Что такое 5G-интернет, где он ловит в России и стоит ли его опасаться

Говорят, 5G придумали инопланетяне для слежки: чтобы превращать людей в «зомби», управлять их разумом и заражать космическими вирусами 🤪 Давайте всё выясним — как работает 5G-интернет, для чего его создали, насколько он популярен в России и стоит ли бояться незнакомых вышек.

Содержание

• Что такое интернет 5G и как он появился
• Как работает 5G

• Частотные диапазоны
• Технологии передачи данных
• Архитектура сети
• Физическая инфраструктура

• Чем 5G лучше 4G
• Где в России работает интернет 5G
• Развитие 5G-сетей в мире и перспективы технологии

Что такое интернет 5G и как он появился

5G — это стандарт мобильной связи, который обеспечивает более высокую скорость передачи данных, минимальные задержки и возможность одновременного подключения большего числа устройств по сравнению с предыдущими поколениями. Буква G в названии означает «поколение» (от английского generation). А начиналось всё с мобильных радиотелефонов.

В середине 1940-х годов появились первые мобильные радиоустройства, которые устанавливались в автомобили для обеспечения связи в движении. Они весили до 40 кг, требовали мощного питания и работали на расстоянии 3–20 км от станции. В основном ими пользовались специалисты экстренных служб, руководители компаний, бизнесмены и технические работники.

Радиотелефоны были дорогими, громоздкими и обеспечивали довольно плохое качество связи. Например, система Mobile Telephone Service (MTS) располагала всего 3–5 каналами на город. Это означало, что одновременно могли разговаривать только несколько человек, а остальные абоненты вынуждены были ждать своей очереди, чтобы совершить звонок. Так, в Нью-Йорке к концу 1970-х на 10 миллионов жителей приходилось всего 545 абонентов MTS.

С ростом спроса на мобильную связь возникли разные поколения сетей:

• 1G — в 1980‑х годах появилась аналоговая голосовая связь, которая позволила людям носить с собой телефоны и звонить на ходу. Правда, первые устройства весили около 1 кг и по виду напоминали кирпич. Если интересно — взгляните на модель Motorola DynaTAC 8000X.
• 2G — в 1990‑х мобильная связь становится цифровой. Появляется мобильный интернет со скоростью до 384 Кбит/с, а также SMS и MMS. Популярные телефоны того времени — Nokia 3310 и Siemens C35 ❤️
• 3G — в 2000-х мобильный интернет становится повсеместным, а в телефонах появляются браузеры. Пользователи могут слушать музыку и смотреть видео онлайн в низком разрешении. С технологией HSPA+ скорость передачи достигает 42 Мбит/с, и в это время выходит iPhone.
• 4G — в 2010-х смартфоны становятся основным способом выхода в интернет. Средняя скорость достигает 100–300 Мбит/с, что способствует развитию потокового видео в HD и 4K, онлайн-игр, видеозвонков и соцсетей. В начале периода появляются iPhone 5 и Samsung Galaxy S4.
• 5G — с 2019 года активно развивается новый стандарт связи, который постепенно заменяет 4G. Высокая скорость и минимальные задержки способствуют развитию интернета вещей (IoT), дистанционной медицины, нейросетей, беспилотных авто и AR/VR-приложений. Одни из первых 5G-смартфонов: iPhone 12, Samsung Galaxy S20 и Google Pixel 5.

• 6G — ожидается в 2030-х годах и обещает скорость передачи данных до 1 Тбит/с. Вероятно, станет основой для расширенной реальности, голографической связи и глубокой интеграции ИИ. Ждём в iPhone 25.

В крупных городах большинство операторов используют 4G, но в отдалённых сельских районах всё ещё встречается покрытие 3G и даже 2G. 5G-сети развиваются в мегаполисах, постепенно вытесняя предыдущие стандарты.

Как работает 5G

5G-интернет работает благодаря нескольким взаимосвязанным компонентам: частотным диапазонам, технологиям передачи данных, современной архитектуре сети и обновлённой физической инфраструктуре.

Частотные диапазоны

Частотные диапазоны — радиоволны разной длины, по которым передаётся сигнал. От диапазона зависят дальность и скорость связи: низкие частоты обеспечивают более широкое покрытие, а высокие — большую скорость.

5G использует три основных диапазона:

• Низкочастотный диапазон (до 1 ГГц) обеспечивает широкое покрытие и хорошую проходимость сигнала через стены зданий, однако скорость передачи данных в нём ниже. Этот диапазон подходит для покрытия сельских районов и малонаселённых территорий, где устанавливать множество базовых станций экономически невыгодно.
• Среднечастотный диапазон (1–6 ГГц) используется для повседневных задач в городских районах. Он подходит для просмотра видео в высоком качестве, видеоконференций и онлайн-игр с низкой задержкой — везде, где важен баланс между скоростью и покрытием.
• Высокочастотный диапазон (от 24 ГГц) обеспечивает максимальную скорость передачи данных, но имеет ограниченное покрытие и низкую способность проникать через препятствия. Эти частоты используются в местах, где множество пользователей одновременно подключаются к сети.

Мобильные операторы не ограничиваются одним диапазоном, а используют их в комплексе. Поэтому смартфоны с поддержкой 5G умеют автоматически переключаться между диапазонами в зависимости от уровня сигнала и требуемой скорости, чтобы у вас была качественная связь в любых условиях.

Технологии передачи данных

Технологии передачи данных в 5G — это методы, которые улучшат качество связи и позволяют эффективно использовать сеть для различных задач. К основным методам относятся massive MIMO, beamforming, network slicing и edge computing. Для примера рассмотрим метод network slicing.

Представьте район, где 5G-сеть одновременно обслуживает несколько категорий пользователей: больницу с роботом-хирургом для удалённых операций, беспилотные автомобили и обычных жителей. С технологией network slicing можно разделить одну физическую сеть на три виртуальных «среза», каждый из которых будет адаптирован под конкретную задачу:

• Роботу-хирургу нужен срез с минимальной задержкой в 1 мс, чтобы гарантировать точность и своевременность выполнения команд.
• Беспилотным авто потребуется срез с повышенной надёжностью, который обеспечит безопасность и бесперебойную работу на дорогах.
• Жителям можно выделить срез с высокой пропускной способностью для стабильного подключения к сети.

Каждый созданный срез — это полностью изолированная виртуальная сеть со своими уникальными параметрами: скоростью, приоритетом и задержкой. Такой подход позволяет оптимально распределять сетевые ресурсы в соответствии с потребностями различных категорий пользователей.

Читайте также:

Как работает Docker: подробный гайд от техлида

Архитектура сети

Архитектура 5G — структура сети, которая объединяет множество физических и программных компонентов (от вышек и антенн до серверов и виртуальных сервисов) в единую систему для обеспечения сверхбыстрой и стабильной связи. Выделим основные технологии, благодаря которым это работает.

Service-based architecture (SBA) — сервисно-ориентированная архитектура, которая по принципу напоминает конструктор LEGO. Она позволяет заменять или улучшать каждый блок (сервис) независимо от остальных. Например, в сети 5G можно обновить сервис аутентификации, не затрагивая работу маршрутизации, управления вызовами и других компонентов системы.

Multi-access edge computing (MEC) — технология переноса вычислительных ресурсов ближе к пользователям для снижения задержек при обработке данных. Например, при стриминге видео с концерта обработка видеопотока происходит не в удалённом дата-центре, а на серверах рядом со стадионом. Это позволяет зрителям смотреть трансляцию с задержкой менее 10 мс.

Control and user plane separation (CUPS) — технология разделения сети на две части: плоскость управления (отвечает за сигнализацию и координацию) и плоскость пользовательских данных (передаёт контент). Это позволяет распределять нагрузку и оптимизировать маршруты передачи информации. Например, при просмотре видео на смартфоне сигналы управления обрабатываются в центральном узле сети, а видеопоток обходит лишние узлы и направляется по кратчайшему маршруту от сервера к пользователю.

Software-defined networking (SDN) — технология, которая разделяет управление сетью и передачу данных на два отдельных уровня. Например, ранее при изменении приоритетов трафика администратор вручную настраивал каждый маршрутизатор. В 5G с SDN достаточно изменить параметры в едином центре управления, и новые правила сразу применяются ко всей сети даже без физического доступа к оборудованию.

Network function virtualization (NFV) — технология, которая превращает физическое сетевое оборудование в программы для серверов. Это как замена физического маршрутизатора его виртуальной копией. Например, раньше для внедрения функции безопасности нужно было установить физическое устройство на каждой базовой станции, что могло занимать недели. С NFV такую функцию можно развернуть как программный модуль за пару часов.

Читайте также:

Как спроектировать архитектуру приложения с нуля

Физическая инфраструктура

Физическая инфраструктура 5G — многоуровневый комплекс оборудования, который обеспечивает бесперебойную передачу данных даже при пиковой нагрузке на сеть. Рассмотрим основные компоненты этой инфраструктуры:

• Макросоты и микросоты — два типа базовых станций разного размера и мощности. Макросоты покрывают большие территории с радиусом 1–2 км и обычно устанавливаются на высоких башнях. У микросот радиус 100–300 метров, поэтому их размещают на зданиях и уличных столбах для обеспечения качественной связи в густонаселённых районах.
• Small cells (малые соты) — компактные базовые станции с радиусом 10–100 метров для плотных городских зон. Они устанавливаются там, где микросоты не справляются с нагрузкой: в торговых центрах, офисных зданиях, на стадионах, оживлённых улицах, в метро, аэропортах, вокзалах, университетах и других местах с большим скоплением людей.
• Антенны massive MIMO — системы с множеством антенн, которые формируют направленные сигналы. Например, в переполненном торговом центре massive MIMO создаёт для каждого пользователя «луч» связи, что снижает помехи и повышает скорость передачи данных.
• Распределённые антенные системы (DAS) — сети взаимосвязанных антенн, которые обеспечивают равномерное покрытие сигнала внутри зданий. Например, в торговом центре DAS позволяет посетителям сохранять стабильное соединение при перемещении между этажами.
• Оптоволоконные линии — высокоскоростные каналы связи, которые соединяют базовые станции с ядром сети. Именно за счёт оптоволокна обеспечивается высокая пропускная способность между узлами 5G-сети.
• Edge-серверы — вычислительные узлы, которые располагаются ближе к пользователям для минимизации задержек сигнала. Они являются ключевым компонентом технологии multi-access edge computing (MEC). Например, при онлайн-игре в AR-приложении edge-сервер обработает данные быстрее, чем если бы они отправлялись в удалённый дата-центр.

Чем 5G лучше 4G

В прошлом разделе мы разобрали сложную комбинацию технологий, которые лежат в основе 5G. Благодаря им интернет пятого поколения отличается высокой скоростью, низкой задержкой и плотностью подключения.

Скорость 5G-интернета

Теоретически скорость 5G-интернета может достигать 20 Гбит/сек. При таком подключении фильм в сверхвысоком разрешении объёмом 60 ГБ можно скачать всего за 24 секунды. Для сравнения, теоретический предел 4G — 1 Гбит/сек. При такой скорости скачивание того же фильма заняло бы восемь минут — в 20 раз больше.

Реальная скорость зависит от страны, оператора и качества оборудования. Например, в Южной Корее средняя скорость 5G-соединения достигает 456 Мбит/сек, а максимальная — 925 Мбит/сек. В других странах с развитой 5G-инфраструктурой показатели значительно ниже: Индия — 301 Мбит/сек, Франция — 222 Мбит/сек, Япония — 156 Мбит/сек, США — 138 Мбит/сек.

Средняя скорость домашнего интернета в Москве — около 130 Мбит/сек, а мобильного — 63 Мбит/сек. В России 5G пока доступен в немногочисленных тестовых зонах, и в них скорость соединения может превышать 1 Гбит/сек.

Низкая задержка

Любому сигналу требуется время, чтобы добраться до сервера и вернуться к вам, — этот показатель называется задержкой. В сетях 4G средняя задержка составляет 10 миллисекунд, а 5G позволяет сократить её вплоть до 1 миллисекунды благодаря более эффективной обработке и передаче данных.

Такое улучшение критично для приложений, которые требуют моментальной реакции: беспилотных автомобилей, робототехники и онлайн-игр. Например, при реакции автомобиля на внезапное препятствие разница в 39 миллисекунд позволяет начать торможение на 1,1 метра раньше при скорости 100 км/ч.

При этом в 5G сигнал может «следовать» за абонентом и сохраняет стабильность даже при быстром движении благодаря системе massive MIMO. Например, пассажир скоростного поезда может непрерывно участвовать в видеоконференции без потери качества связи. В сетях 4G, напротив, соединение часто полностью пропадает при движении на высокой скорости.

Плотность подключения

Каждая 5G-вышка способна поддерживать до 1 миллиона устройств на квадратный километр — в 10 раз больше, чем в сетях 4G. Если взять стадион вместимостью 80 тысяч человек, где у каждого есть смартфон, умные часы и прочие гаджеты, 4G-сеть может испытывать серьёзные перегрузки. А вот 5G может легко справиться с таким количеством одновременных подключений.

Помимо высокой плотности подключения, 5G обеспечивает более эффективную передачу данных. Это снижает нагрузку на инфраструктуру и существенно уменьшает операционные расходы провайдеров. Например, у южнокорейского оператора SK Telecom стоимость передачи гигабайта данных в сетях 5G оказалась на 70% ниже, чем в 4G. Для пользователей это может означать более выгодные тарифные планы с большими объёмами трафика.

Читайте также:

На дне: подводные кабели и межконтинентальный интернет

Где в России работает интернет 5G

В 2025 году 5G в России только начинает развиваться. Основное покрытие обеспечивает оператор МТС, и оно доступно в отдельных районах Москвы и Санкт-Петербурга. Давайте рассмотрим, где именно его можно встретить.

Зоны обслуживания сети 5G в Москве:

• Главная аллея на ВДНХ;
• Ходынское поле;
• Сколково;
• Университетская площадь возле МГУ;
• Лужнецкая набережная;
• Поклонная гора;
• Кутузовский проспект;
• Лубянская площадь;
• Таганская улица;
• Технопарк;
• Парк культуры;
• Парк «Зарядье»;
• Тверской бульвар;
• Рочдельская улица.

Зоны 5G в Санкт-Петербурге:

• Кронштадт;
• МО Владимирский округ;
• Михайловский сквер;
• Дворцовая площадь;
• улица Рубинштейна;
• улица Мира;
• район Ботанического сада;
• район аэропорта Пулково.

Чтобы воспользоваться 5G в тестовых зонах, вам не нужен специальный тариф. Достаточно находиться в зоне покрытия оператора, иметь смартфон с поддержкой 5G и активировать данную функцию в настройках устройства.

Развитие 5G-сетей в мире и перспективы технологии

По данным компании Ericsson, сейчас около 45% населения мира живёт в зонах с доступным среднечастотным 5G. К 2030 году этот показатель может достичь 85%. Основной вклад в этот рост вносят Китай и Индия — в двух самых населённых странах мира 5G уже охватывает более 90% населения.

При этом не все, кто находится в зоне покрытия, готовы или хотят переходить на сети пятого поколения. Например, многие не хотят ради этого покупать новые смартфоны с поддержкой 5G. Так, 5G используют лишь около 23% абонентов Индии и примерно такой же процент пользователей по всему миру.

В отчёте Ericsson также указано, что к 2030 году наибольший процент абонентов 5G (93%) будет в странах Персидского залива: Саудовской Аравии, Катаре, ОАЭ, Бахрейне, Омане и Кувейте. Примерно такой же уровень проникновения 5G ожидается в Западной Европе и Северной Америке.

Когда интернет 5G появится во всех регионах России

О повсеместном распространении сетей пятого поколения в России в этом десятилетии речи не идёт. В планах Минцифры до 2030 года — развернуть 5G-сети в городах-миллионниках и охватить 16–17 миллионов абонентов.

В 2024 году глава Минцифры Максут Шадаев заявил, что полноценные сети 5G начнут разворачивать в крупных городах в 2026 году, а в остальных населённых пунктах — в начале 2030-х. Насколько эти сроки реальны — трудно сказать. В 2020 году правительство РФ уже утверждало дорожную карту, но из-за ухода с рынка иностранных поставщиков оборудования реализовать её не удалось.

Распространению 5G в России мешает недостаток оборудования, высокая стоимость инфраструктуры, сложности с использованием среднечастотного диапазона (3,4–3,8 ГГц), а также недостаточное покрытие многих городов сетями 4G. Рекомендуем посмотреть фрагмент выступления с конференции «Телеком Будущего 2024», чтобы узнать больше о каждой из этих проблем.

Опасен ли 5G для здоровья

В 2021 году журнал Nature опубликовал обзор 107 исследований, в которых изучалось влияние 5G на здоровье человека. Общий вывод таков:

Однако в нём есть и такой фрагмент:

Это означает, что пока нет явных доказательств вреда 5G для здоровья, однако научное сообщество признаёт необходимость продолжения исследований для исключения потенциальных рисков в будущем. Ну, вы знаете, что делать 😉