Города пятого поколения: как 5G меняет жизнь в агломерациях

По данным ООН, к 2050 году 68% населения мира будет жить в городах (сегодня это около 55%). Постоянный и активный рост городского населения требует инноваций, потому как создается дополнительная нагрузка на агломерации из-за переполненности. На этом фоне возникла концепция умных городов, где все объекты могут обмениваться информацией. Разработки в этом направлении уже идут, в России скоро запустится несколько тестовых городов для стандарта связи пятого поколения (5G), который позволит оперативно передавать большие массивы информации без задержки – это Москва, Петербург, Казань и Челябинск. Параллельно идет работа по подготовке решений, которые смогут работать в сетях нового поколения. Так, МТС запустил инкубатор для стартапов в сфере 5G, партнером которого выступила Nokia. Поучаствовать в проекте могут команды или изобретатели, готовые создавать продукты и услуги для сетей пятого поколения.

Тестирование технологий, которые будут работать на 5G, идет по всему миру. Основываясь на этих тестах, можно с высокой долей вероятности предположить, в каких именно сферах сети следующего поколения будут наиболее востребованы и какими будут “умные города” в ближайшем будущем – от общей концепции до нового взгляда на каждодневные процессы.

Концепция «умного города»

Уже сегодня мы видим двери и эскалаторы, которые включаются только при приближении человека, и, тем самым, экономят энергию. Но что, если весь город может реагировать на сигналы. Например, в последнее время у всех на слуху проекты по развитию беспилотников – такие автомобили делают и в России. Пока до полной автономности беспилотникам далеко, и дело не сколько в отсутствии инфраструктуры, но и в том, что для этого машина должна моментально принимать сигналы и реагировать на них. Реализовать такое в сетях четвёртого поколения сложно из-за задержки передачи сигнала. Поэтому развитие технологии 5G даст рывок в этом сегменте. Именно новое поколение связи сможет работать в системах V2X (Vehicle-to-Everything), где нужен обмен большими массивами данных как с другими автомобилями, так и с объектами инфраструктуры, в том числе дорожными знаками, разметкой, светофорами, оснащенными датчиками и подключенными к сети.

Постоянный обмен информацией и анализ данных с датчиков, установленных на дорожной инфраструктуре, дает огромные возможности для управления движением. Светофоры могут быть настроены так, чтобы пропускать больше транспортных средств на полосах, дополнительные полосы для автомагистралей могут автоматически открываться в периоды возникновения пробок. Все это не только сэкономит время, но и снизит нагрузку от транспорта на окружающую среду.

Что более важно, аварийно-спасательные службы в будущем смогут точно определить маршрут, по которому можно наиболее быстро добраться до места несчастного случая или инцидента, а также найти наилучший путь обратно в больницу, что потенциально может спасти тысячи жизней.

Новая мобильность

За счет развития 5G технологии, машины в потоке движения смогут и без участия водителя анализировать информацию о возможных угрозах и принимать решения. Это исключает человеческий фактор, то есть аварий из-за того, что кто-то «зазевался» можно будет избежать. Прикладным путем влияние технологии C-V2X (Cellular-V2X) на безопасность дорожного движения, а именно на сокращение количества ДТП продемонстрировали в 2018 году Vodafone, Huawei и Jaguar Land Rover. В эксперименте, в частности, была запрограммирована ситуация, когда, продолжив движение, один автомобиль должен был въехать в бок другому. При этом он находился в так называемой слепой зоне. Датчики зафиксировали этот опасный момент, и машина затормозила, избежав аварии.

Причем не только личные автомобили получат автопилот, но и пассажирские перевозки. Развертывание такой инфраструктуры на миллионы километров трасс займет время, но уже есть прецеденты. Автобус с автопилотом местного производителя Sinotruck в 2019 году тестируют, например, в Китае. Для этого в городе Цзинань был открыт участок трассы, протяженностью несколько километров, с покрытием 5G. Такой автомобиль умеет самостоятельно ориентироваться в пространстве и строить маршруты, может плавно двигаться в сложных погодных условиях. Именно за счет подключения к сетям нового поколения, такой беспилотник, например, может обнаружить светофор на расстоянии до двух километров или оперативно отреагировать на изменение положения. То есть, 5G обеспечивает максимально быстрый отклик автомобиля на любое изменение дорожной обстановки, что нередко может упустить «зазевавшийся» водитель. В будущем вам не придется задумываться, кто везет вас или вашего ребенка, какова его квалификация (нередко встает вопрос недостатка профессиональных кадров среди водителей).

При этом в путешествиях нас интересует не только безопасность, но и возможность оставаться на связи. Все-таки время в пути не хочется терять впустую: для кого-то это возможность разобрать рабочую почту, для других – посмотреть фильм, который давно откладывал. Но сигнал в полете или на наземном транспорте нередко теряется, а даже если он есть, загрузить фильм или большой файл у вас сегодня вряд ли получится. Через несколько лет все изменится, говорит нам опыт Японии, где Samsung совместно с телеком-оператором KDDI провела тесты использования 5G в поезде, курсирующем возле Токио. В ходе эксперимента была достигнута скорость 1,7 ГБит/с, без особых проблем было обеспечено скачивание видео в разрешении 8К и загрузка 4К-видео с камеры.

То же самое ждет нас и в небе: бортовой интернет-провайдер Gogo планирует с 2021 года запустить сеть 5G для обеспечения более быстрого соединения на коммерческих авиалиниях в США и Канаде.

Новые развлечения: без помех и с полным погружением

Где еще нам не всегда пока получается оставаться на связи, так это при больших скоплениях людей. Каждый, кто бывает на концертах, фестивалях или крупном спортивном мероприятии, хотя бы раз сталкивался с трудностями доступа к сети. При массовом подключении, современные сети 4G не выдерживают нагрузки, и опубликовать, например, пост в социальных сетях, или связаться с друзьями в мессенджерах может стать проблемой. Но все уже изменилось на состоявшемся в июне в Великобритании музыкальном фестивале Glastonbury 2019 с более чем сотней тысяч участников. На его площадке EE установила сеть 5G на участке в 900 акров – это самая большая временная установка 5G на сегодняшний день. Сеть обеспечивала поддержку 5G на этом мероприятии, что позволяло повысить скорость передачи данных даже тем, у кого нет телефона с 5G.

Восприятие от спортивных мероприятий также может измениться: Samsung совместно с японским телеком-оператором KDDI на 30-тысячном бейсбольном стадионе в демозоне 5G City, расположенной в Сувоне, с помощью тестовых 5G-планшетов запустил на планшетах посетителей прямую трансляцию видео в 4К. Похожий опыт был опробован в 2018 году в Нью-Йорке: когда примерно 103 миллиона американцев смотрели очередной Супербоул по телевизору, в инновационном центре Verizon в Нью-Йорке все забыли про телеэкраны. Работники компании в этот вечер получили очки виртуальной реальности Daydream, к которым был присоединен смартфон Samsung Galaxy S8. Verizon наладил на стадионе в Миннеаполисе передачу сигнала через 5G-сеть, организовав тем самым самую качественную VR-трансляцию в современной истории спорта.

Надо сказать, что спорт в виртуальной реальности уже вряд ли кого-то поразит: NBA, например, активно показывает некоторые матчи в партнерстве с NextVR. Но качество таких стримингов пока оставляет желать лучшего, и только развитие 5G инфраструктуры может решить проблему. Такой прорыв в качестве картинки объясняется именно скоростью интернета: в сетях 5G она будет в десятки раз выше, чем в нынешних сетях четвертого поколения – LTE.

Другая возможность, которую перед нами откроет 5G, это шанс пережить исторические события буквально заново. В Великобритании уже сегодня действует новаторский проект 5G Smart Tourism, который поддерживается правительством. Его целью стало создание интерактивных туров дополненной реальности. В проекте используется передовая сетевая инфраструктура на базе испытательного полигона 5G Университета Бристоля, в ходе которого на примерах можно увидеть, как с новым поколением связи обычный посетитель сможет по-новому взглянуть на историю. В рамках проекта 5G вместе с технологиями виртуальной и дополненной реальности воплощают в жизнь историю римских бань в Бате за 2000 лет. Также посетители могут принять участие в интерактивном туре с 360 видеогидами по Бристолю. Специально созданное приложение рассказывает посетителям историю трех периодов в истории этого объекта Всемирного наследия: открытие горячих источников королем Бладудом, приход объекта в упадок и ремонт в викторианские времена. Aardman Animations воссоздала каждый период как анимированную 3D-сцену.

Экономия ресурсов

Если говорить о простых бытовых процессах, которые изменятся в будущем, то 5G дает огромные возможности для удаленного сбора информации с различных приборов учета – например, счетчиков расхода воды. Согласитесь, очень часто хочется забыть о такой рутине и не тратить на это время. Кроме того, можно контролировать наполняемость, например, мусорных баков – такой пилотный проект МТС уже запустила в Самарской области. С переходом на сети пятого поколения, данные будут получены оператором или водителем еще быстрее, что поможет лучше оптимизировать маршруты и не допускать холостого хода. Аналогичные проекты работают по всему миру: датчики, например, используются для обнаружения выбоин на дорожном покрытии.

Высокая скорость и способность передавать большой массив данных без задержки в сетях 5G поможет не только экономить ресурсы, а также оптимизировать процессы, но и следить за загрязнением. Уже сейчас, например, в России наиболее опасные предприятия должны оснащать источники выбросов датчиками контроля. В будущем, когда на это перейдут и остальные производства, новые сети смогут быстро обрабатывать этот массив данных и контролировать выбросы. Остается возможность оснастить такими датчиками и объекты инфраструктуры в городах, что поможет, например, специальным службам оперативно реагировать на задымления или находить источник загрязнения.

Чувство безопасности

Говоря о городских службах, не стоит забывать, что в «подключенных» городах станет гораздо проще находить преступников или реагировать на преступления.

При этом человек в городе будущего может быть исключен из опасных процессов: например, Volvo CE недавно протестировала дистанционное управление колесным погрузчиком на глубине более 400 метров под землей. Оператор управлял машиной на расстоянии — из офиса на поверхности. В этом вопросе сети 5G представляют собой реальный инструмент решения проблемы, поскольку освобождает человека от работы на опасных участках. Проект предполагал, что расстояние между погрузчиком и машиной было «произвольным», и машиной можно было управлять практически из любой точки мира. Кроме того, можно будет забыть о человеческом факторе в услугах транспортировки: при наличии устойчивого подключения, услуги доставки смогут выполнять дроны.

Вы уже можете видеть прикладное использование 5G по всему миру. Но пока, в основном, это только тестовые испытания на определенных территориях. Скорость проникновения этих и других инноваций в нашу повседневную жизнь будет зависеть от того, как быстро будут развернуты сети 5G и готовы технологические решения для работы в них. Все масштабное начинается с тестов, и их нужно проводить уже сейчас.