5G-технология доступна уже в большом количестве стран. Пользователи замечают, что реальные скорости не совсем соответствуют обещанным: они сравнимы с теми, которые предлагает не перегруженная LTE-сеть. Возникает вопрос, действительно ли 5G существенно отличается от 4G? Давайте разберемся в этом.
LTE-Advanced и 5G – одно и то же?
Ранее мы писали, что связь четвертого поколения может развивать скорость как минимум до 1 Гбит/с за счет агрегации. Объединение частот называется LTE-Advanced.
Пятое поколение связи (5G NR) может базироваться на ядре сети 4G или быть полностью автономным. Первый вариант сегодня самый распространенный, поскольку многие операторы не готовы к существенным инвестициям. Кроме того, обновление ядра LTE-сети требует времени и глобальной подготовки.
В гонке за абонентами компании запускают ранний вариант 5G – 5G NSA (Non-Standalone). Эта спецификация не может существовать без наличия 4G. Истинное пятое поколение связи имеет маркировку SA. Решение использует облачные сервисы ядра сети 5G. Именно эта технология обеспечивает те футуристические скорости, которые сейчас, к сожалению, доступны на ограниченных территориях.
Стоит отметить, что для большинства пользователей достаточно возможностей 5G NSA. Решение SA актуально только для Интернета вещей – тех систем, которым нужна крайне малая задержка.
Ожидается, что в ближайшем будущем 4G и 5G-сети будут сосуществовать, чтобы создать экосистему, удовлетворяющую все потребности пользователей.
Актуальность 4G
Впервые сеть четвертого поколения была представлена в 2009 году, спецификации утверждались участниками 3GPP (Third Generation Partnership Project). Несмотря на факт, что фокус работы сместился на 5G, сеть четвертого поколения по-прежнему не остается без внимания.
Можно выделить четыре спецификации LTE:
Об агрегации частот мы писали здесь, а о технологии MIMO – тут. Открытым остается вопрос про модуляцию – QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Если пропускная способность увеличивается благодаря объединению нескольких несущих, то повышение эффективности каждой отдельной несущей достигается за счет обновления передачи сигнала. В сети LTE может использоваться два варианта «доставки» сигнала. Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) применяется в download, а Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) – в upload. Мультиплексированная технология имеет сокращение OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), она позволяет осуществлять модуляцию с несколькими несущими. Ее суть заключается в делении одного канала, например 20 МГц, на множество мелких поднесущих. Каждая из поднесущих модулируется отдельно при помощи QAM (квадратурной амплитудной модуляции).
QAM позволяет максимизировать количество битов, извлеченных из доступной полосы пропускания, при помощи модуляции с несколькими несущими. Таким образом, эффективность поднесущих в передаче данных повышается. Общая скорость сети возрастает как за счет этого, так и благодаря объединению нескольких каналов, например, 1800 и 2600 МГц.
Особенности LTE Gigabit
Максимальная скорость в 4G-сети может достигать 3 Гбит/с, а минимальная задержка – 2 мс. Возникает вопрос, а зачем тогда необходим 5G? Проблема в ресурсах. Так, чтобы получить в LTE хотя бы 1 Гбит/с, необходимо комбинирование таких технологий: агрегация трех несущих, 256 QAM, 4х4 MIMO, Cloud RAN. Как видим, LTE Gigabit базируется на LTE-Advanced и LTE-Advanced Pro. В Украине мобильные операторы не имеют достаточно частот и финансовых ресурсов для обеспечения скорости даже 1000 Мбит/с. Кроме того, далеко не все смартфоны поддерживают перечисленные выше решения.
Таким образом, 5G NR – действительно новая технология, а не улучшенная версия LTE. Она позволяет операторам в перспективе обеспечить скорости, которые сейчас предлагают улучшенные спецификации LTE, притом без различных ухищрений и комбинирования разных частотных диапазонов. Сейчас 5G-сети тесно связаны с 4G, однако совсем скоро они станут автономными.