По мановению руки: что поколение связи 5G готовит миру

Конец гонки за скоростью?

Мобильные операторы и их абоненты во всем мире в последние 20 лет гнались за скоростью передачи данных. В 2G-сетях максимальная скорость предачи данных измерялась сотнями килобит в секунду. В 3G-сетях ее теоретический предел вырос до 63,3 Мбит/с, а в 4G-сетях - вообще до 1 Гбит/с. При этом фактическая скорость загрузки данных для абонента отличается от пиковой в разы и даже сотни раз. И даже разница между 3G и 4G для абонента не всегда ощутима. Например, в Украине 3G показывает лучшую скорость, чем 4G в некоторых странах. По результатам тестов, фактическая средняя скорость загрузки данных в 3G сетях украинских мобильных операторов составляет порядка 5-7 Мбит/с. По данным аналитической платформы Open Signal, в Иране, в Саудовской Аравии, в Боливии, на Филиппинах и еще в ряде стран LTE (4G) сети дают до 7 Мбит/с на абонента. В США и России средняя скорость загрузки в сетях 4G составляет 10 Мбит/с. А самой продвинутой в этом плане страной является Сингапур - там каждый абонент 4G-сетей в среднем получает 37 Мбит/с.

С появлением связи 5G скорость передачи данных в лабораторных условиях - когда к одной базовой станции подключен один абонент - увеличится до 20 Гбит/с. А каждый абонент предположительно получит скорость загрузки до 100 Мбит/с. Стандарты и спецификации 5G-сетей в мире пока не утверждены, поэтому все разговоры вокруг характеристик нового поколения связи базируются на ожиданиях телекоммуникационных компаний и уже проведенных ими тестах.

И, как они ожидают, совсем не скорость станет главным достоинством 5G, а гораздо более важная характеристика -  задержка сигнала (latency). В сетях 3G и 4G задержка сигнала составляет свыше 100 милисекунд - то есть столько времени нужно, чтобы сигнал, отправленный в одной точке сети, был получен в другой. Для традиционных моделей пользования интернетом - общения в соцсетях, просмотра видео-трансляций, видеозвонков - такая задержка не критична.

В 5G сетях время задержки сигнала будет составлять около 8 милисекунд. Это открывает возможности для их применения в медицине, безопасности и других сферах, где важна каждая милисекунда.

Интернет умений

Появление сетей связи с минимальной задержкой сигнала позволит людям возвести на новый уровень свои навыки и умения. "Интернет умений" (Internet of Skills) - так назвала это явление шведская технологическая корпорация Ericsson, которая занимается построением телекоммуникационных сетей во всем мире.

На своем стенде в Барселоне Ericsson показала, как, например, может выглядеть хирургия будущего с 5G. Компания установила макет тела человека, и роботизированное устройство выполняло "операцию" на его почке. По факту этим устройством управлял человек - "хирург", находящийся на расстоянии нескольких метров от "пациента". Роль хирурга мог примерить каждый посетитель. В качестве манипулятора "хирург" использовал специальную перчатку и ряд датчиков, закрепленных на руке. Они передают данные о его движениях на аппарат, выполняющий операцию. Сам хирург видит, что и как он оперирует, в очках виртуальной реальности. Непосредственно на хирургическом аппарате закреплена камера, которая создает для него изображение.

Роботизированная дистанционная хирургия - не новинка. Еще в 2001 году хирурги из Нью-Йорка впервые прооперировали пациента, находящегося во Франции, хотя их разделял Атлантический океан. Сейчас роботы, которыми управляет хирург, применяются по всему миру, самые известные из них - Zeus и Da Vinci. Соединение между роботом и пультом его управления обеспечивается по проводной интернет-сети, которая дает более стабильное, по сравнению с 3G и 4G сетями, соединение, а задержка сигнала в телемедицинских сетях составляет не более 40 милисекунд. Из-за высоких рисков сбоя во время роботизированных дистанционных операций на месте присутствует медицинский персонал.

В Ericsson считают, что появление 5G сетей позволит удаленно оперировать там, где нет возможности проложить проводные линии связи и обеспечить присутствие медиков. Например, в горячих точках и на полях сражения во время боевых действий. В комплексе с использованием новейших датчиков, виртуальной реальности и видеокамер высокого разрешения, 5G повысит точность дистанционных операций и снизит вероятность ошибки.

Потенциально дистанционная хирургия может использоваться для операций в космосе. Но построение беспроводных сетей, связывающих земных хирургов с пациентами-колонизаторами других планет — не перспектива ближайших лет.

А вот роботизированные датацентры - хранилища данных, которые полностью обслуживаются роботами — это ближайшее будущее. В Барселоне Ericsson показала пример такого хранилища, где дистанционно управляемый робот меняет конфигурации серверов в зависимости от потребностей клиента. В современных датацентрах, таких как у Google и Amazon, роботы уже используются. Но при этом в датацентре все равно находятся люди, которые управляют ими. Если потребности в присутствии людей больше не будет, дата-центры можно будет создавать в труднодоступных местах без кислорода - например, глубоко под землей или на ее орбите.

Примеры управления сложными механизмами на расстоянии в Барселоне показала также крупнейшая телекоммуникационная группа Европы Deutsche Telekom. На ее стенде робот в режиме реального времени повторял движения человеческих рук. Как считает член совета директоров Deutsche Telekom Клаудиа Немат, подобные роботы, управляемые человеком, могут применяться в опасной среде — в местах пожара или повышенной радиации. В мире ближайшего будущего Deutsche Telekom также делает ставку на виртуальную реальность. Главный исполнительный директор компании Тимотеус Хеттгес носил прототип очков дополненной реальности, разработанных совместно с известным немецким производителем оптики Carl Zeiss. Deutsche Telekom подключает эти очки напрямую к своей сети и облачному хранилищу данных. Хеттгес читает, что когда-нибудь очки дополненной реальности полностью вытеснят смартфоны. Но сначала надо сделать так, чтобы они "выглядели нормально".

Дорогу робокарам

Еще одна сфера для широкого применения 5G сетей и "Интернета умений" — это транспорт. Самоуправляемые автомобили и решения для них стали, пожалуй, одним из главных трендов Всемирного мобильного конгресса в этом году. Свои разработки в этой сфере показали как операторы связи и телекоммуникационные компании, так и сами производители автомобилей.

Например, американская исследовательская компания Nokia Bell Labs построила внутри выставочного павильона мини-трассу, по которой рассекала уменьшенная копия внедорожника. Можно было подумать, что это просто машина на радиоуправлении. Но на самом деле машиной управляет человек, который сидит в отдельном помещении перед мониторами и связывается с машиной по сети 5G. Благодаря закрепленной на крыше машины камере с углом обзора 360 градусов, пилот видит трассу со всех сторон и вовремя реагирует на возможные препятствия. Кстати, именно благодаря низкой задержке сигнала в 5G сетях водители смогут немедленно реагировать на происшествия и таким образом избегать аварий. Одна из панельных дискуссий во время конгресса была посвящена самоуправляемому общественному транспорту и такси будущего, где роль водителя будет сведена к дистанционному управлению автомобилем.

Глава направления самоуправляемых авто в компании Uber Энтони Левандовски высказал уверенность, что только люди могут полностью удовлетворить потребности людей в лучших транспортных услугах. "Мы верим, что еще долгое время услуги перевозки будут оказываться с участием людей — в том числе из-за растущих требований к качеству, удовлетворить которые может только водитель", - считает он. В более далеком будущем авто могут стать полностью автономными, такие компании как BMW и IBM уже над этим работают. Как считает Левандовски, из-за появление самоуправляемых автомобилей водители потеряют работу. "Однако на примерах из прошого мы видим, что технологии создают новые рабочие места на замену старых", - объясняет он.

На стенде американской автомобильной компании Ford было показано, как дистанционно управляемые автомобили могут использоваться для доставки товаров. "Водитель" в очках виртуальной реальности и с контроллером в руке полностью контролирует логистику. Кстати,  немецкий концерн Mercedes уже сейчас применяет в своей работе виртуальную реальность. На своем стенде компания показала, как в виртуальной среде покупатель может кастомизировать свой будущий автомобиль перед покупкой - выбрать модель, тип кузова, цвет салона и другие настройки.

Как предполагают технологические компании, появление 5G-сетей повлечет за собой подключение к интернету всего, чего только возможно. Это так называемая концепция "Всеобъемлющего интернета" (Connected Everything). Города будут буквально усыпаны всевозможными датчиками и чипами, которые будут собирать информацию и передавать ее в "облако". В будущем все будет в облаках — в этом уверена китайская корпорация Huawei, которая посвятила 5G и "облачному" будущему один из своих стендов. В Huawei считают, что с появлением 5G число сайтов (площадок с базовыми станциями и антеннами) в мире вырастет примерно в 150 раз. Причем эти сайты, раздающие сигнал, будут всюду. По оценкам Huawei, количество сайтов, вмонтированных в фонарные столбы, опоры линий электропередач, столбы с камерами видеонаблюдения может достигать 1 млрд. Десятки миллионов сайтов могут быть установлены на автобусных остановках, в супермаркетах, телефонных будках.

В Барселоне Huawei показала готовые антенны для 5G сетей и новые способы использования радиочастотного спектра. Иными словами, техническая база для связи следующего поколения есть, осталось определить стандарты, уладить регуляторные вопросы и найти экономические модели, при которых инвестиции в 5G были бы оправданы.

Когда появится 5G

Как рассказал вице-президент Европейской комиссии Андрус Ансип, Европа планирует стандартизировать 5G до конца 2018 года. А первые коммерческие 5G-сети могут появиться уже к 2020 году. "Пока что связь 5G не стандартизирована и не понятно, как регулировать трансграничные технологии. Если самоуправляемый автомобиль из одной страны поедет в другую — по каким правилам он будет пересекать границу и ездить там, если даже сейчас в ЕС от страны к стране регулирование отличается", - говорит Ансип.

Кроме того, для внедрения любых технологий в городах нужна база. Как минимум, хорошая физическая инфраструктура. Подключенные автомобили не смогут ездить по разбитым украинским дорогам. "Но в Украине есть другие сферы с хорошим потенциалом для технологического развития — это и аграрный сектор, и морские порты. Нам необходимо определить такие приоритетные отрасли и развивать для них базовую инфраструктуру, чтобы впоследствии внедрять на ее базе сервисы 5G для этих индустрий", - считает генеральный директор Ericsson в Украине Эндрю Шомахия.

"В этом году все на выставке говорят о 5G, и мы очень надеемся на то, что в Украине эта тенденция тоже будет развиваться и украинскому рынку удастся избежать такого технологического отставания в развитии новых поколений связи, как это было с 3G”, - добавляет директор мобильной сети lifecell Махмут Шериф.

В lifecell считают, что 5G подойдет не только для крупных городских проектов и подключенных автомобилей, но и для частных пользователей. "Для абонента нет принципиальной разницы между скоростью 3G и 4G. Но в 5G сетях разница скоростей будет очень ощутима. Это значит, что c появлением этого поколения связи обычный пользователь тоже получит ряд преимуществ", — объясняет начальник департамента центральной поддержки мобильной сети Дженк Танривердилер.

Сложным вопросом пока остаются инвестиций в 5G, которые, по оценкам мировых операторов, будут даже выше, чем инвестиции в 3G и 4G. Главный исполнительный директор французского оператора Orange Стефан Ричард считает, что далеко не все компании смогут инвестировать в 5G и далеко не все выживут после таких инвестиций. Поэтому необходимость инвестировать в новое поколение связи в условиях технологической и политической непредсказуемости может привести к консолидации мирового рынка мобильной связи - операторов связи станет меньше, но они укрупнятся.