Когда появился 5G? Долгая и сложная история его выпуска

Хотя 2022 год, вероятно, будет объявлен годом, когда 5G действительно стал массовым явлением, мы прошли долгий и извилистый путь, чтобы достичь этого. Операторы начали активно работать над подготовкой этой передовой сотовой технологии еще в 2015 году, но только в конце 2018 года появились первые мобильные вышки 5G. Также потребовалось до 2020 года, прежде чем 5G стал чем-то большим, чем просто диковинкой для первых пользователей.

Хотя предыдущие технологии сотовой связи, такие как 4G/LTE, также долгое время находились на этапах исследований и разработок, они не испытывали таких проблем роста, как 5G. Когда в 2011 году началось широкое распространение услуг 4G/LTE , это была одна и та же базовая технология для всех основных операторов связи США.

С 5G все было значительно сложнее. Поскольку новая технология обещает производительность, ранее использовавшуюся только для проводных широкополосных услуг, к ней предъявляются более высокие требования и она работает в гораздо более широком диапазоне частот .

Это сделало развертывание 5G несколько более сложным, поскольку операторы пытаются найти больше радиочастотного спектра для передачи лучших сигналов 5G. Им также необходимо поддерживать работу своих сетей 4G/LTE с максимальной производительностью, одновременно используя радиоволны для новых услуг 5G.

Скромное начало 5G

Многие люди не знают, что первые развертывания 5G в США вообще не предназначались для мобильных устройств. В 2017 году операторы начали тестировать фиксированные беспроводные услуги 5G в качестве замены проводному широкополосному домашнему интернету. Закрытые испытания домашнего интернета 5G продолжались в 2018 году, прежде чем в том же году он стал коммерчески доступен.

Только в начале 2019 года были развернуты первые мобильные сети 5G. Verizon лидировала в апреле с относительно небольшим присутствием 5G в основных районах Чикаго и Миннеаполиса, возможно, обойдя трех южнокорейских операторов и став первой коммерческой службой смартфонов 5G на планете.

В течение 2019 года Verizon расширила свои услуги на несколько других городов, включая Денвер, Провиденс, Сент-Пол, Атланту, Детройт, Индианаполис, Вашингтон, округ Колумбия, Феникс, Панама-Сити, Нью-Йорк, Даллас, Омаху, Хьюстон и Бостон.

У оператора были все эти города за плечами до того, как конкуренты T-Mobile и AT&T включили свои собственные сети 5G, но тут был большой подвох. В результате того, что Verizon использует чрезвычайно высокую частоту (КВЧ) — и чрезвычайно короткий — спектр миллиметровых волн (mmWave) , услуга 5G в каждом из этих городов была ограничена очень небольшими и специфическими районами. Отойдите от зоны 5G более чем на квартал, и вы быстро вернетесь к стандартной услуге оператора 4G/LTE.

Положительным моментом является то, что если бы вы были рядом с одной из этих редких вышек 5G mmWave, вы могли бы испытать феноменальные скорости. Часто можно было увидеть скорости в диапазоне от 500 до 1000 Мбит/с (1 Гбит/с) .

Sprint также начал внедрять 5G в начале 2019 года, используя средний диапазон 2,5 ГГц, который уже передал трафик 4G/LTE. Эти развертывания были относительно недолгими, хотя год спустя они оказались объединены с новым T-Mobile , у которого были другие планы на этот спектр .

Расширение 5G по всей стране

В то время как Verizon сосредоточилась на предоставлении максимально возможных скоростей 5G в крошечных районах, AT&T и T-Mobile вместо этого работали над созданием более обширных сетей 5G с использованием низкочастотных частот , которые могли бы перемещаться на гораздо большие расстояния.

Оба оператора запустили свои более крупные сети 5G в декабре 2019 года, при этом T-Mobile заявила, что ее сеть охватывает 200 миллионов человек, в то время как AT&T пообещала охват только «десятков миллионов» своих клиентов. Это не следует путать с сетью 5G Evolution (5GE) AT&T , которая была запущена в 2018 году , но на самом деле это было просто вводящее в заблуждение название для ее передовых услуг 4G/LTE.

Два оператора использовали разные участки низкочастотного спектра , при этом AT&T использовала более высокочастотные сигналы, которые были соединены с ее сетью 4G/LTE в ключевых городах — всего около 15 во время ее первоначального запуска — в то время как T-Mobile использовала свой спектр 600 МГц, который уже охватила обширные участки сельской местности. К середине 2020 года T-Mobile смогла использовать этот спектр, чтобы обеспечить покрытие 5G во всех 50 штатах, включая Аляску.

Verizon не присоединялась к общенациональной вечеринке 5G до конца 2020 года, когда она переименовала свою услугу mmWave 5G в сеть 5G Ultra Wideband (5G UW) . Компания сделала это, чтобы освободить место для нового общенационального предложения 5G, которое, по его словам, обеспечит 5G еще 200 миллионов человек в 1800 городах по всей стране.

Первые 5G-смартфоны

Первые развертывания 5G были захватывающими, но немного преждевременными, особенно Verizon. Когда в Чикаго заработали первые соты mmWave, практически не было телефонов, поддерживающих 5G, а уж тем более 5G типа mmWave, который использовала Verizon.

Фактически, единственным совместимым телефоном на рынке во время первоначального запуска 5G был Motorola Moto Z3 среднего класса , который продавался исключительно в сети Verizon. Также требовался отдельный дополнительный модуль Moto Mod для обеспечения совместимости с 5G.

Решение Moto Z3/Moto Mod было странным, но, к счастью, энтузиастам 5G не пришлось долго ждать дополнительных возможностей. Samsung Galaxy S10 5G и LG V50 ThinQ появились в мае, за ними последовали Huawei Mate X , OnePlus Pro 7 5G , Xiaomi Mi Mix 3 5G и ZTE Axon 10 Pro 5G .

У этих первых смартфонов 5G была еще одна важная проблема. В 2019 году Verizon и Sprint предлагали услуги 5G, но на разных частотах. Ранние смартфоны 5G, такие как LG V50 ThinQ и OnePlus Pro 7 5G, не могли поддерживать все необходимые частоты для обоих операторов, поэтому они продавались в двух разных версиях для каждого оператора. Это означало, что многие ранние телефоны Verizon 5G не будут работать на Sprint и наоборот.

Между тем, Apple выпустила линейку iPhone 11 в 2019 году вообще без поддержки 5G. Послание из Купертино было ясным: 5G еще не было достаточно важным событием, чтобы оправдать его включение в линейку флагманских смартфонов Apple.

Это справедливая оценка, поскольку Apple создает свои продукты для масс, а 5G был доступен менее чем для 5% потребителей в США в сентябре 2019 года. Ситуация значительно изменилась к тому времени, когда год спустя был выпущен iPhone 12 , и 5G стал стандартным. на каждом iPhone, поскольку с поддержкой всех диапазонов 5G от низкочастотного диапазона T-Mobile 600 МГц до 39 ГГц mmWave AT&T в каждой модели для США, за исключением более дешевого iPhone SE.

T-Mobile берет на себя инициативу

К ноябрю 2019 года у Verizon было покрытие 5G на небольших территориях в 16 городах США, а Sprint заявила, что около 16 миллионов человек находятся под его эгидой 5G.

Таким образом, легко оценить, насколько важной была сделка, когда 2 декабря T-Mobile переключила свою общенациональную сеть 5G , пообещав услугу 5G 200 миллионам человек в более чем 5000 городах по всей территории США. Одним махом, оператор только что увеличил доступность 5G в десять раз.

Хотя Verizon по-прежнему предлагал значительно более высокие скорости, это не имело значения для 99% его клиентов, поскольку они застряли в сети 4G оператора. В те первые дни первоначальная сеть 5G T-Mobile была ненамного быстрее, чем ее сеть 4G/LTE, но она также не теряла времени на значительные улучшения.

Во-первых, T-Mobile работала над созданием «автономной» сети 5G, которая не будет полагаться на совместное использование радиоволн со старым трафиком 4G/LTE. Это позволило максимально использовать низкочастотный спектр 5G 600 МГц, выделив башни для передачи только трафика 5G.

В апреле 2020 года T-Mobile также завершила слияние со Sprint и быстро начала вывод из эксплуатации вышек 2,5 ГГц другого оператора, чтобы освободить место для того, что станет его сетью 5G Ultra Capacity (5G UC) . Этот среднеполосный спектр 5G находится в выигрышном положении, предлагая наилучшее сочетание дальности и скорости, и к концу 2021 года T-Mobile расширила это покрытие до более чем 200 миллионов человек по всей стране.

Разделение эфира

Пока T-Mobile была занята созданием своей сети среднего диапазона 2,5 ГГц, ее конкуренты оказались в невыгодном положении. Ни у AT&T, ни у Verizon в то время не было доступного спектра среднего диапазона, поэтому они были вынуждены оставаться на низком уровне.

AT&T продолжала медленно развертывать свою низкочастотную сеть 5G, одновременно развертывая более быструю сеть 5G Plus (5G+) mmWave в густонаселенных городских районах. В то время как Verizon начала с противоположного конца с развертыванием mmWave в 2019 году, в конце 2020 года она включила свою низкочастотную общенациональную сеть 5G, чтобы предоставить 5G большинству своих клиентов.

К сожалению, поскольку эти расширенные сети 5G используют те же частоты, что и услуги 4G/LTE операторов, клиенты получили лишь привилегию увидеть символ 5G на своих смартфонах. Фактическая скорость загрузки редко была лучше, чем у 4G/LTE, а в некоторых случаях была ниже, поскольку трафик 4G/LTE всегда имел приоритет на этих радиоволнах.

C-диапазон меняет правила игры

Спектр 2,5 ГГц T-Mobile дал ей огромное преимущество в развертывании более быстрой сети 5G, но другие операторы не собирались оставаться позади. В начале 2021 года Федеральная комиссия по связи (FCC) выставила на аукцион часть спектра C-диапазона в диапазоне 3,7–3,98 ГГц.

Verizon быстро проглотила столько, сколько смогла, заплатив на аукционе рекордные 45,4 миллиарда долларов. AT&T потратила 23 миллиарда долларов на обеспечение своей части, а T-Mobile потратила 9,3 миллиарда долларов на меньшую часть, которая будет использоваться для расширения существующей сети Ultra Capacity 2,5 ГГц.

Однако этот новый спектр был гораздо более ценным для Verizon и AT&T, поскольку он, наконец, позволил им играть в клубе среднего диапазона. Более того, эти более высокие частоты потенциально предлагают еще большую пропускную способность, чем спектр T-Mobile 2,5 ГГц, хотя и на несколько более коротких диапазонах.

После ожесточенных споров с Федеральным управлением гражданской авиации (FAA) и авиационной отраслью по поводу того, будут ли эти сигналы мешать работе бортовых приборов, AT&T и Verizon, наконец, получили зеленый свет на включение своего спектра C-диапазона в январе 2022 года.

Клиенты сразу же увидели заметное улучшение производительности. Это было особенно верно для тех, кто пользуется Verizon, поскольку оператор немедленно развернул новый спектр C-диапазона для 100 миллионов человек в 1700 городах. Для сравнения, AT&T ограничила свое первоначальное развертывание C-диапазона только восемью городскими центрами, предпочитая отложить более широкое развертывание C-диапазона до конца этого года, когда она сможет воспользоваться менее спорным спектром C-диапазона 3,45–3,55 ГГц, который она приобрела в более поздний аукцион.

Ландшафт 5G сегодня

Хотя T-Mobile по- прежнему удерживает лидерство , это в основном связано с большим преимуществом, которое она имела в первую очередь при развертывании покрытия среднего диапазона. Исследование, сравнивающее расширенные услуги 5G на равных условиях , показывает, что клиенты T-Mobile и Verizon получают примерно одинаковую производительность при использовании лучших сетей 5G своих операторов — сетей среднего диапазона.

Тем не менее, гораздо более широкий охват сети 5G Ultra Capacity от T-Mobile означает, что больше клиентов получат самые высокие скорости загрузки, что увеличивает средний показатель по стране по сравнению с Verizon. Справедливо сказать, что эти цифры станут более сбалансированными, поскольку Verizon расширяет покрытие 5G Ultra Wideband в большем количестве городов.

Точно так же AT&T остается на последнем месте, поскольку она использует гораздо более взвешенный подход к развертыванию 5G, но это также изменится, когда она начнет включать больше сайтов 5G Plus в конце этого года, и к 2023 году она должна стать более серьезным соперником.

Хорошей новостью является то, что в этом году мы преодолели большинство проблем с первых дней существования 5G. Сегодня все три общенациональных оператора имеют развитые сети 5G, которые используют все три частотных диапазона — низкочастотный диапазон в сельской местности, средний диапазон в большинстве городов и mmWave в густонаселенных городских районах — для обеспечения наилучшего обслуживания 5G. Вопрос больше не в том, предоставляет ли конкретный оператор лучшую услугу 5G, чем его конкуренты — 5G UC от T-Mobile, 5G UW от Verizon или 5G+ от AT&T идут рука об руку по производительности — а просто в том, доступны ли эти самые быстрые сети 5G. где вы живете и работаете.