Наскільки швидким є 5G: що потрібно знати про швидкість 5G

Оператори стільникового зв’язку по всій країні роблять усе можливе, щоб розширити свої мережі покриття 5G. Мільйони людей вже охоплені вишками 5G у своєму районі, і ще більша їхня кількість має з’явитися до 2024 року, що забезпечить підвищену швидкість для людей у будь-якому місці – від найбільшого міста до найвіддаленішого гірського селища. Майже всі сучасні смартфони тепер підтримують 5G, що робить його новим стандартом для бездротових пристроїв.

Це означає, що у кожного власника iPhone 15 або Galaxy S24 є телефон, здатний працювати в мережах 5G. Але наскільки швидким є 5G? І чи помітно вона швидша, ніж швидкість 4G? У мереж 5G є безліч переваг, але вони не позбавлені труднощів зростання. Як і у випадку з його попередником, швидкість може залежати від того, скільки людей користуються тими самими вишками, що й ви, або як далеко ви перебуваєте від найближчої точки доступу.

Ось усе, що вам потрібно знати про 5G, включно зі швидкістю, надійністю та результатами реальних випробувань.

Теоретична швидкість 5G

Теоретично 5G дає змогу досягти приголомшливих швидкостей у 10 Гбіт/с, які були б немислимі на зорі розвитку стільникового зв’язку. Однак, як і під час читання будь-якої специфікації, важливо пам’ятати, що це теоретичні максимуми, яких ви, найімовірніше, ніколи не досягнете в реальному світі.

Важливо пам’ятати, що цифра 10 Гбіт/с, яку часто згадують, означає максимальну загальну пропускну здатність, доступну всім пристроям 5G, під’єднаним до одного радіоприймача на вишці стільникового зв’язку. В окремих пристроїв немає ні чіпів, ні антен для досягнення таких швидкостей, навіть якщо вони перебувають поруч із вишкою; натомість 10 Гбіт/с призначено для розподілу між десятками або навіть сотнями пристроїв, щоб усі могли отримати максимальну продуктивність. Той самий принцип у меншому масштабі діє і щодо маршрутизатора Wi-Fi 6 у вашому домі.

Хоча нам не хотілося б використовувати слово “ніколи”, ми навряд чи побачимо, що споживчі пристрої досягнуть таких пікових швидкостей 5G, принаймні, до того, як буде розгорнуто технологію наступного покоління 6G.

Однак, щоб додати трохи перспективи, ось таблиця для порівняння теоретичних швидкостей технології 5G з різними поколіннями бездротових технологій:

Не забувайте, що всі ці цифри – теоретичний максимум. Ніхто ніколи не отримував швидкість завантаження 1 Гбіт/с на 4G LTE-A, і хоч би як химерно це зараз звучало, ті з нас, хто пам’ятає прекрасні часи EDGE, посміялися б над ідеєю отримати навіть 300 Мбіт/с на оригінальному iPhone 2007 року або Nokia N95.

Подібним чином, середні показники тут приблизні, а всі різні технології ускладнюють результати, оскільки кожне покоління розвивалося і продовжує розвиватися навіть після того, як починає виходити наступне покоління. Крім того, існує проблема неправильного позначення операторами своїх мереж: багато хто позначає 3G HSPA+ як 4G, а також трюк AT&T “5G E” кілька років тому, який намагався переконати клієнтів, що 4G LTE-A – це “5G Evolution”.

Реальні швидкості завантаження в мережах 5G

Усе ускладнюється тим, що існує три різних “смаки” 5G, які можуть значно вплинути на реальну швидкість завантаження, залежно від того, до якого з них ви підключені. На відміну від попередніх технологій стільникового зв’язку, 5G поширюється на набагато ширший діапазон частот, і ті з них, що пропонують найвищі швидкості, як правило, доступні в найменшій кількості місць.

Це не змова операторів зв’язку з метою обмеження швидкості, а просто закони фізики. Якщо ви коли-небудь встановлювали у себе вдома дво- або тридіапазонний Wi-Fi роутер, то, напевно, вже стикалися з тим, що нижчі частоти 2,4 ГГц охоплюють більшу площу, але забезпечують набагато нижчі швидкості, ніж коротші радіостанції 5 ГГц. Те ж саме стосується і частот стільникового зв’язку в набагато ширшому масштабі.

Це не змова операторів зв’язку з метою обмеження швидкостей, а просто закони фізики в дії.

Хоча 5G працює в набагато більшій кількості діапазонів, їх можна розділити на три окремі групи. Низькочастотний 5G, як правило, включає всі частоти, що працюють нижче 2,3 ГГц, які забезпечують широку зону покриття, але швидкості трохи кращі, ніж у 4G/LTE. Не допомагає і те, що 5G часто працює на тих самих частотах, що й сигнали 4G/LTE, і тому змушений поступатися правом проїзду старішому трафіку за допомогою нової технології 5G, відомої як Dynamic Spectrum Sharing (DSS). Це означає, що пристрої 4G/LTE завжди отримують пріоритет на цих частотах, що ще більше уповільнює роботу користувачів 5G.

З іншого боку, високочастотна mmWave працює у відносній стратосфері радіосигналів екстремально високої частоти (EHF), починаючи приблизно з 24 ГГц, забезпечуючи фантастичні швидкості, але покриття не виходить за межі міського кварталу. Останнім часом оператори зв’язку знайшли оптимальний варіант для середнього діапазону 5G, який починається приблизно з 2,5 ГГц і включає частоти C-діапазону 3,7-3,98 ГГц. Вони забезпечують найкраще з двох світів, пропонуючи пристойний радіус дії без шкоди для продуктивності.

Є і ще одне міркування, що стосується цих частот і загальної швидкості. Як ми вже говорили, жоден смартфон не живе у вакуумі: ви ділите ці частоти з усіма іншими, хто під’єднаний до тієї ж вишки, що й ви. Уся доступна на вишці смуга пропускання має бути поділена між усіма пристроями, які хочуть отримати її частину. Саме тому найшвидші приймачі mmWave зазвичай можна знайти в забудованих районах, як-от стадіони та аеропорти, де за послугу 5G можуть боротися 70 000 осіб.

Який же вигляд це матиме в реальному світі? Широкий діапазон низькочастотного діапазону 5G означає, що “загальнонаціональні” мережі всіх трьох операторів покладаються на ці частоти, щоб охопити якомога більше людей. Хоча T-Mobile першим розгорнув загальнонаціональну мережу 5G у всіх 50 штатах, він покладався на свій спектр 600 МГц – нижню частину діапазону частот стільникового зв’язку і найповільнішу з усіх. AT&T розмістила більшу частину своїх низькочастотних мереж 5G у діапазонах 850 і 1900 МГц (1,9 ГГц), використовуючи для цього вежі 4G/LTE за допомогою DSS. Verizon останньою вийшла на загальнонаціональний рівень наприкінці 2022 року, розгорнувши свою низькочастотну мережу 5G практично так само, як і AT&T.

Результатом цих ранніх розгортань стали швидкості 5G, які рідко були набагато кращими, ніж у 4G/LTE, а в деяких випадках могли бути навіть гіршими. Так, наприкінці 2020 року DSS Verizon була настільки погана, що Саша Сеган з PCMag назвав її “відчайдушно повільною системою” і сказав користувачам iPhone Verizon, що їм краще повністю відключити 5G.

На щастя, відтоді багато що змінилося. На початку 2021 року компанія T-Mobile вже почала розгортати те, що вона тепер називає своєю мережею 5G Ultra Capacity, – послугу 5G у середньому діапазоні 2,5 ГГц із використанням спектра, отриманого в результаті злиття зі Sprint. Рік по тому компанія Verizon приєдналася до гри з нещодавно придбаним спектром C-діапазону 3,7-3,98 ГГц, розширивши свою мережу 5G Ultra Wideband далеко за межі вкрай рідкісних вишок mmWave, які вона встановила в міських центрах. Приблизно в той самий час AT&T почала розгортати свій власний блок спектра C-діапазону, хоча робила це набагато більш консервативно.

Сьогодні більшість міських районів покриті середньосмуговим спектром 5G, принаймні, у Verizon і T-Mobile. У березні Verizon повідомила, що її мережа 5G Ultra Wideband охоплює вже понад 200 мільйонів осіб, а мережа T-Mobile 5G Ultra Capacity охоплює 275 мільйонів осіб станом на липень 2023 року. На жаль, AT&T продовжує відставати: її мережа 5G Plus доступна тільки в “обмежених районах” близько 50 міст.

Ці відмінності в покритті відображені в останніх звітах про стан ринку від компаній Ookla і Opensignal, які вимірюють медіанну і середню швидкість завантаження 5G та інші показники продуктивності по всій території США. Ці звіти виходять кожні три місяці, і хоча T-Mobile зберігає постійне лідерство завдяки великій перевазі в розгортанні 5G середнього рівня, Verizon поступово наближається до нього, в той час як AT&T через нижчий рівень покриття відстає, оскільки всі люди, що працюють з низькочастотним DSS 5G, знижують свої показники.

Останні цифри показують, що T-Mobile далеко попереду із загальним середнім/медіанним показником близько 200 Мбіт/с, тоді як Verizon показує близько 100 Мбіт/с, а AT&T – 80 Мбіт/с.

Verizon поступово наближається, тоді як AT&T через слабше покриття відстає.

Звісно, медіанна і середня швидкості завантаження не розкривають усієї історії. Здебільшого вони відображають, скільки людей отримують максимальну швидкість у мережі кожного оператора. В ідеальних умовах послуга Verizon 5G Ultra Wideband (5G UW) може забезпечити такі самі пікові швидкості, як і 5G Ultra Capacity (5G UC) від T-Mobile; просто клієнти T-Mobile вдвічі частіше знаходять покриття 5G UC, ніж клієнти Verizon, які, найімовірніше, частіше переходять на повільніший низькочастотний 5G.

Проте багато що залежить від того, де ви живете, працюєте або подорожуєте. Багато клієнтів Verizon і навіть AT&T дуже задоволені роботою 5G, тому що їм пощастило ніколи не виходити за межі мереж 5G UW або 5G+ своїх операторів.

І нарешті, не варто сприймати швидкості, зазначені в цих звітах, як максимальні швидкості, які ви отримаєте в мережі кожного оператора. Багато клієнтів T-Mobile і Verizon спостерігали пікові швидкості 5G понад 1 Гбіт/с. Це особливо вірно у випадку з покриттям mmWave, але і на частотах C-діапазону швидкість 1 Гбіт/с не є недосяжною. Крім того, T-Mobile використовує технологію агрегації несучих 5G (5G CA), яка може дати змогу абонентам досягти швидкості 3 Гбіт/с, подібної до мм-хвилі, завдяки об’єднанню більш далеких середньочастотних діапазонів.

Затримка і швидкість 5G

Як би вражаюче не звучали ці швидкості завантаження на папері, реальність така, що більшості користувачів смартфонів насправді не потрібно перекачувати величезні обсяги даних, які могли б зробити їх необхідними. Подумайте, що навіть для передачі відео у форматі 4K UHD зазвичай потрібна швидкість близько 25-40 Мбіт/с. Найбільший вплив на мобільні пристрої 5G чинить не швидкість завантаження, а затримка.

Латентність – це час, необхідний для встановлення з’єднання в цифровій мережі зв’язку, і це набагато важливіший показник для того, як ми зазвичай використовуємо наші смартфони. Наприклад, веб-серфінг, спілкування в додатках для обміну миттєвими повідомленнями та ігри – все це спирається на десятки або навіть сотні окремих з’єднань, які обмінюються відносно невеликими бітами даних. Найвища швидкість завантаження не допоможе, якщо кожне з’єднання встановлюватиметься довше, так само, як найшвидший у світі реактивний літак для доставки посилки не принесе вам користі, якщо екіпажу знадобиться невиправдано багато часу, щоб завантажити її та вивезти зі злітно-посадкової смуги.

“Поява 5G, безсумнівно, призведе до збільшення швидкості для кінцевих користувачів, але ця швидкість залежатиме від того, як оператори проєктують свої мережі та скільки користувачів у них працює”, – сказав в інтерв’ю Digital Trends Елс Баерт, директор з маркетингу та комунікацій компанії NetComm. “Хоча 5G зможе забезпечити більш високі швидкості, головною відмінністю, яку помітять кінцеві користувачі, буде наднизька затримка в 5G порівняно з 3G або 4G – це відкриє нові можливості для застосування у сфері Інтернету речей”.

Найбільший вплив на мобільні пристрої 5G чинить не швидкість завантаження, а затримка.

Згідно з документом, підготовленим Альянсом мобільних мереж наступного покоління, який допоміг розробити стандарти, мережі 5G мають забезпечувати затримку в 10 мс загалом і 1 мс в особливих випадках, коли потрібна менша затримка. У звіті також ідеться, що “швидкість передавання даних до 1 Гбіт/с має підтримуватися в деяких специфічних умовах, наприклад, у закритих офісах, тоді як щонайменше 50 Мбіт/с має бути доступним повсюдно”.

Хороша новина полягає в тому, що зниження затримок не залежить від наявності кращих швидкостей завантаження 5G. Насправді, незважаючи на нижчі швидкості, Verizon часто виграє у звітах Opensignal, коли мова заходить про ігрові можливості 5G. Звіти Ookla також показують, що Verizon і T-Mobile йдуть ніздря в ніздрю, коли йдеться про середню мультисерверну затримку, яка вимірює час, необхідний для пінгу різних серверів в Інтернеті.

Наскільки швидким буде 5G у 2024 році?

Хоча послуги 5G і телефони 5G вже широко доступні, це не надшвидкісна заміна 4G, про яку багато хто мріяв, і є велика ймовірність, що вона ніколи не виправдає надій, принаймні для тих, хто оцінює її успіх за швидкістю завантаження.

Уже сьогодні є місця, де можна отримати запаморочливі мультигігабітні швидкості завантаження, але це все ще рідкісні винятки, і хоча вони, імовірно, стануть більш поширеними, вони завжди компенсуватимуться більш повільним 5G у перевантажених зонах середнього діапазону та, звісно, у зонах низького діапазону 5G, де ви помітите незначне поліпшення швидкості в найкращому разі. Оператори просто не збираються встановлювати мільйони вишок по всій території США, які знадобилися б для забезпечення надшвидкісної роботи 5G повсюдно, і останні кілька звітів про стан ринку говорять про те, що середня швидкість 5G перебуває на рівні 200 Мбіт/с.

Однак важлива не стільки швидкість, скільки інші переваги 5G, зокрема низька затримка, завдяки якій наші смартфони стануть набагато більш чуйними, а такі технології, як автономні автомобілі, зможуть обмінюватися даними практично миттєво. Крім того, у міру того як 4G/LTE буде поступово відходити на другий план, низькочастотним мережам 5G більше не доведеться боротися за спільне використання цифрового шосе, що призведе до поліпшення швидкості для тих, хто живе або забредає в малонаселені райони, покриті тільки низькочастотними мережами 5G.