Самые быстрые 5G-сети мира: кто лидирует в рейтинге

Самые быстрые 5G-сети мира: кто лидирует в рейтинге

Ученые из Лондонского университета установили новый мировой рекорд по скорости беспроводной передачи данных, достигнув отметки в 938 Гбит в секунду. Об этом сообщает Journal of Lightwave Technology.

Отмечается, что для достижения такого результата команда использовала частотный диапазон от 5 до 150 ГГц, что обеспечило пропускную способность в 145 ГГц — в пять раз больше предыдущего рекорда. Новая технология превосходит среднюю скорость сети 5G в Великобритании в 9380 раз, обеспечивая высокоскоростную передачу данных для удовлетворения растущих потребностей пользователей.

Ученые впервые объединили радиочастоты и оптические технологии, что позволило преодолеть ограничения традиционных беспроводных сетей. Метод включает использование электроники в диапазоне 5-50 ГГц и фотоники на частотах 50-150 ГГц, что значительно расширяет доступный частотный диапазон и увеличивает скорость передачи данных.

Эксперимент показал, что новый подход ускоряет обмен данными между интернетом и конечными пользователями. Ожидается, что пользователи мобильных устройств смогут ощутить повышение скорости и стабильности соединения при переходе в скором будущем с 5G на 6G, а большой частотный диапазон поможет избежать перегрузок в местах массового скопления людей.

Например, загрузка 4K-фильма, которая обычно занимает 19 минут на сети 5G, с новой технологией займет всего 0,12 секунды. Эта система также будет полезна в условиях, где невозможно использовать оптоволоконные соединения, например, на заводах со сложным оборудованием.

Несмотря на то, что технология пока испытана только в лабораторных условиях, уже началась разработка прототипа для коммерческого использования. Ученые предполагают, что технология будет готова для внедрения через три-пять лет и окажет значительное влияние на развитие цифровой связи в Великобритании и за ее пределами.

Связанные вопросы и ответы:

Какие факторы влияют на скорость 5G-интернета в разных странах

Новейший стандарт беспроводной связи для Интернета возник не на пустом месте. Большинство мобильных сетей в мире сегодня работают в стандарте 4G/LTE. Ему предшествовали стандарты 1G, по сути дела, аналоговая карманная рация с кнопочным номеронабирателем. Ни о каком интернете и речи не было. Стандарт 2G – это уже переход на цифровую передачу данных с шифрованием, становятся возможными передачи SMS и подключение к Интернету. 

При переходе на стандарт 3G (один из самых распространенных сегодня в мире стандарт интернет-связи) скорость передачи выросла до 2 Мбит/с, стала возможной широкополосная скоростная пакетная передача данных. Появление технологии HSPA (High Speed Packet Access) повышает скорость передачи до 14 Мбит/с. 

Поколение 4G принесло новые способы уплотнения пакетов данных. Скорость передачи информации движущимся объектам – выше 10 Мбит/с, стационарным – 1 Гбит/с. В 2008 году утвержден стандарт LTE (Long Term Evolution). Появляется VoLTE: звонки совершаются в виде передачи пакета данных, это улучшает качество и сокращает время установки соединения.

Для рядового пользователя стандарт 4G вполне достаточен. Но для массового внедрения так называемого «интернета вещей», то есть прямой связи между устройствами без участия человека с передачей данных между, например, пылесосами, холодильниками, видеокамерами, гаджетами «умных домов» , датчиками дорожного движения, светофорами, инфраструктурой «умных городов», а также беспилотного транспорта понадобилось еще более ускорить передачу данных и сократить время отклика. 

Преимущества сетей 5G:

• 100-кратный рост скорости передачи данных;
• 1000-кратный рост трафика на каждого абонента сети;
• 100-кратный рост числа подключенных устройств;
• Уменьшение энергопотребления техническими средствами в 10 раз;
• Уменьшение задержек отклика в пять раз;
• Снижение стоимости эксплуатации сетей.

Есть у сетей 5G и серьезные недостатки. Это необходимость полной замены аппаратуры и антенн базовых станций, а также телефонов и смартфонов. Связь возможна только в пределах прямой видимости, любые стены — непреодолимое препятствие. Это требует строительства не только базовых станций, но и развертывания сети ретрансляторов.

Какие страны входят в топ-10 по скорости 5G-интернета

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, чтодвижетсяиспользует 5G.5G позволит связываться не только наземным машинам, но и летательным аппаратам. В этом году Samsung, совместно с испанским интернет-провайдером Orange,, 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, обещает миллионы 5G-подключенных полетов. Дроны компании уже подключены к  запущенной 4G-сети Verizon.

Какие компании-провайдеры 5G-интернета наиболее активны в развитии быстрых сетей

На данный момент Россия серьезно отстает в развитии 5G как от технологических лидеров (Китай, Корея, США), так и от ближайших соседей, напоминает источник Forbes в одном из вендоров. Так, в Казахстане 5G в крупных городах развивается активными темпами, потому что частоты в популярном в мире диапазоне (3,4–3,8 ГГц) были выделены операторам еще два года назад, а сейчас ожидается и новый аукцион в соседнем диапазоне, приводит пример он.

 

Отставание России от мира в развитии сетей пятого поколения существенное, учитывая, что число пользователей сетями 5G в мире еще в 2022 году превысило 1 млрд, согласен Бойко. «Как показывает практика внедрений 3G и LTE (4G), Россия может постепенно догонять другие страны в развертывании сетей тех или иных стандартов. Однако в мире уже идет подготовка к запускам 6G, а технология 5G развилась до внедрений 5G SA (standalone, автономные независимые сети, не использующие инфраструктуру LTE. — Forbes ) и переходит к практике развертывания 5G Advanced (сети 5G с расширенными возможностями и функциональностью)», — рассказал аналитик. Если не развивать 5G в России, то, по его мнению, уже через два года мы можем начать замечать деградацию качества услуг мобильного интернета.

Россия уже начинает отставать по средним показателям скорости передачи данных в мобильных сетях. Но это не столь критично, пока сети LTE еще справляются с нагрузкой без резкого повышения расходов операторов и стоимости тарифов для абонентов, рассуждает источник Forbes в компании, занимающейся научными исследованиями в области использования радиочастотного спектра. Впрочем, такая ситуация не может продолжаться очень долго, считает он. Последствия для глобальной конкурентоспособности экономики на горизонте десяти лет и более могут быть гораздо критичнее, заключает собеседник Forbes.

Каждое поколение мобильной связи «живет» около 10 лет, и за это время операторы должны развернуть сети и окупить вложения, говорит Леонид Коник. «Сети 5G развиваются в мире уже пять лет, то есть половина инвестиционного цикла для них прошла. Российским операторам нет смысла запрыгивать в уходящий поезд 5G, иначе они еще будут возвращать инвестиции в эту технологию, когда мир шагнет в 6G», — считает он.

Как развивается 5G-интернет в России

Сети мобильной связи предыдущих поколений имели следующие назначения и функционал:

• 1G: Услуги передачи речи по аналоговой сети
• 2G: Услуги передачи речи по цифровой сети, низкоскоростные услуги передачи данных (GPRS, EDGE)
• 3G: Высокоскоростные услуги передачи данных (HSPA), с возможностью передачи голоса по сети IP, мобильный доступ к интернет MBB (Mobile Broadband).
• 4G : Мобильный широкополосный доступ MBB на базе LTE, LTE-A, передача голоса (VoLTE)

Сети 5G значительно расширяют ограниченный функционал мобильных сетей предыдущих поколений. Основными функциональными особенностями сетей 5G являются следующие:

• Усовершенствованный мобильный широкополосный доступ eMBB (enhanced MBB)
• Сверхнадёжные коммуникации с низкой задержкой ULLRC (Ultra Low Latency Reliable Communication)
• Массивные межмашинные коммуникации Massive IoT / IIoT , мMTC (massive Machine Type Communication)

На основе этих трёх генерализованных видов функционала строится всё многообразие услуг и возможностей сетей IMT2020 (5G), наиболее характерные из которых показные на рисунке ниже:

Многообразие функциональных возможностей сетей IMT2020/5G. Источник: Emerging Trends in 5G/IMT2020, 2016, ITU

Гигабайты в секунду. Сети 5G способны значительно повысить скорость передачи данных через различные технологии радиодоступа (RAT), и при помощи задействования новых спектров радиочастот 5G NR (New Radio). Пользователь получает практически неограниченную полосу пропускания, как для домашнего использования различных сервисов, так и для целей предприятий (Immersive Telepresence, Industrial IoT и пр.)

Умный дом. Целый спектр различных сервисов интернета вещей (IoT) будет доступен для решения «Умный дом» (Smart Home) и «Умное здание» (Smart Building):

Умный город . Решение «Умный город» — это горизонтальное и вертикальное масштабирование функционала и спектра сервисов « Умного дома ». Основные сервисы «Умного города»: Безопасный город, электронное правительство e-Government, электронное здравоохранение e-Health, электронное образование e-Education, электронный банкинг e-Bank, электронный сбор показаний ЖКХ Smart Meters, «умные электросети» Smart Grid , и пр.

Возможности использования технологий 5G в коммунальном хозяйстве, энергетике, здравоохранении, индустрии развлечений и на транспорте

Работа в облаке. Сервис даёт возможность не только хранить данные в облачном хранилище и извлекать их оттуда, но и использовать прикладные программы, которые работают непосредственно из облака. Причем, с возможностью их использования на любом устройстве и из любого местоположения. Кроме того, имеется возможность использования интерфейсов прикладного программирования API , через которые облачные сервис-провайдеры могут предоставлять свои услуги абонентам оператора сети 5G.

Дополненная и виртуальная реальность (AR/VR). Сервис виртуальной реальности VR (Virtual Reality) погружает человека в иной мир, воздействуя на его органы чувств, прежде всего зрение (VR-очки). Сервис AR (Augmented Reality) комбинирует для пользователя реальную среду с виртуальными предметами. Эти сервисы пригодны не только для развлечения, игр, виртуального общения в режиме «телеприсутствия», но также могут существенно улучшить процесс обучения, когда студенты при помощи VR-очков могут, например, наглядно видеть внутреннее строение человека на лекции по анатомии, мастер в цехе может изучить порядок сборки сложного агрегата и пр.

Промышленная автоматизация. Сеть 5G, вкупе с технологией интернета вещей IoT, при помощи промышленных датчиков IIoT (Industrial Internet of things), а также при помощи искусственного интеллекта ИИ (AI, Artificial Intelligence) способны существенно повысить степень автоматизации производства. При этом становится возможным в режиме реального времени анализировать большие объёмы разнородных данных ( ) и на основе полученных выводов (insights) и с использованием машинного и глубокого обучения ( , Deep learning).

Какие технологии используются для достижения максимальной скорости 5G-интернета

Компания МТС первой среди российских операторов мобильной связи получила лицензию на оказание услуг связи стандарта 5G и готовится развернуть высокочастотные сети в «дальнем» диапазоне 24,25-24,65 ГГц в 83 субъектах. Лицензия будет действовать до 16 июля 2025 года.

Первыми пользователями сети станут бизнес-клиенты и крупные производственные предприятия, но о масштабном покрытии речи нет: частота, прописанная в лицензии, не позволяет привести 5G в каждый дом. По данным «Коммерсанта», Минкомсвязи не может обеспечить приоритет проектам частоты 3,4–3,8 ГГц из-за позиции силовых ведомств .

«Частоты выше 6 ГГц имеют неудовлетворительные характеристики распространения», — говорится в Концепции создания и развития сетей 5G/IMT-2020, которую разработало Минкомсвязи.

Развитие 5G-сетей входит в федеральный проект «Информационная инфраструктура» из национальной программы «Цифровая экономика», но результаты проработки плана оставляют желать лучшего. Концепция внедрения новых стандартов связи не утверждена, операторы не могут надеяться на реализацию проекта из-за бюрократических препятствий, касающихся доступа к жилым домам и рынку электроэнергии.

В итоге Минкомсвязи пока не располагает простыми решениями, которые бы помогли освободить полосу в диапазоне 3,4–3,8 ГГц для гражданского использования сетей нового поколения.

Что дает технология 5G

Если сети 4G способствовали появлению таких компаний, как Uber, Airbnb, TikTok и Netflix, то 5G может оказать влияние совершенно другого уровня. Скорость передачи данных здесь в 20 раз выше, чем у предшественника, и достигает 20 Гбит/с, тогда как 4G дает всего 1 Гбит/с. Эта разница позволяет загружать десятки полнометражных фильмов на устройство за несколько секунд.

Онлайн-игры прекратят виснуть, качество изображения во время видеозвонков станет четким, погружение в виртуальную реальность — полноценным и объемным. C 5G к сети можно будет подсоединять сразу несколько устройств, не опасаясь, что качество сигнала ухудшится.

Иной уровень развития получит интернет вещей : к сети можно будет подключать холодильники, стиральные машины, носимые гаджеты, устройства общения между автомобилями.

В медицине стандарты 5G модернизируют качество услуг. К примеру, импланты для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний смогут отправлять данные врачам автоматически; постоянный доступ в интернет и мгновенная передача сигнала позволят проводить сложнейшие процедуры на расстоянии.

Беспилотный транспорт с помощью 5G перейдет на новый этап развития: автономное управление автомобилями, оснащенными технологиями машинного зрения, станет значительно проще в условиях моментальной передачи данных.

Компания МТС первой среди российских операторов мобильной связи получила лицензию на оказание услуг связи стандарта 5G и готовится развернуть высокочастотные сети в "дальнем" диапазоне 24,25-24,65 ГГц в 83 субъектах.

Лицензия будет действовать до 16 июля 2025 года. Первыми пользователями сети станут бизнес-клиенты и крупные производственные предприятия, но о масштабном покрытии речи нет: частота, прописанная в лицензии, не позволяет привести 5G в каждый дом.

Технологии для достижения максимальной скорости

• Massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) - технология, которая позволяет увеличить количество антенн на базовом станции до 100 и более, что обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
• Beamforming - технология, которая позволяет направить радиосигнал на конкретный пользователь, что улучшает качество связи и увеличивает скорость передачи данных.
• OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) - технология, которая позволяет разделить радиосигнал на множество подканалов, что улучшает качество связи и увеличивает скорость передачи данных.
• Millimeter Wave (mmWave) - технология, которая использует частоты в диапазоне 24-39 ГГц для передачи данных, что обеспечивает более высокую скорость передачи данных.

Если сети 4G способствовали появлению таких компаний, как Uber, Airbnb, TikTok и Netflix, то 5G может оказать влияние совершенно другого уровня. Скорость передачи данных здесь в 20 раз выше, чем у предшественника, и достигает 20 Гбит/с, тогда как 4G дает всего 1 Гбит/с. Эта разница позволяет загружать десятки полнометражных фильмов на устройство за несколько секунд.

Как изменился рейтинг стран с самым быстрым 5G-интернетом за последние годы

Сети мобильной связи пятого поколения (5G), преобразуют отрасли развлечений, транспорта, коммуникаций и производственные процессы. Первостепенными становятся скорости, в сто раз превышающие 4G. 5G исключает задержку в передаче данных между устройствами и сервисами обмена информацией. Это обстоятельство делает технологию незаменимой для некоторых производителей. С сетями 5G уже экспериментируют различные. В том числе – металлургические заводы.
Компания Ericsson, поставщик профессионального оборудования для мобильных операторов, в партнерстве с немецким Институтом технологии производства и прикладных исследований материалов Фраунгофера (IFAM), провела эксперимент. Опыты прошли на линии изготовления дисков с металлическими лопастями для реактивных двигателей. Крупные заготовки проходят фрезерную обработку. Это процесс занимает до 20 часов и требует точных надрезов на металлических заготовках.
В этом процессе высока частота ошибок: до 25% частей лопастей подвергаются из-за неисправностей, возникающих в результате вибраций. Часто ошибки не обнаруживаются только в конце процесса. В итоге на устранение дефектов детали требуется дополнительное время.
Разместив датчики, подключенные к 5G непосредственно на компонентах или инструментах, Ericsson выявляла неисправности в режиме реального времени. Частота ошибок сократилась до 15%, а средняя стоимость производства детали снизилась на $4 тыс.

«С задержкой в ​​одну миллисекунду, прежде, чем инструмент продолжит обработку металла, оператор получит информацию об отклонениях в процессе. Станок можно остановить до того, как произойдет ошибка», - говорит Аса Тамсонс (Åsa Tamsons), старший вице-президент Ericsson.

Только 5G обеспечивает производительность, необходимую в заводских настройках. Ниши Трипати (Nishith Tripathi), эксперт Award Solutions по мобильным беспроводным технологиям, добавил: «4G может не справиться с работой для такого рода приложений из-за скорости и времени задержки», - сказал он.
Сети 5G относительно просты в установке. Одна 5G антенна способна охватить сетью здание размером с небольшой завод. Если нужно подключить каждый элемент оборудования на заводе, то сети 5G справятся с этой нагрузкой.
Ericsson – не единственная компания, которая экспериментирует с 5G. Завод Bosch в Вустере (Великобритания) протестировал 5G в феврале. В Остине (штат Техас) Samsung вместе с AT&T над созданием производственной «инновационной зоны» 5G.