Generation П(ять)

Вокруг 5G, нового поколения беспроводных технологий, разворачивается по-настоящему пелевинская реальность. Базовые станции 5G считают переносчиками коронавируса, оружием массового поражения и главной угрозой здоровью мощностью в десятки микроволновок. Разбираемся, что действительно стоит за новой технологией и когда ожидать значка 5G на экране смартфона в России.

Места хватит всем

По данным аналитической компании GfK, к началу 2019 года доля интернет-пользователей на мобильных устройствах в России достигла 61% (против 56% в 2018 году). А число купленных смартфонов побило все рекорды — 30,14 млн штук. Всем этим устройствам приходится делить ограниченный диапазон частот, а это только смартфоны. Добавьте сюда остальную технику, требующую подключения к сети, — охранные системы, автосигнализации, автоматизированные системы сбора данных… И мы еще жалуемся на часы пик в метро!

Одна из первых фундаментальных характеристик 5G — работа в других диапазонах частот (в промежутках от 600 до 6000 МГц и от 24 ГГц до 100 ГГц), часть из которых ранее не были задействованы для подобных целей. Отсюда разгрузка существующих частот и, соответственно, большая свобода для сетевого взаимодействия.

Так как частота волны выросла на порядок, в сетях нового поколения мы имеем дело с более короткими волнами, чем в 4G. Как следствие, увеличивается эффективность и скорость подключения.

Длина волны влияет на еще одну характерную черту 5G: сети нового поколения требуют более плотную сетевую архитектуру. Короткие высокочастотные волны не проникают сквозь стены, более того — помехой для них может стать и ветвистое дерево, и завеса дождя. Поэтому для развертывания 5G необходимо устанавливать больше антенн и базовых станций. Чтобы, даже затерявшись в «каменных джунглях», вы не лишились доступа к картам Google.

Впервые массовое тестирование pre-5G архитектуры в России состоялось на Чемпионате мира по футболу в 2018 году. Тогда МТС и Ericsson развернули сеть на базе технологии Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output) в семи городах, где проходили матчи первенства. Это еще один «вестник 5G». Massive MIMO — решение, при котором на базовых станциях устанавливается большее количество антенн. За счет этого увеличиваются пропускная способность и емкость сети. Это логично: чем больше штат колл-центра в компании, тем меньше шансов провисеть на линии пять минут под фоновое сопровождение «Вальса цветов».

«Новыми» сети 5G делают и несколько алгоритмов. Технология beamforming выполняет роль дорожного регулировщика на базовых станциях. Она определяет наиболее эффективный путь беспроводного сигнала до конкретного устройства. Также для сетей нового поколения характерно применение full duplex. Это способ передачи данных, в котором приемопередатчик (трансивер) может передавать и принимать данные одновременно, на одной частоте.

О дивный новый мир

Технология 5G предусматривает несколько сценариев применения со сложными названиями. Но за ними стоят вполне понятные сферы внедрения.

eMBB (enhanced Mobile BroadBand)

За этой аббревиатурой — привычный нам мобильный интернет. По самым скромным прогнозам, 5G прокачает его скорость до 2 Гб/с. Это значит, что вы скачаете все серии «Друзей» в HD-качестве быстрее, чем приготовится попкорн в микроволновке.

Что еще:

• улучшение качества сети в местах большого скопления людей (спортивные матчи, концерты и т.д.);
• прямые эфиры без задержек и потери в качестве, с элементами AR (дополненной реальности);
• повышение реалистичности VR-игр и различных приложений с использованием AR;
• доступ к интернету в поездках (междугородние автобусы, поезда).

URLLC (Ultra Reliable Low Latency Communications)

С 5G уменьшатся сетевые задержки (между базовой станцией и конечным устройством). Latency, или время ожидания, снизится в 45 раз по сравнению с 4G и составит 1 миллисекунду.

Где применим:

• беспилотный транспорт;
• дистанционная хирургия.

mMTC (massive Machine Type Communications)

Где применим:

• Индустрия 4.0 (подразумевает высокую степень роботизации промышленности с минимальным участием человека);
• Интернет вещей.

5G в России

Российские операторы тестируют технологии 5G и pre-5G уже несколько лет.

В августе прошлого года MTC совместно с Huawei развернули пилотную сеть связи нового поколения в Кронштадте. На тот момент для покрытия населенной части небольшого города-порта понадобилось восемь базовых станций. В столице пилотные версии 5G развернулись на ВДНХ и Тверской улице — от Кремля до Садового кольца.

Изначально новая эра 5G для России должна была наступить в 2022 году. К этому времени новую технологию хотели развернуть в десяти крупных городах. В феврале сроки сдвинулись на два года. Причин задержек несколько, и пандемия коронавируса здесь ни при чем.

Свое, родное

Самые крупные поставщики оборудования для сетей пятого поколения в мире — небезызвестные Huawei, Ericsson и Nokia. Покупка необходимой инфраструктуры для развертывания 5G у этих игроков рынка означает полную зависимость — как в плане цены за оборудование, так и в плане управления им. Поэтому многие страны, в том числе Россия и США, не торопятся скупать импортные разработки, видя в этом серьезные риски для национальной безопасности.

В прошлом году за разработку отечественного оборудования для 5G сетей принялись МТС, «Сколтех» и ООО «Элемент» (дочерняя компания ГК «Ростех» и АФК «Система»). А в феврале этого года курс на импортозамещение взяла еще одна коллаборация — компания «Глобалинформсервис» (ГИС) и концерн «Созвездие» (входит в ГК «Ростех»).

Создание отечественного оборудования может в разы удешевить его конечную стоимость, что, с одной стороны, облегчит внедрение 5G в России. С другой стороны, на разработку собственных решений, соответствующих всем стандартам качества, потребуется больше времени, чем на закупку готового оборудования.

На другой высоте

Широкий резонанс получила история про выделение «золотого» диапазона частот для развертывания сетей нового поколения. Во всем мире производители оборудования и мобильных устройств ориентируются на диапазон 3,4–3,8 ГГц. В России же на этих частотах уже «общаются» Минобороны и «Роскосмос» и не очень хотят делиться. Вопрос о расчищении частот для развертывания 5G уперся в рекомендацию присмотреться к вакантному диапазону 4,4-4,9 ГГц.

Альтернатива мобильным операторам не понравилась. Более высокочастотный диапазон потребует большего количества базовых станций, да и оборудование в целом будет заведомо дороже. Ведь для всего мира его будут делать под диапазон 3,4-3,8 ГГц — «эксклюзив» же влетит в копеечку.

Тема выделения частот остается дискутивной. Еще месяц назад Минкомсвязи пошло навстречу операторам связи и было готово освободить несколько десятков МГц в диапазоне 3,4-3,8 ГГц, что все же лучше, чем ничего. Но буквально на днях Совет безопасности вновь отказался отдавать «золотой» диапазон частот под развитие 5G.

Придут ли заинтересованные стороны к консенсусу? Скорее всего. Но на это также уйдет время.

5G в мире

В полноценную гонку на новых скоростях уже вписались несколько стран.

Южная Корея

Первым государством, перешедшим на 5G на национальном уровне, стала Южная Корея. На момент внедрения в апреле 2019 года местный крупнейший мобильный оператор SK Telecom установил 34 тысяч базовых станций в 85 городах. Согласно последним данным, число пользователей мобильной связи нового поколения в стране превысило 5 млн. Сеть доступна владельцам смартфона Samsung Galaxy S10, в котором уже есть необходимый для поддержки 5G модем связи.

Китай

Следом, опередив США, о запуске сетей пятого поколения объявил Китай. К концу 2020 года местные мобильные операторы планируют разместить 600 тысяч базовых станций по всей стране, причем треть этой цели уже выполнена. Коронавирус, как отмечает правительство страны, лишь укрепил понимание важности перехода на 5G. Так, в Пекине во время пандемии дроны, использующие 5G, доставляли горячую пищу больным, чтобы минимизировать контакт здоровых и зараженных людей, а в Ухани по улицам ездили беспилотные фургоны, распыляющие антисептик.

Соединенные штаты Америки

О желании развернуть в США не только 5G, но и еще несуществующую 6G-сеть, президент США Дональд Трамп заявил еще в феврале 2019 года, однако в этом Америка все равно уступила Азии. Внедрением нового поколения связи занимаются сразу несколько американских телеком-лидеров. Так, в декабре компания T-mobile запустила общенациональную сеть 5G, которая охватывает 60% населения США, холдинг AT&T охватил услугами сети нового поколения 32 города в стране, а компания Verizon — 34 города.

Швейцария

Первой европейской страной, принявшей 5G, стала Швейцария. В стране установлены более 2 тысяч базовых станций, а сеть нового поколения покрыла более 90% населения. Развертыванием инфраструктуры занимались шведский мобильный оператор Swisscom и телеком-компания Ericsson.

Хочется написать, что 5G уверенно шагает по планете, но в той же Швейцарии некоторые регионы (кантоны) ввели мораторий на работу сетей нового поколения. Местные власти боятся, что технология может нанести вред здоровью граждан. Объектом потенциальных опасений становится все, что отличает 5G от предшественников, — диапазон работы, длина волны, архитектура сети.

И вышка не горит

Какая ирония: именно развитие интернета способствовало росту волны недоверия к 5G. На YouTube и в соцсетях распространяются ролики об опасности технологии, ее причастности к распространению коронавируса и других ужасах. И если обращения некоторых медийных персон могут не пройти фильтр адекватности, то ситуация в Европе заставляет задуматься.

Так, в Британии жгут базовые станции 5G и мешают работать сотрудникам телеком-компаний. Хочешь не хочешь, но, насмотревшись роликов с тревожной музыкой, начнешь коситься на подозрительный телефонный столб напротив окна.

Люди часто боятся нового. Но, технически, «новое» — это не про 5G. От своего предшественника это поколение связи отличается лишь иной архитектурой сети и алгоритмами, обеспечивающими более быструю и упорядоченную передачу сигнала.

5G — это мощный Халк, а 4G — доктор Беннер: ученый покрупнел и позеленел, но стрижка и штанишки остались на месте.

При этом по мощности излучения базовую станцию супергероем не назовешь. Согласно установленным в России и мире стандартам, норма для антенн не должна превышать 0,5-0,6 мкВт/кв.см, за нарушением следуют санкции. Допустимые нормы по излучению сотового оборудования в нашей стране составляют 10 мкВт/кв.см. Это один из самых жестких показателей в мире. Для сравнения, в США, Канаде, Европе и Японии этот порог достигает 200-1000 мкВт/кв.см.

Объектами нападок конспирологов стали именно антенны и станции 5G. Хотя их излучение, долетающее до человека, в сотни раз ниже излучения от того же смартфона. Поднесенный к уху девайс отдает примерно 1-10 мкВт/кв.см. И нет, это не призыв жечь айфоны.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что в существующих исследованиях нет ни одного подтвержденного факта воздействия беспроводных технологий в диапазоне до 300 ГГц на здоровье человека. Технологии 5G организация посвятила отдельный блок на сайте.

Поймай, если сможешь

О чем действительно стоит беспокоиться в случае 5G, так это о сохранности данных и киберпреступниках, считает руководитель отдела клиентской безопасности Selectel Андрей Давид. Ведь сети нового поколения не только получат по наследству существующие угрозы безопасности, но и добавят еще несколько поводов поволноваться.

Актуальные для 4G угрозы:

• раскрытие местоположения абонента;
• перехват sms-сообщений;
• DoS-атаки на абонента и оборудование оператора.

В будущем эффект можно помножить на 10, ведь злоумышленники тоже будут пользоваться 5G.

«Если мы достигнем того уровня развития сетей пятого поколения, о котором говорим, автоматизированные атаки на серверы будут происходить за доли секунд. Сейчас компании могут себе позволить больше времени на устранение уязвимостей, но в будущем этого времени не будет. Все пробелы инфобезопасности будут быстрее вычисляться киберпреступниками, и любая смена конфигурации систем может стать их мишенью», — рассказал Андрей Давид.

С какими еще угрозами столкнется мир 5G:

1. Особенности архитектуры сети нового поколения открывают новые лазейки для мошенников. 5G подразумевает наличие тысяч малогабаритных антенн и каждая из них — потенциальная точка взлома. Ученые Purdue University и University of Iowa рассказали об одном из методов — полной имитации базовой станции оператора и перехвате данных подключенных устройств.
2. Повышение скорости автоматически увеличит канальную емкость DDoS-атак. Тут все просто: большая пропускная способность сети — больше пакетов данных будет «прилетать» от ботов, которые «положат» ваш сервер в считанные секунды.
3. Сети нового поколения обещают вывести медицину, транспорт, промышленность на новый уровень. К 5G будут подключены медицинские устройства, элементы промышленной инфраструктуры, средства передвижения и «умные дома». Вместе они будут генерировать большой объем конфиденциальных данных. Операторы связи и другие участники технологических процессов должны будут гарантировать сохранность этой информации.

Как лечить

Безусловно, угрозы не игнорируются. Для разработки новых стандартов информационной безопасности объединились крупные европейские компании, в числе которые Nokia и Ericsson, и исследовательские центры — Оксфорд, Университет Саутгемптона и другие. Вместе они запустили проект 5G-Ensurе, финансируемый грантовой программой Европейского Союза Horizon2020.

Стандартизацией сетей мобильной связи занимается международный консорциум 3GPP (3rd Generation Partnership Project), в основе которого — семь национальных организаций по стандартизации. Созданный в 1998 году, он разработал целый ряд стандартов, в том числе для GSM (2G), UMTS (3G) и LTE (4G). Окончательный стандарт IMT-2020 (именно так звучит не медийное название 5G) обещают представить уже в июне этого года.

---

И ученые, и экономисты, и бизнесмены, и конспирологи сходятся в одном: 5G изменит нашу жизнь. Будет ли это капитальная трансформация целых индустрий или «косметический ремонт» — покажет время.

Согласно отчету ассоциации GSM, к 2025 году количество подключений к сетям нового поколения в России достигнет 46 млн. Может быть, и о нас напишут: «когда-то в России и правда жило беспечальное юное поколение, которое улыбнулось лету, морю и солнцу – и… бесперебойно смотрело Netfliх на высокочастотных волнах 5G».