого количества платёжеспособных абонентов из «первого мира», готовых использовать для связи чемоданчик, вместо привычной карманной трубки, не усматривается.
Alexey86
18.05.2019 15:55Не смог пройти мимо. При всем моем уважении к компании Samsung и авторам статьи, местами написаны небылицы.
1. «увеличения несущих радиочастот с единиц до десятков ГГц (пропускная способность радиоканала)» — тут имеется в виду центральная частота или ширина канала? Комментарий в скобках намекает на последнее. Если так, то это явное преувеличение. Сделать хотя бы канал шириной до одного ГГц. Десятки — это пока какая-то фантастика.
2. «многоканальности (параллелизм по частотам и базовым станциям)» — можете, пожалуйста, пояснить, что имеется в виду? Вроде как ничего принципиально нового по сравнению с LTE тут нет. Хотя я не очень понимаю, что значит параллелизм по частотам и БС.
3. «частота существующих мобильных сетей в пределах 2,6 ГГц» — на самом деле выше, как минимум, на практике, до 3.5 — 4.5 ГГц. А в общем случае, до 6 ГГц.
4. «Но когда мы говорим о 5G, то здесь сразу речь о десятках гигагерц.» — некоторое преувеличение. Десятки ГГц — это только один из возможных частотных диапазанов для сетей 5G (да, это новый диапазон, ранее не используемый для мобильных сетей). Самый же популярный — это сантиметровые волны, т.е. 3.5 ГГц. Также активно готовятся сети 5G для запуска на частотах до 1 ГГц. В результате 5G далеко не только про мм диапазон, но и про уже привычные частоты.
5. «увеличиваем частоту, уменьшаем длину волны – и скорость передачи данных становится в разы больше» — скорость передачи не зависит от используемой частоты. Скорость передачи зависит от используемой ширины канала и соотношения сигнал/шум.
6. «Если раньше связь нам обеспечивалась большими мощными вышками, которые давали связь на больших расстояниях, то теперь необходимо будет расставить много компактных маломощных вышек повсюду» — опять же, 5G это не только мм диапазон, но и все остальные, которые были до этого. Поэтому большие мощные вышки никуда не денутся. Вряд ли операторы будут обеспечивать ковровое покрытие, используя мм частоты. Бюджетов не хватит. Мм волны для очагового покрытия, где много трафика. Зона покрытия таких БС примерно несколько сот метров.
7. «Принятого стандарта 5G нет.» — первая версия стандарта доступна с 2018 года. Все производители оборудования уже выпустили первые продукты для этого стандарта, включая Samsung.
8. Про внедрение. В Южной Корее уже все операторы запустили первые коммерческие сети 5G. И к ним уже подключено несколько сотен тысяч абонентов. Где Samsung является одним из поставщиков сетевого оборудования и единственным поставщиком мобильных устройств.LiS-31
18.05.2019 16:31«Увеличение несущих радиочастот», в контексте 5G, более корректно рассматривать как «уплотнение трафика». 5ГГц — 5 млн. колебаний волны в секунду. Если утрированно посчитать, что одно колебание волны кодирует 1 бит, то скорость канала 5Гбит\с. 60ГГц — 60 Гбит\с.
Конечно в реальности используется диапазон частот, а не одна, и есть накладные расходы на исправление ошибок. Но логика рассчета примерно такая.Alexey86
18.05.2019 18:22Весьма странная логика. По ней получается, что чем выше несущая частота, тем больше данных можно передать в единицу времени, так? Меня же учили в университете, что пропускная способность канала считается по формуле Шеннона и зависит от ширины канала и SNR (Signal to Noise Ratio). И если честно, то я больше верю логике Шеннона. :)
Теперь про 4G и 5G. В этих технологиях передача данных осуществляется OFDM-символами. Длительность символа зависит от (обратно пропорциональна) ширины subcarrier. В LTE эта величина фиксированная и равна 1 / 15 кГц. В 5G длительность символа зависит от используемой нумерологии, которая опять же определяет ширину subcarrier (может быть 15, 30, 60, 120, 240 кГц). Но во время функционирования системы длительность символа фиксирована. И опять же если весь канал шириной 20 МГц, например, то как можно было через него передать 150 Мбит/с (с МИМО 2х2), то хоть несущая частота в 600 МГц, хоть в 3.5 ГГц, то больше 150 Мбит/с через этот канал не передашь никак.A1054
19.05.2019 02:54По ней получается, что чем выше несущая частота, тем больше данных можно передать в единицу времени,
теоретически связи нет, но на практике она обычно есть, т.к. чем выше несущая, тем на более широкие каналы можно разрезать выделяемый спектрAlexey86
19.05.2019 10:08+1Распределение частот — это не физика. Это данность. Как регулятор решил, так и есть. Если мы возьмем канал одинаковой ширины в разных частотных диапазонах, то теоритическая пропускная способность будет одинаковая (при прочих равных).
То, что в более высоких частотах, больше свободных частот не говорит о том, что одна несущая с более высокой частотой может передавать больше данных, чем такая же несущая в более низком диапазоне частот.DGN
19.05.2019 11:11На частоте 900МГц нельзя выделить полосу частот в 3ГГц, а на 30ГГц — можно.
Может ли фиксированный диапазон передать больше данных в другом диапазоне, это зависит от энергетики канала, его подверженности помехам и особенностям распространения волн. Но конечно, не «каждое колебание волны передает 1 бит».Alexey86
19.05.2019 11:47Я вам про Ерему, а вы мне про Фому. Я не спорю с тем, что в высоких частотах больше свободных ресурсов.
«Может ли фиксированный диапазон передать больше данных в другом диапазоне, это зависит от энергетики канала» — зависит ровно от двух величин: ширины канала и SNR. Возможно под энергетикой канала имелся как раз SNR?DGN
19.05.2019 12:24На практике не только SNR. Грубо говоря, на частоте 900 МГц абсолютная стабильность частоты Гц/минуту будет выше чем на 30 ГГц (по чисто техническим причинам), и это может влиять на скорость передачи данных не ухудшая SNR.
A1054
21.05.2019 14:27Алексей, с чем конкретно в моем комментарии вы спорите?
Если мы возьмем канал одинаковой ширины в разных частотных диапазонах, то теоритическая пропускная способность будет одинаковая (при прочих равны
Да никто с этим не спорит. Я высказался, что чем выше частота, тем больше ресурса, и поэтому, как правило, стандартизующие организации и регулятор более щедры к выделению полосы.
Вы с этим не согласны? Вместо того, чтобы согласиться или не согласиться вы отвечаете перпендикулярно — утверждением, с которым никто не спорит. Да и невозможно спорить, это физика.
Как-то вы читаете чужие комментарии менее успешно, чем минусуете.
LiS-31
19.05.2019 10:49Это утрированный пример. Кодирование данных осуществляется переходами 0 и 1, и чем больше этих переходов, тем больше информации (теоретически) можно закодировать.
При частоте колебаний 1 Гц, вы физически не сможете закодировать больше 1 Бита информации в секунду, без увеличения количества каналов.
Все перечисленные вами технологии этого правила не отменяют. Это лишь способы наложения и группировки подчастот и работы с ними. Но каждая отдельная частота остается ограниченной количеством переходов через 0.
Чтобы уйти от технической реализации, попробую другой пример:
Азбука морзе: Длинная и короткие паузы определяют 0 и 1. Длинна самих пауз относительна друг другу.
Если один радист успевает делать удар каждую секунду, то короткая пауза у него будет 1 секунду, длинная 2. Значит для передачи точка-тире-точка ему потребуется 4 секунды.
А более опытный радист успевает за 1 секунду сделать 2 удара, и у него короткая пауза будет 0,5 секунды, а длинная 1 секунду. И те же точка-тире-точка он передаст в 2 раза быстрее.
В вашем же примере вы сравниваете как несколько радистов параллельно отправляю сообщения в соответствии с набором правил.DGN
19.05.2019 11:17Если совсем утрировать, то ну очень быстрый радист если сможет сделать один удар за период волны, то тогда и только тогда, скорость передачи его данных будет ограничена частотой несущего сигнала.
LiS-31
19.05.2019 11:24Ну с учетом, что в сетях связи вместо радистов процессоры и сетевые чипы, то у них есть очень большой шанс достичь скорости 2,4-2,6 ГГц, на которых в основном работают Wi-Fi, 3G и 4G. Не говоря про вариации на 900 МГц
Alexey86
19.05.2019 12:20Вы согласны с тем, что пропускная способность канала определяется формулой Шеннона?
Если согласны, то можете объяснить почему там нет зависимости от частоты несущей? Если я правильно понимаю ваше трактовку, то такая зависимость должна быть.
Если не согласны, то почему и как предлагаете считать пропускную способность канала?
Теперь про радистов и частоту сигналов. :) Как уже писал выше и в LTE, и в 5G передача идет OFDM-символами. Длина которых фиксирована и не зависит от того частотного диапазона, который используется.
DGN
19.05.2019 12:32Поправочка «максимальная пропускная способность канала». В формуле нет частоты несущей, это правда. Это академическая формула для сферического канала в вакууме. В реальных формулах для расчета скорости радиоканала, иногда есть тип леса (лиственный/хвойный) между точками.
Еще есть такое понятие, как полоса сигнала. Если OFDM символ передается одинаковое время, то он занимает одинаковую полосу (если я вас правильно понял). И на средних волнах, на частоте 1 МГц, вы никак не получите полосу 20 МГц, при любом SNR. Невозможно передать данные стуча ключом быстрее чем идут волны. На частоте 20 МГц вы уже можете это сделать, но чисто теоретически, реальность будет мешать. А вот на 2000 МГц все уже становится хорошо и в практическом плане.Alexey86
19.05.2019 13:13Это вы конечно хватили. :) Остаётся только написать, что вся теория передачи информации — шарлатанство и на этом закончить.
A1054
21.05.2019 14:42Чтобы разложить по полочкам. Арифметика простая.
Есть 2 фактора — полоса и сигнал/шум. Стучать ключом вы можете в два раза чаще, чем полоса, не больше (то ли Найквист, то ли Котельников — выбирайте).
А S/N ограничивает количество бит, которые вы сможете передать с каждым ударом ключа. Т.е. вы не можете разделить свой отсчет сигнала на бесконечное число уровней из-за шума.
На несущей 1 мегагерц вы больше мегагерца полосы и не получите, вы правы. По крайней мере, смысл слова «несущая» иначе потеряется.
LiS-31
19.05.2019 17:23Вы путаете количество данных и количество информации. Формула Шенона оперирует именно информацией т.е. полезными данными.
Если мы будем передавать 2 не сжатых картинки с черным квадратом разрешения 24х24 и 240х240, то количество информации будет передано равное, но во втором случае потребуется передать в 100 раз больше данных.
Формула Шенона никак не привязывается к физическим реализациям, а ее корреляция с шириной канала, связана с количеством вариантов.
Если ограничить множество информации равно вероятными 0 и 1, то формула будет показывать какое количество бит было передано. При увеличении ширины канала, увеличивается количество подчастот, и передаваемых одновременно бит. т.е. количество вариантов не 2^1 степени, а 2^n, в зависимости от количества подчастот.
OFDM-символ это своеобразный байт радиоканала, или фрейм сетевого трафика. Он определяется определенным количеством переходов через 0. Если переход происходит каждую миллисекунду, то его передача занимает N-миллисекунд. Если количество переходов в миллисекунду удвоить, то время затраченное на передачу OFDM-символа так же сократится в двое.
Если при этом использовать 2 канала, то время передачи сократится в четверо.
Собственно набор таких условий разбора полезной информации и составляет стандарт связи. Я не говорю о том, что зависимости все линейные, но это физические ограничения среды передачи данных, с которыми в дальнейшем приходится бороться алгоритмам исправления ошибок, дискретизации, уплотнения трафика и т.д.Alexey86
19.05.2019 18:10Я не путаю. :) Эта формула говорит какое максимальное количество бит в секунду можно передать по каналу определенной ширины с определенной мощностью сигнала и шума. Все. Сжато там что-то или нет — абсолютно все равно (в реальности там все сжато-пересжато уже и еще закодировано канальным кодом).
На всякий случай, я вот про эту формулу: ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%A8%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%BD%D0%B0_%E2%80%94_%D0%A5%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%BB%D0%B8LiS-31
19.05.2019 18:31Еще раз говорю. Мы спорим про разные уровни канала.
Формула Шенона работает с полезными данными. Поврежденный пакет из-за помех в ней расценивается как шум. Цитируя ту же википедию «верхнюю границу максимального количества безошибочных цифровых данных». В данном случае, если данные не распознаны из-за помех — они считаются не принятыми, и в емкости канала не учитываются.
Я говорю о физических ограничениях канала, без привязки к передаваемым данным. Опять же формула Шенона, рассчитывается по уже имеющемуся стандарту передачи данных, где определено время и формат передачи фрейма данных, но она не утверждает, что те же данные не возможно передать за меньшее время, при изменении принципа кодирования сигнала. Т.е. если для определения бита как 1 необходим высокий сигнал в течение 3 мс, а мы изменим это условие на 2 мс, то емкость канала увеличится. Это изменение повлечет за собой большее число ошибок из-за помех, поэтому утверждать что емкость канала увеличится ровно на 1\3 нельзя.
Опять же аналоги:
Вы утверждаете, что можете отправить почтой одну страницу в час.
Я говорю о том, что чем меньше шрифт текста, тем больше данных на это страницу поместится.Alexey86
19.05.2019 18:38Давайте вернемся к началу. Если я правильно понял, то несколькими комментариями выше было утверждение, что одна несущая, наприер, в 5 ГГц может передать больше данных в единицу времени, чем такая же несущая, например, в 500 МГц. Так? Или я понял не правильно?
LiS-31
20.05.2019 20:15Да, все верно. Я, к сожалению, забыл отметить, что пример касается амплитудной модуляции, а не всего комплекса.
Alexey86
20.05.2019 23:12А можете поделиться ссылкой, где бы такая зависимость описывалась (увеличение скорости передачи данных с повышением частоты несущей при спользовании той же ширины канала)?
firk
20.05.2019 01:16То, что вы описываете — было бы, если бы у вас ширина канала была равна частоте несущей или около того.
Проблема тут вот в чём: ровно 5ГГц у вас будет только тогда, когда вы передаёте просто несущую и ничего ей не модулируете — просто синусоида, никаких данных не передаёте.
Как только вы её нагружаете чем-то полезным — там получается уже не ровно 5ГГц а 5ГГц +- примерно частота вашей полезной нагрузки. Вот этот самый +- и есть ширина канала.
Для наглядности пример: простое побитовое кодирование вида "несущая есть=1, несущей нет=0", и включаете/выключаете передатчик например 1000 раз в секунду. Так вот, этим самым вы по факту шлёте не ровно 5000000000 Гц, а занимаете частоты от 4999999000 до 5000001000 (тут могут быть неточности в конкретных числах, но суть именно такая).
Это интуитивно не очевидно, да (я сам сначала этого не понимал), но это так.
Ещё раз: чистая несущая на строго своей частоте может передавать ТОЛЬКО синусоиду, начавшуюся бесконечно в прошлом и никогда не прекратившуюся. С помощью такой синусоиды можно за всё время существования вселенной передать всего две константы: её амплитуду и её фазу, которые меняться не могут. Всё остальное — занимает больше частот в спектре, а не только несущую.
Наглядно вышеописанное можно увидеть, если смоделировать модулированный сигнал с какими-то данными и затем разложить получившееся в ряд Фурье.
Ну и, надеюсь, понятно, что эта "ширина канала" — это не какое-то абстрактное теоретизирование, а очень даже практический аспект: если вы своей шириной дотянетесь до несущей соседа (даже не до несущей, а до края его канала, который тоже имеет ширину), то вы будете друг другу мешать и данные передавать не сможете до тех пор, пока не умерите свои аппетиты. Рассуждения в духе "я данные передаю, они просто портятся в дороге" тут не совсем уместны, потому как тут будет именно конфликт используемых частот.
LiS-31
20.05.2019 20:20Это лишь один из способов модуляции сигнала. У синусоиды, без изменения частоты может меняться амплитуда. В таком случае амплитуда меньше определенного значения 0, выше — 1. При этом частота остается неизменной — это частный случай амплитудная модуляция.
firk
21.05.2019 01:24У синусоиды, без изменения частоты может меняться амплитуда.
НЕТ. Спектр такой синусоиды станет уже не чистым. Как только уберёте появившиеся побочные частоты — потеряете все изменения амплитуды. Ну я ж писал:
Это интуитивно не очевидно, да
но всё же попробуйте понять.
Ок, повторю в третий раз.
Единственный вариант занять только одну частоту — это передавать синусоиду с не меняющейся амплитудой и не меняющейся фазой в течение бесконечного времени. Вот прям f = A sin(k*t+a) (A, k, a — константы) в математически буквальном смысле, безо всяких оговорок и поправок. Как только вы хотите передать что-то другое — спектр неизбежно уширяется, и никаких способов обойти это не существует.
И уширяется он (какая неожиданность) чуть больше (или сильно больше, если у вас плохой метод, но никогда не меньше) чем как раз на ту величину, которая необходима для передачи данных, которые вы пытаетесь передать. Обойти это фундаментальное математическое свойство модуляции нет никакой возможности, не зависимо от её метода. Это то же самое как пытаться обойти закон сохранения энергии, по-разному комбинируя какие-то детали механизма и пытаясь спрятать (от природы, но по факту получается — от себя) то место, где этот закон в вашей теории нарушается.
И повторю ещё раз свой совет — сделайте численную модель вашего метода модуляции, разложите результат в ряд Фурье и сами всё увидите касательно влияния данных на спектр.
A1054
21.05.2019 14:45Не надо никому верить на слово — просто сделайте преобразование фурье у сигнала с меняющейся амплитудой, сами все увидите.
SignallerK
18.05.2019 16:56В 5G хотят использовать так называемую технологию beam forming. Идея в том что бы передающую антену делать по принципу фазированной антенной решётки с узконаправленным лучем. Таким образом можно создать пик сигнала прям в месте нахождения приёмника.
Используя довольно сложную математику можно делать несколько таких зон в прибелах БС. Таким образом не мешая друг друг можно переиспольжовать несущие и дать возможность принимать данные на высокой скорости.
Это так на пальцах, не нашёл быстро подходящей статьи.A1054
19.05.2019 02:59beam forming гораздо старше 5G, в принципе он на сетях WiMax появился
DGN
19.05.2019 11:23На клиентском оборудовании?
На оборудовании оператора давно применяются технологии формирования диаграммы направленности. Я не уверен в том, что, делать это динамически хорошая идея. Типа интернет дома сейчас лагает, на перекрестке пробка и луч БС развернулся туда чтобы обслужить больше клиентов.
iot-academy_ru Автор
20.05.2019 12:54+1«увеличения несущих радиочастот с единиц до десятков ГГц (пропускная способность радиоканала)» — тут имеется в виду центральная частота или ширина канала? Комментарий в скобках намекает на последнее. Если так, то это явное преувеличение. Сделать хотя бы канал шириной до одного ГГц. Десятки — это пока какая-то фантастика.
Комментарий абсолютно по делу. Мы положили в одну корзину частоту сигнала и его полосу, это вызвало закономерный вопрос. Тут уже многие написали об этом: с повышением частоты как правило увеличивается и полоса.
SignallerK
18.05.2019 17:095G конечно смотрится привлекательно. Но слишком много как мне кажется мелких проблем. Высокие частоты очень чуствительны к препятствием и погоде. Плюс имеют малый диапазон.
А размещение сотен новых станций, та ещё задача. Их надо защитить от вандалов, подать питание. А главное как соединить с backhaul. Что опять же значит вложение в кабеля и инфраструктуру.
Конечно это все решаемо и где-то с 2020 телекомы начнут рапортавать о внедрениях.
Но боюсь по факту это будет не быстро.
К примеру у меня в Киеве хваленое 4G повесили на вышку не далеко от дома которая покрывает где-то сектор с радиусом 2 километра.
В результате, я увидел 1 деление на телефоне, и перешёл обратно на 3G, что бы батарею даром не садить дома и WiFi нормально работает.
Если такой подход будет и дальше, то от 5G в массе толку будет не много.Alexey86
18.05.2019 18:34Мм диапазон — это дополнение, которое будет использоваться для хот-спотового покрытия, где надо выгрузить/загрузить очень много данных. Для организации повсеместного покрытия будут использоваться частоты ниже 6 ГГц, как и сейчас.
kalininmr
18.05.2019 20:29любопытно: что они имеют в виду под 1мс?
до БС? а то до другой стороны земного шара, как не крути 25000км минимум.
а скорость света никто не отменял.Alexey86
18.05.2019 21:18Да, это между БС и мобильным устройством. За БС ещё опорная сеть оператора и Интернет. И если там оптика, то все должно быть ок. Думаю, что вы (очень) не часто ходите на серваки через весь земной шар. :) Более-менее популярные сервисы имеют достаточно распределенную систему плюс всякие кешы.
DmitrySpb79
19.05.2019 00:47Да, в Штатах уже появилось. Но сколько я не смотрел роликов про 5G, главный вопрос — 'зачем'? Да, есть на мобиле 300Мбит в 5G, но мне тупо нечем их занять на мобильном интернете.
DGN
19.05.2019 11:31300 человек получат не очень комфортный, но приемлемый для мобильной связи мегабит. Аналогично, зачем покупать точку Wi-Fi на 450 мегабит?
DmitrySpb79
19.05.2019 11:54Ну наверно да, как-то так и будет.
Пока скорости высокие, т.к. пользователей мало:
Картинка
Alexey2005
19.05.2019 01:24Пользователям важна не столько скорость, сколько стабильность. Если в часы пик через раз открывается даже ya.ru, потому что базовые станции перегружены напрочь, то 5G ничем не поможет. Если у операторов деньги лишние, лучше бы использовали их для увеличения покрытия и количества тех самых базовых станций.
A1054
19.05.2019 03:11лично мне сотни мобильных интернет не очень-то и нужны. Ну то есть могут раз в год встретиться ситуации, когда неплохо бы эти сотни мегабит иметь, но платить за этот раз в год я не готов.
Честно говоря, меня больше волнует покрытие. Как из Москвы выйдешь, так то есть связь, то нет. Миллиметры, говорите?)
Смутное чувство, что если вложить эти деньги в развитие 4G, то будет лучше.
Javian
19.05.2019 08:28офф Есть на русском термин для «Connected car». На хабре использовали «подключенные автомобили». Есть ли более благозвучный вариант?
Vasilii_B2
19.05.2019 22:355G еще больше скорости — еще больше рекламы, еще шире диапазон — еще больше бесполезных беспроводных бирюлек, даешь всем стационарным устройствам которые никогда не сдвинутся с места — беспроводную передачу данных, ведь это круто, неважно что привязан к розетке 220 вольт!
evgeniynet
20.05.2019 11:03очень интересная тема, военные уже давно используют сантиметровые и миллиметровые диапазоны.
У них есть реальные результаты воздействия на человека и все живое, например
«Интервью по телефону со специалистом по микроволновому излучению д-ром Барри Троуэром»
www.youtube.com/watch?v=mUBqiWliXnU&feature=youtu.be
HardboiledEgo
20.05.2019 11:04Есть ли у технологии беспроводной связи теоретический потолок? Я имею в виду, 5G сместится в сторону миллиметровой длины волны, а предположительная 10G станет на пять порядков короче? В каком тогда виде предстанет сеть для такой технологии и будет ли смысл в таких скоростях, ведь мы все помним байку про высказывания Билла Гейтса: «640 КБ должно хватить всем».
wild_for_the_night
20.05.2019 11:04Существует далеко не единственное исследования о вреде не ионизирующего электромагнитного излучения. Внедрение базовых станций через каждые 250 м с мм длинной волны звучит крайне безумно. Исследование на эту тему: drive.google.com/file/d/1auDc3kExUWLEp09QW5iRxvklop0hl1fW/view?usp=sharing
nrgian
Это откроет для человечества новые горизонты:
Килеры научатся просто сталкивать друг с другом автомобили того, кого ему заказали, и случайного человека.
Камеры наблюдения и сейчас уже глядят в интернет незащищенными. А в будущем можно будет веселиться превратив холодильник обидчика в мусорный контейнер с тухлятиной.
И пр. и пр.
Из того, что мы сейчас видим в плане защиты от внешнего вскрытия у Tesla, IoT, видеокамер, SOHO-роутеров и пр. — все грустно будет. Ну или весело. Кому как.
Oliksolik
Ага, ведь все киллеры профессиональные программисты…
stetzen
Быстро научатся (не существующие киллеры, естественно, но на сцену выйдет новое поколение). С другой стороны, и производители умного железа будут вынуждены начать думать о безопасности — сейчас о ней не думают скорее потому, что проблема безопасности как-то особо остро не стоит — ботнеты из умных лаампочек (или из чего их там собирают) не представляют проблемы для конечного пользователя, а устройств, которые, будучи взломанными, создадут какую-то достаточно резонансную проблему, которая скажется на продажах, сейчас слишком мало, чтобы они были серьезной мишенью.
mistergrim
А когда проблема безопасности встанет, начнут латать дыры. Как всегда.
NIKOSV
Сами придумываете себе страшилки, сами же и пугаетесь.
Ну да, самый простой способ для киллера. Вот почему так относительно мало убийств сегодня, машины нельзя взламывать.
Зачем ждать, изучать ИТ технологии, если сегодня можно просто отложить кучу удобрений ему на лужайке?
Как-то мир не рухнул от того что кто-то взломал где-то камеру на заправке или нашел дыру в 5 летнем роутере. Все зависит от области применения. Камеры в банке защищенные, на заправке — не факт. В домашних роутера производитель не сильно заботится о защите, у промышленного — все ок. Да и взломы идут больше через кривые настройки и социальную инженерию, чем из-за дыр в самих устройствах. В любом случае, это не повод останавливать прогресс.