
Recentemente, a questão do futuro das redes Wi-Fi tem sido cada vez mais discutida em conexão com a construção em massa esperada de redes celulares de quinta geração. De fato, por que precisamos de Wi-Fi em um mundo em que as redes celulares fornecem a bilhões de pessoas acesso à Internet de alta velocidade? A família 5G de padrões Wi-Fi deixará de se desenvolver? A tecnologia deixará o mercado completando sua "missão histórica"? Este artigo é dedicado a todos que responderam a essas perguntas afirmativamente. Todo mundo que entende de tecnologia de rede, esperamos, também será interessante de ler.
SpoilerDecidimos ilustrar o texto sobre a “luta” de duas tecnologias com cenas da trilogia imortal “Matrix”, na qual a luta entre máquinas e pessoas terminou em coexistência.
Apesar da aparente importância e consistência, as perguntas sobre a rivalidade entre Wi-Fi e 5G são baseadas em uma oposição artificial de tecnologias relacionadas, mas diferentes em modelos de aplicativos. A maioria das alegações de fragilidade de Wi-Fi pertence aos representantes das operadoras de telefonia móvel. No final do artigo,
explicaremos o porquê .
Enquanto isso, vamos tentar dissipar dois conceitos errôneos: “5G é muito mais rápido que Wi-Fi” e “Wi-Fi morrerá muito em breve”. Primeiro, vamos voltar no tempo e descobrir o que é 5G e o que é Wi-Fi.
Fome de frequência
Com o 5G, eles significam uma nova geração de padrões de comunicações móveis, que, como muitos acreditam, fará uma nova revolução nas telecomunicações. Enquanto isso, uma visão semelhante sobre 4G na época talvez fosse mais justificada. Comparada ao 3G 4G, aumentou a taxa de transferência de dados em uma ordem de magnitude, a tecnologia recebeu uma interface de rádio completamente nova, uma nova arquitetura da rede principal e muitas novas oportunidades para as operadoras (e, como resultado, para os assinantes). No caso do 5G, existem muitas mudanças e melhorias, e algumas são muito radicais. Mas há um fato importante que raramente se fala: com
base nos padrões 5G, redes celulares de três categorias diferentes serão criadas . São redes 5G para cenários tradicionais de uso de uma rede celular nas bandas de 1-6 GHz, redes para cobertura contínua do território e Internet das coisas (IoT) em frequências abaixo de 1 GHz e redes de ondas milimétricas. E apenas o primeiro desses três tipos de 5G estará amplamente disponível para assinantes móveis comuns em um futuro próximo. Os outros dois tipos terão padrões de uso especiais, sobre os quais também falaremos.

Mas primeiro, sobre a questão ardente - sobre "velocidades supersônicas" para assinantes. As redes 5G operando nas faixas de frequência mais ou menos familiares de 1 a 6 GHz serão projetadas para serviços em massa de assinantes comuns. Em frequências mais altas, é quase impossível fornecer cobertura contínua com um número limitado de estações base poderosas (macro células). Infelizmente, existem poucas frequências livres abaixo de 6 GHz, e esse é um problema mundial. Com 3G e 4G, já passamos e continuamos com a conversão de partes do espectro, a transferência de vários tipos de consumidores para outras faixas de frequência, no futuro, a reformulação de frequências dos padrões mais antigos para os mais novos. Obviamente, não existe uma nova fonte mágica de frequências livres para 5G nas faixas usuais. Na verdade, um grande grupo de novas soluções 5G visa precisamente mitigar o problema da falta de recursos de frequência. O objetivo de novas idéias e tecnologias em comunicações celulares é sempre aumentar a capacidade e a velocidade da rede sem aumentar significativamente seu custo. O que exatamente você pode apresentar para abordar esse objetivo? E o que exatamente a 5G oferece para isso?
Wi-Fi para o resgate
Para aumentar a capacidade e a velocidade da rede, novas frequências podem ser obtidas. Como já mencionado, em geral não há para onde tirá-los, portanto, a comunicação celular está tentando ir para os intervalos que são ocupados por outras tecnologias. No 5G, os
métodos para usar frequências Wi-Fi com comunicações celulares , que já possuem várias implementações em 4G, estão sendo desenvolvidos. Para o Wi-Fi no mundo, alocações muito grandes do espectro (centenas de megahertz) na faixa de 1 a 6 GHz são alocadas, e as operadoras de telefonia móvel as procuram há muito tempo.
Mas você simplesmente não pode obter essas frequências de redes públicas; portanto, está sendo desenvolvida uma família de tecnologias que podem usar essas frequências simultaneamente para Wi-Fi e comunicações celulares, sem prejudicar significativamente a qualidade do Wi-Fi. Esta é uma tendência interessante. Desde a simples reutilização da banda compartilhada na tecnologia LTE-U (Wi-Fi prejudicial e mal coordenada), o desenvolvimento passou primeiro para a tecnologia LAA (suportada pelo 3GPP Release 13), usando o princípio Listen Before Talk (LBT) e, em seguida, para os padrões LWA e eLAA. Eles não determinam mais simplesmente o método de compartilhamento de frequências, mas também descrevem a técnica de coordenação direta (por meio da integração e da troca de dados) dos subsistemas Wi-Fi e de rádio celular (suportados nas versões 13 e 14, respectivamente). O mais importante aqui é a tendência de
coordenação e cooperação de redes celulares e Wi-Fi . Lembre-se dele. Essas tecnologias afetarão a velocidade e capacidade esperadas das redes celulares? Obviamente, com a ajuda dessa tendência, um certo aumento desses parâmetros pode ser garantido, mas uma revolução aqui não deve ser esperada.

Hormônios de crescimento 5G
Se não houver frequências suficientes, você precisará
aumentar a eficiência espectral - na mesma banda de frequência, transmita mais dados em um canal. Aqui o 5G é melhor que o 4G devido a atualizações nos esquemas de modulação e codificação do sinal, mas nenhum progresso radical pode ser esperado. Os modernos sistemas de modulação já estão próximos dos limites físicos e a eficiência espectral praticamente alcançável das comunicações celulares em um único canal não pode ser radicalmente aumentada. A propósito, na transição de 3G para 4G, o aumento na eficiência espectral de um único canal foi mais significativo do que o esperado na transição para 5G. No entanto, ainda existe um potencial significativo para aumentar a eficiência do uso da faixa de frequências na prestação de serviços, mas é realizado por meios mais complexos. Essa distribuição do recurso de frequência entre os serviços de rede, divisão mais eficiente do recurso entre o canal de transmissão de dados a montante e a jusante, a auto-organização da rede, a recombinação de recursos e a coordenação celular, suporte aprimorado para a multi-frequência (agregação de operadora), etc. Tudo isso será usado ativamente no 5G e terá um efeito positivo, mas a maioria dessas abordagens já está presente e se desenvolve na quarta geração.
Se for impossível melhorar radicalmente a eficiência do uso de um único canal, é lógico tentar organizar a troca simultânea de diferentes fluxos de dados entre a rede e o assinante ou assinantes na mesma faixa de frequência. Em outras palavras, é necessário aumentar o nível de reutilização do recurso de frequência. Para isso, os canais de dados que operam na mesma frequência devem ser isolados um do outro para evitar interferência mútua. Existem várias abordagens para solucionar esse problema, usadas principalmente por um longo tempo nas redes celulares existentes e desenvolvidas em 5G.
O crescimento da capacidade das redes celulares sempre foi proporcionado por uma combinação dos três fatores listados acima: a expansão do espectro utilizado, o aumento da eficiência espectral e o aumento do nível de reutilização de frequência. Nas últimas duas décadas, o foco tem sido as técnicas de reutilização e elas contribuíram para um grande aumento na expansão da capacidade. Segundo várias estimativas, durante todo o período de existência das comunicações celulares, a capacidade devido ao recurso de frequência aumentou 3-4 vezes, devido ao crescimento da eficiência espectral em 5-6 vezes e devido ao uso aprimorado de frequências - em 40-60 vezes.
Nova tecnologia não é um negócioA opção mais famosa para reutilizar frequências é instalar muitas células: quanto mais células houver, mais vezes você poderá usar o mesmo espectro. A principal limitação dessa abordagem é a interferência mútua (interferência) nos limites das áreas de cobertura. Quanto mais células houver, menor será a área de cobertura e maior será a sua participação em regiões com alta interferência. Muitos métodos são usados para combater isso - desde estratégias para reutilizar bandas de frequência, dependendo da posição relativa das estações-base, até algoritmos complexos para coordenar sinais por potência e fase nos limites das áreas de cobertura. À medida que o número de células cresce, aumenta também a complexidade e, é claro, o custo das soluções que permitem que elas sejam usadas juntas.
O 5G permite melhorar a eficiência do uso de um grande número de células, mas ainda assim essa melhoria é apenas evolutiva. A ideologia do 5G, ao que parece, visava se livrar da macroarquitetura, mas o mesmo foi dito sobre o 4G. Durante o período de construção em massa de redes 4G, o mercado esperava que as pequenas células assumissem o papel de principal prestadora de serviços de comunicação nas condições de desenvolvimento urbano denso e no crescimento explosivo de sua produção e consumo. Muitas arquiteturas microcelulares e soluções suportadas em 3GPP para as quais equipamentos de alta qualidade estão disponíveis no mercado permaneceram não apenas não reclamadas, mas também não se tornaram a principal maneira de formar cobertura de rede. A cobertura externa ainda é formada principalmente por setores de macrocélulas, e pequenas células são usadas na maior parte como uma ferramenta adicional que permite fechar os “buracos” na cobertura e melhorar a qualidade da rede. Um modelo muito comum para o uso de células pequenas hoje é instalá-las próximo a macro células. Ao mesmo tempo, a rede é parametrizada para que os assinantes próximos à macro célula (localizados em condições ideais para a propagação do sinal de rádio e capazes de se conectar a uma velocidade muito alta) sejam atendidos principalmente pelo retinue de pequenas células, devido ao qual os assinantes localizam à distância receba mais recursos de célula e melhor qualidade e velocidade de comunicação.

A principal razão para manter o papel auxiliar das células pequenas e o crescimento relativamente lento do número de células não é de todo técnico, mas econômico. O crescimento do tráfego nas redes celulares (não importa o que as operadoras dizem sobre isso) na última década ocorreu, embora de forma muito intensa, mas mais lentamente do que o mercado esperava, tendo como pano de fundo as altas expectativas da era dos investimentos iniciais em 4G. E, mais importante, as operadoras de telefonia móvel não aprenderam como ganhar muito dinheiro com esse tráfego. Já no momento do advento da 3G, o mercado de celulares estava bem ciente da ameaça de transformar as operadoras de celular em um "canal de dados", com o rápido custo do tráfego transmitido na rede. Se você observar os discursos das conferências da indústria da época pelos líderes das empresas de telecomunicações, eles disseram por unanimidade que em poucos anos as operadoras móveis venderão aos assinantes não serviços básicos ("voz", mensagens e transferência de dados), mas conteúdo e muitos serviços úteis (mídia, comunicação relacionada ao controle, gerenciamento e segurança, jogos, etc.). Especialistas previram que essa seria a principal fonte de receita para as operadoras de telecomunicações.
É claro que hoje as operadoras móveis oferecem muitos serviços úteis, mas ainda assim extraem a maior parte de sua receita dos mesmos bons dados, voz e mensagens antigas. Somente agora os dados foram movidos para o primeiro lugar. As receitas de serviços e conteúdo adicionais continuaram sendo apenas uma boa adição. Daí a abordagem muito conservadora dos últimos tempos aos investimentos, que inevitavelmente afeta a arquitetura das redes celulares. A adoção generalizada de pequenos favos de mel nas cidades acabou por ser economicamente inútil e ainda não está claro como o 5G pode afetar esse fato deprimente.
Smartphones e MIMOOutra maneira de aumentar a capacidade e a velocidade com a reutilização do recurso de frequência é a recepção multicanal e a transmissão de dados de uma célula para um ou vários assinantes. Esta é uma família de tecnologias que têm o nome comum MIMO (Multiple Input Multiple Output) e são baseadas no princípio da multiplexação espacial de canais de rádio. 5G prevê o uso dos chamados MIMO maciço (M-MIMO) e tecnologia de bimformação relacionada (de fato, são variantes da abordagem geral com base no uso de antenas de vários elementos), que em teoria permitem aumentar o rendimento total da rede de rádio em dezenas de vezes. Essa largura de banda adicional pode ser usada para aumentar o número de assinantes atendidos simultaneamente na área de cobertura ou para aumentar a taxa de transferência de dados para assinantes específicos ou grupos de assinantes. Além disso, a bimformação aumenta a eficiência do uso do recurso de frequência da rede, aproveitando o fato de que nem todos os assinantes na área de cobertura precisam ao mesmo tempo de velocidade total de acesso. O princípio de sua operação é a redistribuição dinâmica da potência do sinal (usando a formação de feixes direcionados) em favor dos assinantes que atualmente precisam receber uma grande quantidade de dados.
O M-MIMO é uma tecnologia complexa que requer a criação de antenas de arranjo em fases com muitas centenas de elementos e ao mesmo tempo a um preço razoável e em fatores de forma que permitam seu uso nas cidades (fora das cidades, esses sistemas simplesmente não são necessários). Não há dúvida de que o M-MIMO acabará se disseminando nas estações base. Mas é muito importante enfatizar que, por parte dos assinantes, o uso do MIMO é limitado pelo preço, tamanho, parâmetros de energia e potência de radiação permitida dos dispositivos vestíveis. O número de canais de dados independentes praticamente alcançáveis em um smartphone é muito limitado, e a qualidade do seu trabalho depende muito das condições de uso e da distância da estação base. Assim, se a capacidade da rede 5G devido ao M-MIMO puder realmente ser significativamente aumentada, a taxa de troca de dados entre a rede e um assinante individual crescerá muito mais lentamente, restringida pelas capacidades dos dispositivos de assinantes e dependerá muito das condições de uso.
Mas há boas notícias: são necessários investimentos muito grandes
Todos os itens acima podem dar um aumento significativo na capacidade das redes celulares 5G operando em faixas de frequência padrão em comparação com o 4G, mas não podem dar um crescimento significativo na velocidade de comunicação disponível para um assinante individual. Os conceitos de capacidade e taxa de dados em uma rede celular estão intimamente relacionados, mas não equivalentes. O aumento no número de assinantes que a rede pode atender sem perda de qualidade não significa que a rede funcione muito mais rapidamente para cada assinante individual em condições reais.
Deve-se enfatizar que, para obter um efeito significativo das inovações descritas acima, você precisará instalar mais estações-base, conectá-las a redes de pacotes de dados com maior largura de banda, usar sistemas de antena muito mais complexos e caros e obter mais espectro. Sem mágica, você
precisa de um investimento muito grande . E eles geralmente investem onde há um negócio. Para as operadoras de telefonia móvel, ainda não está claro por que investir grandes quantias de dinheiro no segmento de massa de redes 5G com cobertura contínua e alta capacidade.

Rede para IoT e 4G superior
Vamos nos concentrar brevemente em outros tipos de redes 5G. O mais importante deles é a rede de comunicação entre máquinas ou IoT (Internet Of Things). Aqui, o 5G tem grandes vantagens em relação às gerações anteriores de comunicações celulares. Isso é, em primeiro lugar, um baixo nível de atraso (uma ordem de magnitude menor que em 4G) e a capacidade de atender um número muito grande de assinantes na área de cobertura de uma célula. Os padrões 5G incluem protocolos de comunicação da categoria LPWA (Low Power Wide Area), projetados para comunicação em baixa velocidade e baixa intensidade de um número muito grande de assinantes com um nível muito baixo de consumo de energia de modems. Graças à arquitetura e aos parâmetros 5G, é possível construir não apenas redes de sensores (combinando diferentes sensores e atuadores, por exemplo, sistemas urbanos), mas também sistemas de controle de veículos altamente confiáveis (carros e drones) e vários robôs e complexos robóticos. As redes IoT 5G serão construídas principalmente em frequências abaixo de 1 GHz, onde a área coberta pelo sinal de uma célula é muito maior do que em frequências mais altas. Ao mesmo tempo, é improvável que esteja disponível uma comunicação de alta velocidade nessas frequências 5G para assinantes comuns, devido à falta de espectro e porque o MIMO maciço em frequências abaixo de 1 GHz é difícil de usar devido ao grande tamanho das antenas.
O terceiro tipo de rede 5G foi projetado para fornecer aos assinantes comunicações em velocidade muito alta. Trata-se de velocidades de pico de até dezenas de gigabits por segundo. São redes nas faixas de alta frequência com comprimentos de onda inferiores a um centímetro (faixas milimétricas) que nunca foram usadas antes para comunicações celulares. A razão para decidir incluir essas faixas no padrão 5G é que elas têm regiões espectrais não alocadas muito grandes (muitas centenas de megahertz).
Muitas pessoas que argumentam sobre um aumento significativo na velocidade de comunicação no 5G não percebem completamente que velocidades ultra-altas estarão disponíveis
apenas em redes de banda milimétrica . Os sinais dessas frequências são distribuídos de forma que a visibilidade direta entre as antenas do transmissor e do receptor seja quase sempre necessária para a comunicação (ou seja, o sinal praticamente não contorna obstáculos), e a potência de radiação permitida (e tecnicamente disponível) é muito pequena. Isso significa que, nas condições da cidade para construir um campo de cobertura contínua na faixa de milímetros, você precisará instalar um grande número de células pequenas.

As estimativas publicamente disponíveis mostram que, para as grandes cidades, o número de células precisará ser aumentado em 500-1000 vezes, em comparação com o número de células suficiente para formar cobertura em faixas padrão. Infelizmente, mesmo isso não garantirá a continuidade da comunicação (o assinante não teve êxito o suficiente para se virar e bloquear o sinal da estação base). Não há outra maneira prática de criar uma capa contínua (exceto para projetos usando drones e balões). Ou seja, a rede de ondas milimétricas de 5G com cobertura contínua na cidade se tornará muito cara, é quase impossível reutilizar a infraestrutura existente e não é adequada para assinantes comuns que se movimentam livremente na área de cobertura. Além disso,
não há equipamento de assinante adequado para incorporação em smartphones e tablets padrão para comunicação na faixa de milímetros, e é improvável que eles apareçam em um futuro próximo.
Pelas razões acima expostas, esse tipo de rede será usado a médio prazo para resolver várias tarefas de transferência de dados para objetos fixos (por exemplo, casas) ou objetos em movimento regular (trens, carros, transporte da cidade), bem como para organizar pontos de acesso individuais, mas não para pontos comuns. assinantes móveis.Estes estão longe de todos os recursos do 5G, mas uma conclusão intermediária já pode ser formulada. No médio prazo (estimamos isso em 5 a 7 anos, mas essa é uma avaliação subjetiva), os assinantes não receberão nenhum efeito revolucionário da construção de redes 5G. Sua experiência do usuário com o advento de smartphones e áreas de cobertura com suporte a 5G melhorará devido a uma qualidade mais alta e mais estável da operação da rede e a uma maior velocidade de transferência de dados disponível para eles. Durante esse período, as redes 5G serão percebidas pelos assinantes como um 4G melhorado. A velocidade de transferência de dados ao cobrir o 5G e o dispositivo que o suporta (não estamos falando sobre o ritmo de aparência dos dispositivos 5G no mercado) geralmente será maior, mas permanecerá na mesma ordem de magnitude. Se agora em condições ideais, você pode ver velocidades de pico acima de 100-150 Mbps nas redes comerciais LTE,e a média varia de 10 a 40 Mbps, as redes 5G esperam picos de 200 a 300 Mbps ou mais, e a velocidade média pode ser de 30 a 80 Mbps.5G
Acima, consideramos as redes celulares ao ar livre. A situação interna possui vários recursos. É aí que a maior parte do tráfego é consumida, inclusive móvel. Portanto, é importante que as operadoras móveis ofereçam cobertura de alta qualidade e alta largura de banda de rede em prédios urbanos. Como as regiões espectrais mais prováveis disponíveis para comunicação 5G estarão localizadas nas proximidades de 3-4 GHz, as macrocélulas localizadas na rua não serão capazes de formar uma cobertura de alta qualidade dentro de edifícios urbanos devido à forte absorção do sinal de rádio nessas frequências nas paredes. Portanto, o sinal 5G terá que vir de antenas localizadas diretamente nos prédios. Dentro de casa, o uso de MIMO de alta ordem, em regra, não tem significado técnico e econômico,portanto, o 5G interno utilizará pequenas células e sistemas de antena semelhantes aos usados hoje em redes internas 4G. Por esse motivo, as velocidades de transferência de dados que estarão disponíveis no local para assinantes 5G em frequências abaixo de 6 GHz serão da mesma ordem que pode ser obtida hoje em redes internas 4G.Atualmente, a maior parte do tráfego consumido pelos usuários de smartphones e tablets não é criada em redes celulares, mas em redes Wi-Fi. Por exemplo, de acordo com a Mediascope na Rússia, 78% do tráfego de dispositivos móveis passa por Wi-Fi e apenas 22% por redes celulares. E esse tráfego é consumido principalmente em ambientes fechados. Para que a situação mude, é necessário não apenas que a rede celular ofereça uma velocidade de transferência de dados mais alta que o Wi-Fi (atualmente é o caso agora), mas também que essa velocidade esteja disponível em locais públicos e nas residências e apartamentos dos assinantes. A solução desse problema para o 5G exigirá um grande investimento na construção de redes internas, inclusive em edifícios residenciais.O Wi-Fi não é pior que o 5G e é por isso que
Agora, após um breve programa educacional sobre 5G, considere a questão principal. E como o Wi-Fi é diferente do 4 / 5G e como é, de fato, pior ou melhor que o celular? A idéia do Wi-Fi como uma tecnologia é amplamente moldada pela experiência de usar redes públicas existentes, organizadas de forma muito primitiva. Enquanto isso, o Wi-Fi moderno é capaz no campo da transmissão de dados de praticamente tudo o que as redes celulares são capazes. O Wi-Fi suporta totalmente a mobilidade, permitindo que você construa áreas de cobertura contínua e atenda assinantes em movimento, classes de serviço, autorização automática de rede, proteção avançada de dados, roaming automático entre redes Wi-Fi de diferentes operadoras.Além disso, os padrões celulares 3GPP e os padrões Wi-Fi IEEE fornecem muitos meios para compartilhar e coordenar o trabalho de Wi-Fi e 4 / 5G. Essas são as tecnologias mencionadas anteriormente das famílias LAA / LWA e Wi-Fi Calling, e roaming entre redes celulares e redes Wi-Fi com seleção automática de rede. Do ponto de vista do método de transferência de dados Wi-Fi, tanto o 4G quanto o 5G são muito próximos, já que os padrões da família 802.11 usam o método de modulação OFDM e nas versões modernas - OFDMA, que é quase semelhante ao usado nas redes celulares 4 / 5G. Existem muitos recursos e diferenças, mas fundamentalmente os métodos e os níveis de modulação e codificação disponíveis de Wi-Fi e 4 / 5G estão próximos (muito mais próximos que 3G e 4G), o que significa que a eficiência espectral em um único canal é semelhante.Deve-se enfatizar que o Wi-Fi está se desenvolvendo paralelamente às redes celulares, mas sempre à frente dos padrões celulares para taxas de dados suportadas em distâncias curtas. Nos últimos 10 anos, como nas comunicações celulares, houve uma grande mudança na geração de padrões Wi-Fi. O 802.11ac moderno praticamente substituiu o 802.11n (adotado em setembro de 2009) das linhas de produtos dos fabricantes de equipamentos. Mas se nas comunicações móveis a substituição de padrões é acompanhada por transformações de infraestrutura significativas e caras devido à limitada ou falta de compatibilidade com versões anteriores entre gerações de comunicações, o Wi-Fi está se desenvolvendo com muito mais tranqüilidade. O 802.11ac é totalmente compatível com o 802.11n e não requer grandes conversões para usá-lo nas redes existentes. Desde 802.11ac é o padrão de fato para hoje, é lógico comparar seus parâmetros com os parâmetros das redes 4G disponíveis agora. O IEEE usa a abordagem de introdução de padrões nas “ondas” (assim como no 3GPP) e o 802.11ac já passou do primeiro estágio da onda (Onda 1) e agora está no estágio da Onda 2. O padrão prevê o uso de MIMO para múltiplos usuários (que anteriormente não estava no Wi-Fi foi), e a velocidade de pico do canal físico (taxa PHY) disponível nesta fase é de 2,34 Gbps usando três fluxos espaciais e uma banda de frequência de 160 MHz (quatro fluxos teoricamente podem ser usados). A taxa de dados de pico real e realizável nessa velocidade de canal pode ser de cerca de 1,5 Gbps. O 802.11ac Wave 1 oferecia velocidades reais de canal / até 1,3 / 0,8 Gbps, e o "velho" 802.11n na faixa de 40 MHz até 450/300 Mbps com três fluxos.A implementação completa da especificação IEEE 802.11ac esperada em um futuro próximo permitirá o uso de até oito fluxos espaciais, recebendo um canal físico de até 6,77 Gbps e taxas de dados de pico alcançáveis de até 4,5 Gbps. Nas redes Wi-Fi de alta qualidade existentes (existem), é possível observar velocidades de pico de 100-150 Mbps ao usar dispositivos móveis e acima de 200 Mbps ao usar laptops modernos, mesmo nos equipamentos das versões mais recentes do desatualizado padrão 802.11n. Substituindo o 802.11ac, o novo padrão 802.11ax (a primeira versão aprovada é esperada para 2019) adicionará cerca de 40% da eficiência espectral em um único canal e um aumento de quatro vezes na eficiência geral do uso da faixa de frequência disponível. Há também o padrão 802.11ad, que, como a "parte" milimétrica do 5G,Projetado para comunicações de alta velocidade em frequências ultra altas (neste caso, 60 GHz). Esse padrão define uma largura de banda de pico de canal de 7 Gbps e suporta a bimformação. Diferentemente da porção de 5G milimetros, o 802.11ad já possui vários chipsets produzidos em massa para criar dispositivos de assinantes. Ele está sendo substituído pelo novo padrão 802.11ay, com taxas de pico PHY teóricas de até 44 Gbps em um fluxo, que serão adicionadas ao MIMO Wi-Fi Multiusuário milimétrico com suporte para quatro fluxos (ou seja, largura de banda física teórica ao usar quatro fluxos e largura de banda completa) freqüências de até 176 Gbps), agregação de canais e aumento significativo da distância de trabalho entre o dispositivo cliente e o ponto de acesso (até centenas de metros). Por fim, para concluir a analogia 5G, mencionarei outro novo padrão 802.11ah (que também tem o nome oficial Wi-Fi HaLow, que por algum motivo é pronunciado "HayLow"), que descreve a conexão da IoT na faixa de 900 MHz. Além disso, neste padrão, como no 5G, tudo está em ordem com atrasos e consumo de energia. Vê-se claramente que a ideologia do desenvolvimento dos padrões IEEE se aproxima do 3GPP eOs três tipos de redes descritos acima também estão sendo formados no mundo Wi-Fi.Olhando para esses números, é lógico fazer uma pergunta - por que, de fato, acredita-se que “5G é mais rápido”? As taxas máximas de transferência de dados teoricamente alcançáveis em redes 5G e redes Wi-Fi são bastante comparáveis. Do ponto de vista técnico, o 5G não será mais rápido que o Wi-Fi (de fato, nos novos padrões de Wi-Fi para 5 GHz, as velocidades de pico podem ser maiores que nas faixas padrão 5G, dependendo do recurso de frequência disponível, e em faixas milimétricas será muito acima). Mas, de fato, isso não é tão importante. A principal diferença entre redes celulares e Wi-Fi não está na velocidade de transferência de dados, mas nos modelos de uso. Agora estamos prontos para formulá-lo com mais precisão.Por que fi
As redes celulares são projetadas para serviços em massa de um grande número de assinantes e, em seu design, carregam uma carga herdada desses mesmos serviços básicos. As operadoras de celular são forçadas a construir suas infraestruturas de maneira a garantir a experiência do usuário mais uniforme, suporte para todos os padrões e, se possível, todas as faixas de frequência onde houver cobertura de rede, em qualquer condição, em campo limpo e em condições de desenvolvimento urbano denso, em edifícios e ao ar livre no ar. A propósito, o 5G tenta, pela primeira vez, afastar-se sistematicamente dessa ideologia, repensá-la arquitetonicamente, oferecendo a construção de redes do tipo necessário (lembre-se de três tipos) exatamente onde estão sob demanda.Até hoje, o Wi-Fi era originalmente uma tecnologia construída em torno de apenas um serviço básico - transmissão de dados - e focada quase exclusivamente em áreas onde há compactamente muitos assinantes relativamente inativos, principalmente em ambientes fechados. Ao mesmo tempo, o conjunto de serviços adicionais para Wi-Fi é muito diferente das redes celulares, em grande parte devido à falta de necessidade de concluir um contrato e à disponibilidade de um cartão SIM. Muitos deles estão disponíveis apenas nessas redes: exibição de publicidade quando conectada, publicidade e análise hiperlocal, acesso pago a curto prazo para turistas com ativação instantânea. Além disso, devido à neutralidade do Wi-Fi em relação às redes móveis, a transferência de tráfego, as chamadas Wi-Fi e o roaming internacional são possíveis para assinantes de todas as operadoras móveis e de quaisquer operadoras Wi-Fi.O equipamento Wi-Fi em massa típico que atende aos padrões tem restrições significativas à energia de radiação e foi projetado para atender assinantes localizados a uma curta distância. É fácil ver que o Wi-Fi é, por natureza, uma tecnologia de nicho. Devido a isso, o Wi-Fi do ponto de vista da arquitetura é muito mais simples que as redes celulares. A simplificação mais significativa é a falta de uma única rede central centralizada na ideologia Wi-Fi, que no caso das comunicações celulares não está apenas necessariamente presente, mas também é muito complexa. Cada segmento de Wi-Fi pode ser construído de forma independente, usando soluções para processamento e roteamento de tráfego "no local" e, ao mesmo tempo, ser controlado centralmente por um operador. Como um ambiente de comunicação que fornece a unidade de rede de tal sistema, a Internet é perfeitamente adequada.Outra diferença é que os intervalos nos quais o Wi-Fi opera não exigem licenças e permissões, ou possuem um procedimento de licenciamento significativamente simplificado e um custo mais baixo de recursos de frequência, em comparação com as frequências de comunicações celulares. Devido a essa rede Wi-Fi, é muito mais barato por unidade por assinante na área de cobertura. Independentemente de como a tecnologia celular muda, a diferença fundamental entre ela e o Wi-Fi permanece precisamente o custo unitário da infraestrutura, o que permite atender um determinado número de assinantes com um determinado nível de serviço em uma determinada área.Devido a essa rede Wi-Fi, é muito mais barato por unidade por assinante na área de cobertura. Independentemente de como a tecnologia celular muda, a diferença fundamental entre ela e o Wi-Fi permanece precisamente o custo unitário da infraestrutura, o que permite atender um determinado número de assinantes com um determinado nível de serviço em uma determinada área.Devido a essa rede Wi-Fi, é muito mais barato por unidade por assinante na área de cobertura. Independentemente de como a tecnologia celular muda, a diferença fundamental entre ela e o Wi-Fi permanece precisamente o custo unitário da infraestrutura, o que permite atender um determinado número de assinantes com um determinado nível de serviço em uma determinada área.Wi-Fi é sempre mais barato.Por outro lado, se você tentar criar soluções usando Wi-Fi para criar cobertura contínua, atender um grande número de assinantes fora das instalações com um único nível de serviço e gerenciamento centralizado da base de assinantes, o resultado será pior do que no caso das redes celulares, cuja eficiência e qualidade econômicas Supere o Wi-Fi muito além dos edifícios. Também deve ser lembrado que as frequências Wi-Fi são mais fracas do que as freqüências celulares, e a probabilidade de interferência nelas é muito maior. Isso não é muito importante em salas onde a situação geralmente está sob o controle do proprietário, mas cria grandes problemas fora dos edifícios.A paz como alternativa à guerra
As operadoras de celular estão preocupadas com a presença de redes Wi-Fi públicas, porque seu nível de qualidade, usabilidade e segurança é menor que o das comunicações celulares, mas porque são gratuitas. Como as operadoras móveis nunca aprenderam a ganhar a sério com nada além de tráfego, a disponibilidade de uma alternativa gratuita, embora menos qualitativa, às suas redes é inaceitável para elas. Há muito tempo o mercado oferece uma alternativa à inimizade entre comunicações celulares e Wi-Fi, que consiste em descarregar o tráfego de assinantes de celular na rede Wi-Fi (Wi-Fi Offload) em um modo automático e transparente para o usuário. O assinante pode nem saber por qual rede seu tráfego está sendo executado atualmente, pois todos os serviços (comunicação de voz, transferência de dados e todos os tipos de serviços de mensagens) funcionam sem nenhuma diferença. Existem muitos tipos e tecnologias de Wi-Fi Offload (por exemplo,Agora, o recurso Wi-Fi Calling está se desenvolvendo ativamente, o qual, essencialmente, pertence à categoria Offload), bem como métodos avançados de cooperação e coordenação de redes celulares e Wi-Fi (algumas das quais são mencionadas acima no texto), e cada vez mais operadoras de celular e Wi-Fi em eles são usados em todo o mundo. À medida que os segmentos modernos e de alta qualidade das redes Wi-Fi aparecem, eles se tornam uma alternativa natural para construir ou expandir sua própria infraestrutura com o aumento do tráfego ou a mudança de gerações da rede, ou podem limitar o investimento criando redes celulares menores.À medida que os segmentos modernos e de alta qualidade das redes Wi-Fi aparecem, eles se tornam uma alternativa natural para construir ou expandir sua própria infraestrutura com o aumento do tráfego ou a mudança de gerações da rede, ou podem limitar o investimento criando redes celulares menores.À medida que os segmentos modernos e de alta qualidade das redes Wi-Fi aparecem, eles se tornam uma alternativa natural para construir ou expandir sua própria infraestrutura com o aumento do tráfego ou a mudança de gerações da rede, ou podem limitar o investimento criando redes celulares menores.
O processo de formação de cooperação entre redes celulares e Wi-Fi é muito ruim na Rússia. Na minha opinião, a razão disso é a falta prática de redes Wi-Fi de alta qualidade, em conformidade com os padrões e bem operadas em nosso país. Há o problema de frango e ovos. Para construir uma rede Wi-Fi de alta qualidade em uma área onde há muitos assinantes, você precisa investir fundos substanciais (que, embora muito inferiores aos custos correspondentes das operadoras de telefonia móvel, também são bastante relevantes). Para investir, você precisa ter um caso de negócios. Ou seja, ser capaz de ganhar dinheiro nesta rede. Mas praticamente ninguém pode ganhar dinheiro em redes Wi-Fi públicas gratuitas. Como resultado, as redes Wi-Fi públicas são construídas, em grande parte, com um cliente direto e financiamento externo para resolver quaisquer problemas (conveniência para os visitantes,segurança, etc.), exceto os comerciais. Portanto, essas redes são projetadas para minimizar todos os custos, mantendo a qualidade mínima aceitável e não levam em consideração as necessidades das operadoras móveis. A experiência acumulada ao longo do tempo usando redes "baratas", por sua vez, levou à formação de um estereótipo de baixa qualidade Wi-Fi como tecnologia. De fato, com o uso adequado e o design, a construção e a operação de qualidade, o Wi-Fi pode proporcionar uma experiência do usuário não inferior a 4G ou 5G, mas por menos dinheiro e apenas onde é aconselhável usá-lo.A experiência acumulada ao longo do tempo usando redes "baratas", por sua vez, levou à formação de um estereótipo de baixa qualidade Wi-Fi como tecnologia. De fato, com o uso adequado e o design, a construção e a operação de alta qualidade, o Wi-Fi pode proporcionar uma experiência do usuário não inferior a 4G ou 5G, mas por menos dinheiro e apenas onde é aconselhável usá-lo.A experiência acumulada ao longo do tempo usando redes "baratas", por sua vez, levou à formação de um estereótipo de baixa qualidade Wi-Fi como tecnologia. De fato, com o uso adequado e o design, a construção e a operação de alta qualidade, o Wi-Fi pode proporcionar uma experiência do usuário não inferior a 4G ou 5G, mas por menos dinheiro e apenas onde é aconselhável usá-lo.Por último, mas não menos importante: sobre o metrô
Eu também gostaria de comentar sobre a questão das redes Wi-Fi no metrô. Como você sabe, a MaximaTelecom é a operadora dessa rede no material circulante do metrô de Moscou e São Petersburgo. Atendemos cerca de 1,5 milhão de assinantes exclusivos diariamente. Muitas vezes nos perguntam como nos sentimos sobre a perspectiva de chegada de comunicações celulares completas nos túneis do metrô, especialmente no padrão 5G, e como isso afetará nossos assinantes e se acreditamos que isso levará a uma saída significativa de assinantes para redes celulares.
Vou começar com 5G. As vantagens do 5G, lembro-me, são muito baseadas na tecnologia MIMO. Nos túneis do metrô, por razões puramente físicas, MIMOs de alta ordem e bimformação não funcionam. Portanto, a rede 5G em termos de velocidade e capacidade de transferência de dados nos túneis do metrô não diferirá significativamente de 4G (além disso, também de 3G). A velocidade e a capacidade da rede disponíveis para os assinantes serão determinadas principalmente pelo recurso de frequência que as operadoras podem usar nos túneis, e não pelo padrão de comunicação. Portanto, não achamos que a mudança de gerações de comunicação no metrô afetará de alguma forma nossa base de assinantes. Acreditamos que o fato de que comunicações celulares de alta qualidade apareçam nos túneis de Moscou (se isso acontecer) será muito mais importante do que mudar para o 5G em um futuro incerto.
Obviamente, a questão da usabilidade e segurança do uso de redes é muito importante. Há uma diferença entre uma rede celular e uma rede Wi-Fi pública. Costuma-se dizer que, para assinantes de redes públicas, o grande problema é a necessidade de identificação na rede, que em nosso país é ditada por lei. A experiência do MaximTelecom mostra que a identificação única necessária para a grande maioria dos assinantes não é um obstáculo ao uso da rede. Muito mais assinantes estão preocupados com os anúncios que exibimos sempre que entramos na rede. A MaximaTelecom constrói redes usando recursos próprios e emprestados, os metrôs de duas capitais não nos pagam pelo fato de fornecermos serviços Wi-Fi aos passageiros (e nunca pagos). Pelo contrário, pagamos dinheiro aos metrôs pelo direito de colocar nossa infraestrutura no metrô.
O custo de criação e manutenção de nossas redes é muito alto, pois inclui não apenas redes de dados por pacotes e Wi-Fi, mas também uma
rede de rádio de transporte que fornece comunicação entre trens em movimento e estações base em túneis de metrô. É esse componente de nossa infraestrutura (a chamada Rede Lateral da Faixa, TSN) que é o mais caro e é a base do serviço exclusivo que criamos para nossos assinantes. Somos uma empresa comercial e nosso modelo de negócios fornece, em contraste com as operadoras móveis, geração de renda não para transmissão de dados, mas para publicidade e serviços (algo que as empresas de celular sonham, mas não sabem como fazer). Devemos mostrar aos assinantes uma certa quantidade de publicidade para que o serviço em si permaneça gratuito para eles. Hoje, cada assinante escolhe entre uma entrada perfeita, mas o tráfego pago e as comunicações celulares de baixa qualidade no metrô e a entrada com publicidade, mas o tráfego ilimitado gratuito e uma rede acessível. Se a comunicação celular de boa qualidade aparecer em Moscou (até agora, apenas o MTS, com a nossa ajuda, fornece comunicação de voz confiável no padrão 3G), então uma pequena parte dos assinantes, especialmente aqueles para os quais a velocidade de entrada na rede é muito importante, provavelmente preferem sua rede wifi. Não temos medo disso, porque sempre podemos garantir maior qualidade de comunicação através da nossa rede Wi-Fi em carros (velocidade, estabilidade e disponibilidade) do que as operadoras de celular com muito menos investimento. E a presença ou ausência do seu 5G não tem absolutamente nada a ver com isso.
Também temos vagas abertas.