Digitrode

Технология 5G (пятое поколение) является преемником технологии сотовой связи 4G/LTE. Операторы связи начали внедрение сетей 5G по всему миру с 2019 года, и количество таких сетей постоянно растет в последние годы. Технология 5G была разработана с существенными улучшениями по сравнению с 4G-LTE. Она использует более высокие частоты, обеспечивает более высокие скорости передачи данных и меньшую задержку, а также нацелена на широкое применение в таких сферах, как здравоохранение, промышленность, игры, виртуальная реальность и многое другое. Однако, как и с большинством технологических достижений, здесь есть свои компромиссы — в виде повышенной стоимости и сложности. В этой статье проводится сравнение двух технологий с акцентом на их преимущества и недостатки.

Частоты (mmWave)

Сети 4G-LTE использовали лишь ограниченную часть частот ниже 6 ГГц (Sub-6 GHz), тогда как 5G стремится использовать весь диапазон Sub-6 GHz и дополнительно внедряет миллиметровые волны (mmWave) — высокочастотный спектр. Сети 5G работают в двух диапазонах частот: Frequency Range 1 (FR1) и Frequency Range 2 (FR2). Введение новых и более высоких частот в 5G играет ключевую роль в обеспечении улучшенной связи благодаря использованию более широких полос пропускания. Это также даёт операторам больше гибкости при выборе частот в зависимости от рельефа, демографии или специфики применения.

Скорость передачи данных

5G обеспечивает гигабитные скорости передачи данных, теоретически превышающие 10 Гбит/с. Это значительно выше, чем у 4G-LTE, где максимум составляет около 300–400 Мбит/с. В реальных условиях операторы уже достигли скоростей, превышающих возможности 4G-LTE более чем в 10 раз, особенно при использовании автономных (Standalone, SA) сетей 5G, и эти показатели продолжают расти.

Задержка (Latency)

5G обеспечивает меньшую задержку, чем 4G-LTE, и имеет специальный режим (URLLC) для критических приложений, которым требуется сверхнизкая задержка. URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communication) предоставляет сверхнадежную и низкую задержку для экстренных или критически важных приложений, не требующих высокой скорости передачи данных. Компания Verizon сообщала, что их 5G-сеть достигла задержки менее 30 мс, что является значительным улучшением по сравнению с существующей 4G-сетью, у которой она превышает 53 мс.

Новые сценарии использования

3GPP определил три основных сценария использования сетей 5G:

• Enhanced Mobile Broadband (eMBB): Обеспечивает более высокие скорости и меньшую задержку для повседневных задач, таких как потоковая передача видео в HD, дополненная и виртуальная реальность, игры и т.д.

• Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC): Разработан для критически важных приложений, где требуется высокая надежность и минимальная задержка. Это включает в себя автономные транспортные средства и экстренные службы.

• Massive Machine Type Communications (mMTC): Предназначен для приложений, в которых требуется подключение огромного количества устройств. Например, на умных заводах, где тысячи устройств должны взаимодействовать между собой, mMTC обеспечивает высокую эффективность и производительность.

Дальность действия

Как уже упоминалось, прогресс требует жертв — и дальность является одной из них. Сигналы mmWave обеспечивают очень высокую скорость передачи (до и выше 1 Гбит/с), однако сильно затухают в атмосфере и имеют гораздо меньшую дальность и способность проникать сквозь препятствия по сравнению с частотами Sub-6 GHz. На практике сигналы mmWave можно использовать в пределах до 500 метров от антенны.

Стоимость

Наряду с меньшей дальностью, использование mmWave в сетях 5G увеличивает стоимость разработки и эксплуатации по сравнению с сетями 4G-LTE. mmWave требует новых и более сложных электронных компонентов на всех этапах — от измерительного оборудования до пользовательских устройств. Хороший пример — смартфоны с поддержкой mmWave 5G, которые стоят дороже аналогичных моделей без такой поддержки.

Таблица ключевых отличий 4G и 5G:

Теги: 5G