5G назвали вампіром, який висмоктуватиме акумулятори

У світі поступово розгортається п’яте покоління мобільного зв’язку, і відповідальна за його розробку група 3GPP шукає нові способи кодування даних у радіохвилях. 5G використовуватиме масив нових технологій – міліметрові хвилі, масивне MIMO, повний дуплекс, формування направленого сигналу, невеликі базові станції. Це лише крихітний перелік використаних рішень. І нещодавно експерти замислилися, якою ціною обернуться ці технології для користувачів. Вони кажуть, що 5G може виявитися вампіром, який висмоктує акумулятори.

У 2017 році телекомунікаційна індустрія мала вирішити питання, коли почати розгортання 5G. Деякі компанії, з Vodafone включно, запропонували не відкладати завдання на майбутнє та пришвидшити розробку п’ятого покоління зв’язку. Це призвело до того, що мережі 5G запускають одночасно з розробкою технологій 5G.

Одночасне розгортання означає, що деякі важливі питання 5G вирішені не повністю, і серед них – модуляція бездротового сигналу в цих мережах. Специфікація стандарту 3GPP Release 15, яка дала старт 5G, вибрала мультиплексування з ортогональним частотним поділом каналів (orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM). Це ехо 4G, в якому використовується таке ж рішення.

Однак цього року очікується вихід специфікації Release 16, в якій пропонуються альтернативні методи кодування сигналу. Адже використання модуляції OFDM вимагає забагато електроенергії від пристроїв 5G та базових станцій. Проблема стає особливо гострою, якщо згадати, що 5G націлений на мільярди девайсів інтернету речей, і для нього знадобиться в кілька разів більше базових станцій.

«Я не думаю, що мобільні оператори справді розуміють вплив 5G на мобільні телефони, а також на їхні батареї, – говорить директор дослідницької лабораторії National Instruments Corp. Джеймс Кімері. – 5G матиме свою ціну, і це буде споживання батареї».

Кімері каже, що проблема стосуватиметься не лише мобільних девайсів. Базові станції також споживатимуть значно більше енергії – приблизно втричі більше, ніж базові станції 4G. При цьому базових станцій 5G потрібно буде в кілька разів більше для покриття тієї ж площі.

OFDM – це метод пересилання даних по радіоканалу, в якому інформація «нарізується» на порції, і вони відправляються одночасно. А щоб вони не заважали одна одній по дорозі до користувача, їх відправляють у радіохвилях, які перпендикулярні одна до одної. Цей метод забезпечує високу швидкість, але потребує великої потужності.

Головний інженер ZTE Іфей Юан вважає, що від OFDM потрібно перейти до неортогонального багатоканального доступу (non-orthogonal multiple access, NOMA). Цей спосіб модуляції використовує одну й ту ж частоту для передачі шматків даних від кількох користувачів одночасно.

За словами фахівця, OFDM можна використовувати на ранній стадії розвитку 5G. Адже масштабні проекти машинного спілкування та інтернету речей з’являться лише за кілька років після публікації Release 16, яка має вийти в грудні 2019.

До переходу на NOMA потрібно готуватися заздалегідь, оскільки це коштуватиме великих грошей. Знадобиться не лише оновлення програмного забезпечення, особливо базових станцій, а й додаткові радіокомпоненти, збільшення обчислювальної потужності тощо.

Однак, каже Кімері, індустрія дуже інерційна, і не варто сподіватися на перехід від OFDM. «Цілком можливо, що буде альтернатива, – каже він. – Але ймовірність її застосування невелика. Коли щось вже впровадили, від цього важко відмовитися».

До речі, про енергоспоживання 5G можна зрозуміти і з того, що розробники смартфонів нині шукають нові, більш ефективні системи охолодження, а також те, що деякі апарати з 5G вимикатимуть пересилання даних при наближенні користувача.