Первый раз в пятый класс: как будут выглядеть смартфоны 5G

Всемирная выставка технологий Mobile World Congress 2019, прошедшая в Барселоне, обозначила несколько техно-трендов, что с ней в последние годы случалось не часто. Самая горячая тема называется 5G: скоро все мы окажемся в 5-м поколении сотовой связи. По самые уши.

Вот самые важные моменты о переходе на сотовые сети нового поколения, про которые рассказал наш эксперт по технологиям Николай Турубар, на днях побывавший на MWC Barcelona 2019.

Автор текста: Николай Турубар

Напомню, сеть 5G в 100 раз быстрее текущей 4G, а значит, в ней можно играть на смартфонах в тяжелые игры в режиме реального времени. В новых сетях данные будут доставляться с задержкой менее миллисекунды (по сравнению с 70 мс в современных сетях 4G), с пиковой скоростью загрузки 10 гигабит в секунду.

Также считается, что внедрение сетей пятого поколения даст мощнейший импульс развитию разнообразных «умных» (в том числе носимых) гаджетов, а также дронам и прочим роботам, и именно с 5G наступит золотая эпоха Интернета вещей.

Переоборудование всей инфраструктуры – дело не быстрое и недешевое, но старт дан: на барселонской выставке МТС и Tele2 подписали стратегические соглашения по 5G с партнерами, скоро подключатся и все остальные.

Понятно, что в России придется сначала долго и мучительно «очищать» частоты для 5G (у нас на них работают военные), затем весело распиливать новые бюджеты, но от 5G, как от «Шоу экстрасенсов», никуда не уйти. Подобные сети уже развернуты в США, Китае, Японии и Корее, скоро к ним добавятся несколько европейских стран.

Я люблю технологии, но каждый раз, когда мы пружинящей походкой жидкого Терминатора шагаем в светлое будущее, меня больше интересует не технологическая, а потребительская составляющая этого будущего. Просто хорошо помню, что каждое новое «G» нагревало телефоны все больше, и работали они от одной зарядки все меньше, и такое будущее мне не очень нравится.

В какую сторону 5G направит эволюцию смартфонов: мы будем таскать быстро нагревающиеся шлакоблоки? Изменятся ли габариты, конструкция, какие появятся новые сценарии использования телефонов? Может, для лучшего приема у 5G-смартфонов должны быть двойные рожки, как у роутеров?

На выставке несколько брендов анонсировали смартфоны с поддержкой 5G, но, положа руку на это дело, большинство из них просто сделало вид, что в их гаджетах есть новые модули.

Написать 5G на бумажке с характеристиками у стенда – дело нехитрое, внутрь смартфона же не заглянешь. Так что якобы 5G-аппараты загадочно томились за стеклом или были представлены в виде неработающих прототипов, которых никому в руки не давали.

Впрочем, были и вполне себе рабочие модели. Например, новый флагман компании ZTE оказался настолько рабочим, что с него сделали 5G-видеозвонок прямо оттуда, из Испании в Италию. Звонили с Axon 10 Pro 5G, который ни разу не похож на кирпич, да и рожек у него не было, внешне он вообще мало отличался от обычных 4G-смартфонов.

Во время презентации спикер компании упомянул, что при разработке этого гаджета был решен целый ряд технических вопросов, которых не было ранее, например, внутри корпуса пришлось расположить на 35% больше компонентов, чем обычно. Вот это уже интересно!
Вице-президент ZTE Джефф Йи

После анонса я напал на вице-президента по инновациям и партнерству ZTE Mobile Devices Джеффа Йи, и он попытался мне объяснить, чем смартфоны пятого поколения отличаются от текущих моделей и чего от них ждать пользователям.

Новая конструкция антенны

Чтобы работать во всех сетях, а не только 5G, новые смартфоны должны полноценно поддерживать стандарты предыдущих поколений (2G, 3G и 4G), так что в корпусе приходится размещать много радиомодулей, при этом антенн нового поколения должно быть несколько. Плюс еще надо соблюсти электромагнитную совместимость, не потерять в производительности, снизить уровень помех и так далее и тому подобное.

Но настоящий вызов инженерам звучит так: каким образом уплотнить количество внутренних компонентов на треть, не превратив при этом телефон в несуразный скворечник? Для этого инженерам ZTE пришлось разработать собственную антенну, полноценно поддерживающую сети всех поколений. Каким-то образом все компоненты утрамбовали ровном слоем так, что толщина гаджета не вышла за 7,9 мм. Резюме: 5G-смартфоны можно делать тонкими. Уф!

Плохая проходимость сигнала

В официальном пресс-релизе ZTE обратила на себя внимание такая фраза: «применяется специальное решение, которое позволяет автоматически идентифицировать сценарии использования смартфона, обеспечивая максимальное качество радиосигнала». Чтобы объяснить, что тут имелось в виду, нужен небольшой технологический ликбез.

Главная беда современных беспроводных сетей в том, что полосы радиочастотного спектра операторов мобильной связи ограничены, и чем больше передается данных, тем меньше становится пропускная способность всей сети. Поэтому провайдеры пробуют передавать сигналы на других участках спектра, которые раньше для этого не использовались.

Основной вариант сейчас – трансляция сигнала на более высоких частотах, в миллиметровых волнах (это частоты между 26-30 и 300 ГГц, в отличие от сегодняшних ниже 6 ГГц). Для сравнения: в 4G длина радиоволны – несколько десятков сантиметров, а волна 5G сильно «короче»: от 1 до 10 мм. Казалось бы, короче и короче – в чем проблема? В том, что у таких миллиметровых волн есть баааальшой минус: у них гораздо хуже уровень проникновения, то есть они не могут так же легко проходить сквозь все подряд.

Эти волны могут глушить стены зданий, различные препятствия и даже человеческое тело! И внезапно снова стало важным расстояние до сотовой вышки и даже угол, под которым держишь телефон. А что может быть неприятнее, когда надо перемещаться, чтобы поймать сигнал? Который может исказиться или вовсе пропасть, просто если положить палец на корпусе в то место, под которым расположена антенна… Короче: в сети 5G важно, как вы держите телефон в руках, запомнили. Вспоминаем первые поколения сотовой сети с их «кваканиями», выдвигающимися антеннами и прочими спецэффектами.

Понятно, что если бы такие «косяки» 5G являлись нерешаемыми, никто бы не разводил сыр-бор по переходу на новое поколение. Проблема с проникновением миллиметровых волн решается, но с двух сторон: различными технологиями и надстройками в базовых станциях и аппаратно-программными штучками в самих смартфонах.

В ZTE Axon 10 Pro 5G пришлось встроить сразу несколько антенн, и очень тщательно и аккуратно их разместить, «развести» по разным углам, как можно дальше друг от друга. И затем уже мониторится поведение пользователя, который берет смартфон тем или иным способом. В зависимости от хвата смартфона и того, где расположены пальцы, «подключаются» различные антенны: если закрыл пальцем одну антенну, включается другая, до которой пальцем уже не дотянуться.

А это опасно?

На сколько новые волны опаснее старых? Этого пока никто не знает, как и то, опасны ли старые добрые волны вообще и такие ли уж они добрые. Но все человечество активно использует сотовую связь уже более тридцати лет, и пока научно доказанных фактов о вреде мобильного излучения нет.

Но на всякий случай ZTE в свой 5G-смартфон «внедрила технологию Smart SAR, чтобы снизить уровень электромагнитного излучения», а это значит вот что. Если телефон плотно прижат к теплому человеческому телу, например, находится у лица во время звонка или переносится в кармане, передатчик автоматически уменьшает мощность.

Повышенное энергопотребление

Самый главный вопрос, который волнует почти каждого: как будет нагреваться 5G-смартфон и насколько быстрее будет садиться его батарейка? Ведь очевидно, что при работе в 5G-сетях гаджет нагревается гораздо сильнее, и это тепло надо куда-то отвести.

Снова головная боль для инженеров. В ZTE мне дословно ответили так: «чтобы улучшить теплоотвод в Axon 10 Pro 5G, мы внедрили технологию жидкостного охлаждения и композитных материалов с фазовым переходом» (если я правильно перевел). Насколько я понял, это некая жидкостная система охлаждения, как в игровых компьютерах. Охлаждение в геймерских ПК я видел, но совершенно не представляю, как такое можно реализовать в небольшом смартфоне. Очень хочется разобрать телефон и посмотреть на него изнутри.

Увы, но главный вопрос «сможет ли 5G-смартфон проработать от одной зарядки хотя бы день» остался не отвечен. Чтобы это понять, надо протестировать смартфон в «полевых» условиях, которых еще физически нет. В ZTE Axon 10 Pro 5G для подстраховки установлен расширенный аккумулятор на 4000 мАч, и добавлено несколько программных фишек по оптимизации энергопотребления. Ну и, разумеется, до старта продаж этих фишек еще добавят

Разговор с Джеффом Йи из ZTE завершился смутной тоской в его глазах по тому времени, когда телефоны могли работать без розетки неделями. Сколько я себя помню в техно-журналистике, аккумуляторные технологии активно обсуждаются на каждой выставке, но за все эти двадцать лет ничего так и не поменялось в батарейных отсеках. Мощность процессоров выросла в тысячи раз, экраны стали гораздо круче, да и вообще все технологии круто продвинулись вперед, а гаджеты как «сидели» на устаревшем литий-ионе, так и «сидят». Запомните мои слова: кто предложит революционную систему зарядки, тому править миром!

Будет ли 5G-телефон работать в России сейчас?

Да, ZTE Axon 10 Pro 5G можно использовать в нашей стране хоть завтра, поскольку он работает во всех частотах всех сетей, которые используются в России. Просто пока без 5G. Без ансамбля.

Редакция благодарит компанию ZTE за помощь в подготовке материала