5G: будущее доставки контента

5G — новое поколение сотовой связи, которое активно распространяется в мире. Технология способна передавать информацию в разы быстрее 4G и создана для того, чтобы сделать интернет ещё доступнее.

В этом материале простыми словами объясняем, что такое 5G, как это изменит доставку контента, какую роль в этой эпохе будет играть CDN.

Коротко о 5G: особенности нового стандарта

5G (5th Generation) — это пятое поколение сотовой связи. Работа по его созданию началась ещё в 2008 г., а в 2018-м в США была запущена первая в мире коммерческая 5G-сеть.

Преимущества над 4G:

• Пиковая скорость — 20 Гбит/с, что в 20 раз выше.
• Эффективность использования спектра втрое выше.
• Мобильность пользователя (темп, с которым подключённый человек может перемещаться по площади покрытия без потери хендовера между базовыми станциями) — 500 км/ч, что даёт возможность использовать 5G пассажирам, находящимся в скоростных поездах.
• Задержки — менее 1 мс, что в 10 раз меньше.
• Энергоэффективность в 100 раз лучше.
• Пропускная способность на единицу площади — 10 Мбит/с/м2, что в 100 раз больше.

Кроме того, здесь есть возможность сетевого слайсинга — разделения одной физической сотовой сети на несколько логических. Особенность позволяет разделить общее сетевое пространство на сегменты с определёнными свойствами.

Эти свойства будут зависеть от потребностей того, кто пользуется сегментом сети. Например, для предприятий, где реализованы автоматизация производства и связь устройств друг с другом, стабильность и время передачи будут выше. А для бытового использования сетевых мощностей можно выделить меньше.

3GPP — консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии, — определил для связи два диапазона частот:

• FR1 — 600–6 000 МГц;
• FR2 — 24–100 ГГц.

Если используется первый вариант, требуется много передатчиков, установленных в разных местах, потому что волны высокочастотного диапазона не распространяются эффективно на длинных дистанциях. Это приводит к тому, что пока есть некоторые сложности с обеспечением достаточного покрытия.

Как 5G решает современные задачи и потребности общества

Давайте разбираться, для чего нам нужен 5G, и какие задачи он решает.

Рост мобильного интернета

Объём мобильного трафика в последнее время растёт очень активно. Люди чаще используют смартфоны и планшеты для доступа в интернет.

По данным DataReportal, мобильным интернетом пользуются 5,29 млрд человек — это 67,1% от всего населения земли. И за последний год число юзеров выросло на 97 млн.

По прогнозам Cisco, к 2023 г.:

• средняя скорость широкополосного интернет-доступа достигнет 110 Мбит/с;
• число юзеров вырастет до 5,7 млрд и будет составлять уже 71% от населения планеты;
• количество девайсов увеличится до 13,1 млрд.

Весь интернет уже сейчас фокусируется на смартфонах и планшетах. И отсюда — строгие требования к связи.

5G-связь удовлетворяет этим требованиям. Оно способно обеспечить одновременно достаточно короткое время передачи, мобильность пользователей и большую ширину полосы пропускания.

Высокие требования к качеству и скорости загрузки контента

Аудитория хочет получать качественный контент в реальном времени.

Медленная работа веб-ресурсов негативно сказывается на поведенческих факторах, что подтверждают многочисленные исследования.

Например, в Google установили, что увеличение времени загрузки страницы на 10 секунд на смартфонах повышает показатель отказов на 123%.

Особенно критичен к задержкам видеоконтент. В последнее время он вообще занимает главенствующие позиции.

Marketing Dive показывает, что в 2020 более 70% мобильного трафика составляло видео. И с каждым днём эта цифра растёт.

Увеличивается объём не только VOD, но и Live. Прямые трансляции сейчас доступны во всех популярных соцсетях и площадках: YouTube, TikTok, Telegram и других. И юзеры активно их смотрят. Ожидается, что к 2027 г. рынок онлайн-трансляций достигнет $247 млрд.

При этом увеличивается не только количество просмотренных роликов, но и их размер. Ролики в 4K в трое тяжелее файлов в HD. А зрители уже привыкли получать видеоконтент в хорошем качестве. Об этом свидетельствует рост гаджетов с поддержкой 4K и 8K.

Итак, зрители хотят смотреть много VOD и онлайн-трансляций в хорошем качестве без задержек и буферизаций. А это значит, что в ближайшем будущем нам придётся передавать больше видеоконтента через мобильный интернет, и он будет более тяжёлым.

У 4G не хватит возможностей для передачи объёмных файлов достаточной оперативно. А пятое 5G-связь справится с этой задачей отлично.

Для каких сфер это будет особенно актуально:

• Медиа и соцсети. В 2021 TikTok стал самым посещаемым ресурсом в мире. Основа соцсети — видео, и смотрят его именно со смартфонов и планшетов. Другие подобные сервисы тоже продвигают свой видеоконтент на таких беспроводных девайсах, и без 5th Generation им не обойтись.
• Телемедицина. В последнее время её использование выросло до 80%. 5G-технологии позволят передавать видеофайлы на любые устройства в более высоком качестве и улучшать виртуальное взаимодействие с пациентами. Кроме того, отличная производительность позволит легче внедрять в телемедицину современные технологии: например, искусственный интеллект или XR.
• AR и VR. По данным IDC, мировой рынок этих технологий уже достиг $4,43 млрд, и к 2025 г. он вырастет до $36,11 млрд. Технологии используются не только в играх — их уже начинают применять в производстве, медицине и других сферах. Для дополнительной и виртуальной реальности особенно важны низкие задержки и ширина полосы пропускания. И 5G-связь даёт такие возможности.

Развитие M2M-технологий

M2M (межмашинное взаимодействие) — это ещё одна сфера, которая активно развивается уже сейчас и во многом будет зависеть от 5G-сетей. К ней относится IoT (интернет вещей), умные города, различные беспилотные автомобили и другой транспорт и т.п. Предсказывают, что к 2025 объём рынка M2M вырастет до $23,79 млрд. Его совокупный среднегодовой темп роста составит 28,37%.

Межмашинное взаимодействие требует стабильной связи между множеством умных гаджетов — не обойтись без 5G-сетей и здесь. Только они смогут в достаточной мере обеспечить низкие задержки, стабильность, поддержку внушительного количества устройств в ограниченном пространстве.

Как 5G распространён в мире сейчас

Коммерческие сети уже получили довольно широкое распространение в Европе, США, Южной Корее, Китае, Казахстане, скандинавских странах.

В России технология 5G пока не используется в коммерческих целях. Но в 2020 компания МТС получила лицензию на услуги 5G-связи. Поэтому можно с уверенностью говорить, что в ближайшие несколько лет эта связь появится здесь.

Производители смартфонов уже выпускают модели с поддержкой пятого поколения связи. Его поддерживают iPhone 12 (и выше), Google Pixel 5, Samsung Galaxy S21, смартфоны Huawei, Xiaomi, Motorola и других производителей.

Ericsson в своём отчёте говорит, что в конце 2021 г. к 5G-сетям было подключено уже около 660 млн девайсов. Это не так много от общего количества подключений, но цифра растёт. Например, в 2020 Ericsson говорили о 220 млн подключений — втрое меньше, чем в 2021-м.

Конечно, пока покрытие недостаточное. Сети запущены не во всех странах, во многих городах работают в тестовом режиме.

Однако к 2023 г. ожидается, что средняя скорость передачи достигнет 575 Мбит/с, что уже значительно быстрее 4G. Так что наступления 5G-эры осталось ждать недолго.

Какую роль будет играть CDN в 5G-эре

Новое поколение является существенным ускорением на «последней миле». Оно поможет сократить время доставки на финальном участке — непосредственно до юзеров.

Чтобы ускорение работало в полной мере, сначала нужно передать информацию от источника как можно ближе к юзерам. То есть нужна ещё и быстрая магистральная передача. И здесь не обойтись без CDN (Content Delivery Network)).

Принцип работы любой CDN — кешировать файлы с источника на ближайших серверах и отдавать по кратчайшему маршруту. Это сокращает путь, который нужно пройти запросам и ответам от клиента к серверу, таким образом ускоряет работу веб-ресурсов.

Нагрузка равномерно распределяется с помощью балансировки трафика между узлами, что позволяет справляться с резкими всплесками трафика.

Все современные тренды, прогнозы указывают, что информации (особенно видеоконтента) станет больше, и требования к продолжительности загрузки вырастут.

CDN будет необходима, чтобы передавать VOD и Live — доставлять чанки видеофайлов с минимальными задержками.
Технологии AR и VR требуют увеличенной пропускной способности для подгрузки необходимых ассетов, в том числе в режиме реального времени. Чтобы обеспечить нужное качество работы таких сервисов, потребуется не только скоростное соединение на «последней миле», но и система глобальной доставки от источника до базовых станций.

Тренды задают очень серьёзные требования к надёжности и пропускной способности. И передовая Content Delivery Network должна легко справляться с увеличивающимися нагрузками.

Подведём итоги

1. 5G — пятое поколение сотовой связи. Значительно превосходит 4G в плане производительности.
2. Нужен, чтобы удовлетворять растущие требования к связи. Позволит доставлять больше тяжёлых видеофайлов в высоком качестве, развивать технологии AR и VR, внедрять инновации в сфере M2M.
3. Сейчас 5G-связь уже работает в Европе, Скандинавии, США, Китае, Канаде, Южной Корее и других странах. В конце 2021 года к 5G-сетям было подключено уже около 660 млн гаджетов.
4. Стандарт ускорит доставку на «последней миле». Но по-прежнему нужно будет обеспечивать мгновенную магистральную передачу, и здесь не обойтись без CDN.
5. 5G-эра будет предъявлять более жёсткие требования к связи. Через сеть доставки контента будет передаваться ещё больше тяжёлых файлов, и она должна легко справляться с нагрузками.

Мы в EdgeЦентр следим за тенденциями в области доставки контента и постоянно внедряем передовые технологии в CDN. Мы активно дорабатываем инфраструктуру, чтобы сделать её полностью готовой к 5G-эре.