5G: как это будет и зачем это нужно?

Новости

Еще не успели везде, где нужно, построить LTE-сети, а производители оборудования и операторы уже вовсю обсуждают перспективы сетей пятого поколения. Некоторые даже начали на эту тему пиариться: так, «МегаФон» и Huawei уже грозятся запустить в России пилотную 5G-сеть к чемпионату мира по футболу 2018 года.

Мобильная связь пятого поколения: какой она будет и зачем она нужна?

Загвоздка в том, что сама стандартизация 5G еще только в планах, а запуск первых сетей ожидается разве что к 2020 году (кстати, по этой причине будущий стандарт пока фигурирует в документах под названием IMT-2020). Но запрещать использовать букву и цифру в маркетинговых целях никто не может — это ведь не название стандарта связи, а обозначение того, что он относится к пятому поколению.

Какой стандарт каким поколением считать — вопрос открытый и скорее из области теологии. Так что в определенном смысле 5G-сеть еще 10 лет назад работала в Подмосковье: именно так называл свою услугу провайдер ArtCommunications.

Бегущие впереди паровоза о преимуществах 5G говорят весьма туманно. «С появлением высоких скоростей мобильного Интернета и популярности доступных устройств резко увеличился объем интернет-трафика. Технология 5G за счет большей емкости снизит нагрузку и задержки, возникающие при передаче сигнала. Абоненты смогут ощутить заявленные стандартом скорости мобильного Интернета, например, просматривая видео с первой доли секунды, без ожидания загрузки файла», — комментирует Huawei.

То есть риторика примерно такая же, как при продвижении LTE-Advanced, а до этого LTE и 3G. Да что там, даже EDGE, помнится, десять лет назад запускали с демонстрацией потокового видео на экране телефона.

Технологических разработок пока нет. В настоящее время все только прикидывают, в каких частотных диапазонах будет работать 5G да какие схемы модуляции и кодирования использовать. Предлагается задействовать разные полосы частот в диапазоне от 1 до 100 ГГц. И понятно только то, что 5G будет задействовать максимально широкую полосу для обеспечения пропускной способности (что логично: других-то способов для этого нет). Также несложно догадаться,что использование сверхвысоких частот автоматически означает доминирование фемто- и пикосот с минимальным радиусом действия.

И по большому счету 5G реализуется не в последнюю очередь ради емкости, необходимой «Интернету вещей». Когда в каждом домохозяйстве будет в районе сотни подключенных «умных устройств», некоторые из них, например телевизоры или холодильники, смогут быть «базовыми станциями» для расположенных рядом других приборов. Это называется Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output) — клиент связывается одновременно со множеством приемопередающих антенн, разнесенных в пространстве.

Именно для множества устройств реализуется суммарная пропускная способность в несколько десятков гигабит в секунду, но в помещениях, где они как раз и сосредоточены, что необходимо с учетом перспектив тысячекратного роста трафика к 2020 году.

На улице считается достаточной скорость в пару сотен мегабит в секунду — она, впрочем, есть и сегодня в сетях LTE-Advanced. Новшество, которое принесет 5G, — это уменьшение задержек, то есть «пингов», до 1 мс и менее.

Применение подключению с такими параметрами придумали пока только одно: это системы дополненной и виртуальной реальности. Вряд ли мы будем ходить в шлемах, как Робокоп, но для телемедицины с удаленным проведением операций, а также автомобилей с автопилотом, например, технология очень даже пригодится.

Одним из ключевых моментов в 5G является безопасность

Кроме того, минимальные задержки необходимы для так называемого тактильного Интернета, когда все приложения будут работать в облаке, а пользователь получит только «тонкий клиент» в виде сенсорного экрана без необходимости выполнять какую-либо обработку данных локально.

Это реализуется в первую очередь ради безопасности данных: когда они хранятся только в дата-центре, а по сети передается только содержимое экрана, перехватить их или украсть вместе с мобильным устройством невозможно. Безопасность вообще является одним из ключевых моментов в 5G. Конкретных решений, кроме разговоров о необходимости внедрения защиты уже на физическом уровне, пока почти нет, но, по крайней мере, обсуждаются факторы угроз, которые необходимо исключить.

Например, Ransomware, или трояны-вымогатели. Сегодня они могут заблокировать только файлы на компьютере или смартфон пользователя. А в «Интернете вещей» тот же метод отъема денег у населения может прийти в физический мир: как вам, например, перспектива, что троянец сможет не пустить вас в ваш собственный дом, офис или автомобиль?

Кроме того, большое количество подключенных устройств может существенно упростить создание ботнетов для DDoS-атак и сделать такие атаки еще более мощными, чем сегодня, — ведь речь идет о подключении миллиардов новых устройств. В большинстве случаев «домашних» устройств, то есть контролируемых не бородатыми админами, а обычными людьми.

Далее, чем выше скорость передачи данных — тем больше у злоумышленника шансов незаметно передать компактный вредоносный код или же не оставить следов при перехвате трафика.

Предлагаемые сегодня концепции для обеспечения безопасности в сетях 5G (одна из наиболее известных — Nokia Mobile Guard) имеют, как правило, облачную природу, что логично, учитывая тот факт, что большинство клиентских устройств в сетях 5G будут иметь весьма ограниченные вычислительные возможности: ну не выпускать же, в самом деле, антивирус для каждого пылесоса, лампочки и утюга.

Поэтому решение строится на анализе трафика мобильной передачи данных и SMS-трафика на уровне оператора с целью выявления активностей, характерных для вредоносного ПО, а также нестандартных моделей использования устройств, имеющих возможности запуска кода, — в первую очередь смартфонов и планшетов.

Косвенное преимущество 5G в плане безопасности заключается также в том, что сети нового поколения позволят отказаться от Wi-Fi: в помещениях широкополосный мобильный доступ будет работать так, как мы упомянули, даже лучше, чем на улице.

Основные недостатки Wi-Fi сегодня всем известны. Во-первых, это ограниченный неуправляемый спектр, вызывающий серьезные проблемы с интерференцией и, как следствие, с пропускной способностью. Устройствами с поддержкой только 2,4 ГГц в многоквартирном доме уже практически невозможно пользоваться — а это мы еще не то что холодильники не подключили, но и телевизоры далеко не все.

Во-вторых, это сам процесс переключения мобильного устройства из сотовой сети в Wi-Fi с прерыванием всех текущих сессий. Процесс решения этой проблемы идет (посмотрите на Wi-Fi Calling), но очень вяло. И, возможно, так никуда и не придет.

В-третьих, это широчайший простор для киберпреступлений: это и относительно простой взлом ключей шифрования, и возможность перехвата трафика с помощью создания поддельных точек доступа с теми же SSID. И, наконец, не нужное никому, кроме злоумышленников, вольница с публичными открытыми сетями. Вероятно, 5G позволит всем нам вздохнуть чуть спокойнее.