Технологии 5G являются «пятым поколением» беспроводных систем связи. Для передачи цифровой информации на большое расстояние 5G использует радиоволны.
В сетях пятого поколения используют как дециметровые, так и сантиметровые волны. В отличие от метровых, они распространяются на небольшое расстояние и отражаются от препятствий, а не огибают их. Но у них есть и преимущества – устойчивость к помехам и возможность «упаковать» больше информации в одну секунду сигнала. Такое решение позволяет избавиться от помех – существующие каналы Wi-Fi, 3G и 4G.
В 5G используют другие частоты, способы кодировки для повышенной скорости. Станция формирует сигнал в виде узкого луча, направленного точно к устройству, а пользователь получает стабильно высокую скорость передачи информации.
Число смартфонов, планшетов и других мобильных устройств продолжает расти. По состоянию на начало 2020 года 59% опрошенных взрослых в 100 странах пользовались такими девайсами. По статистике мобильных операторов, в мире насчитывается более 4,3 миллиардов активных абонентов. Кроме того, в горных регионах и других местах со сложным рельефом, где невозможно развернуть 3G- и 4G-сети из-за особенностей ландшафта, сотовая связь 5G решит эту проблему. Так ка она легко адаптируется к неблагоприятным условиям за счет гибкой регулировки мощности и направленности.
Главная особенность новой сети – это скорость от 600 Мбит/с до 2 Гбит/с. С ней можно смотреть 8K-видео «по воздуху» и играть на слабом компьютере, транслируя изображение через интернет.
При внедрении новой технологии всегда возникает вопрос о безопасности данных. В сетях 5G уровень защиты повысится по сравнению с коммуникациями прошлого поколения. Во-первых, планируется заменить трехстороннюю «модель доверия» четырех- или пятисторонней. Перед обменом информацией подтверждение будут давать мобильный оператор, поставщик услуг, устройство абонента, местный узел связи и сервис «интернета вещей». Это поможет защититься от подмены базовой станции, перехвата сигнала и других хакерских атак. Во-вторых, увеличится число точек маршрутизации. Если один участок сети будет скомпрометирован, его можно будет отключить, не нарушив нормальную связь. В-третьих, планируется привлечь «искусственный интеллект» для своевременного выявления киберпреступлений и блокировки злоумышленников.
Первые исследования 5G начались в 2008 году. 8 октября 2012 года в Великобритании был создан исследовательский центр 5G с целью разработки технологии связи для замены 4G (ожидаемо в течении десяти лет). В этом же году организован проект METIS для определения стандартов 5G, который добивается значимых результатов путем обсуждения на ведущих мировых форумах.
Уже в мае 2013 Samsung Electronics заявила об изобретении 5G-системы. Технология поддерживала скорость передачи данных в десятки Гбит/с. При тестировании был показан результат в 1.056 Гбит/с при передачи данных на расстоянии 2 км. В октябре 2013 компания Huawei заявила о вложении 600 миллионов долларов в развитие технологии, которая увеличит скорость передачи данных в 100 раз по сравнению со скоростью LTE-сетей. В 2014 году китайская корпорация совместно с оператором связи «Мегафон» объявила о развертывании 5G-сети в России к чемпионату мира по футболу 2018 года. Тестирования технологий в 2016 году показали скорость в 5 Гбит/с, что позволило передавать видео в разрешении 8K Ultra HD. В октябре 2016 года компания Qualcomm представила первый мобильный модем, поддерживающий 5G. Тем временем множество компаний по всему миру заявляют о развертывании 5G-сетей [1].
Сеть 5G может преобразовать и улучшить критически важные компоненты здравоохранения, что особенно актуально сегодня, поскольку распространение коронавируса оказывает беспрецедентную нагрузку на системы здравоохранения. 5G обещает обеспечить необходимые уровни подключения для создания новой экосистемы здравоохранения, которая сможет максимально эффективно удовлетворить потребности пациента и поставщика услуг [5].
Согласно отчету «The global economic impact of 5G» вклад технологии 5G в глобальный ВВП к 2030 г. составит 1,3 триллиона долларов. Как видно из рис. 1, в отраслевом разрезе лидером будет сфера медицины и здравоохранения (530 млрд долларов) [9].
На сегодняшний день достаточно активно ведутся работы по разработке рекомендаций в области взаимосвязи искусственного интеллекта и сетей связи.
Причиной интереса использования технологий искусственного интеллекта в сетях связи стала надежда на решение множества трудноразрешимых задач перед сетями связи 5G и последующих поколений [3].
Например, предполагается использование искусственного интеллекта в решении задач мониторинга и управления трафиком в сетях связи.
На современном этапе развития цифровых технологий генерируется множество служебных данных, которые необходимо эффективно обрабатывать. На такую обработку данных способны только технологии искусственного интеллекта.
Инновационный консорциум Liverpool 5G Create (Великобритания) представил в 2021 году технологию на основе искусственного интеллекта и 5G – устройство Vitalerter для уменьшения падений среди пациентов домов престарелых. Vitalerter использует искусственный интеллект, анализирующий характер движения пациента [8].
В 2021 году компания GE Healthcare Korea (Южная Корея) объявила о формировании стратегического партнерства с телекоммуникационной компанией SK Telecom для реализации проектов по развитию цифровой инфраструктуры здравоохранения в Южной Корее. За счет расширения подключенных услуг на основе 5G GE Healthcare будет сотрудничать с SK Telecom в таких областях, как удаленный мониторинг, большие данные, облачные вычисления и искусственный интеллект пользуя широкополосный доступ 4G и 5G [10].
В 2021 году компания Huawei и госпиталь Сирирадж при Университете Махидол (Таиланд) подписали меморандум о создании умной клиники 5G с поддержкой облачных технологий и искусственного интеллекта в формате интеллектуальной платформы с целью развития инновационных медицинских технологий [6].
В России протестировали возможности сетей мобильной связи пятого поколения в медицинской сфере. Благодаря высокой скорости, минимальным задержкам в приёме и передачи данных, а также возможностям подключения множества различных устройств, 5G открывает безграничные возможности для дистанционных методов лечения. Самые передовые из них показали в Москве. На базе специальной 5G лаборатории оператора «Билайн» на оборудовании Huawei в Сколково продемонстрировали первые хирургические операции и удаленный медицинский видеоконсилиум в 4K-качестве в режиме реального времени [4]. В результате у пациента была успешно удалена раковая опухоль [2].
Службы здравоохранения, по всему миру, включаются в использование искусственного интеллекта для установления диагноза и принятия решения о плане лечения для пациента. Большие объемы данных, необходимые для машинного обучения в реальном времени, требуют сверхнадежных сетей с высокой пропускной способностью [7].
Используя сети 5G, медицинские организации могут применять инструменты искусственного интеллекта, которые им необходимы для обеспечения наилучшего медицинского обслуживания населения независимо от места нахождения.
Список источников
1. 5G сеть: развитие сети и ее характеристики 5G сеть: развитие сети и ее характеристики | iot.ru Новости Интернета вещей
2. Внедрение 5G в медицине. Кто впереди? Внедрение 5G в медицине. Кто впереди? (if24.ru)
3. Искусственный интеллект в сетях связи пятого и последующих поколений / А. С. Бородин, А. Н. Волков, А. С. А. Мутханна, А. Е. Кучерявый // Электросвязь. – 2021. – № 1. – С. 17-22. – DOI 10.34832/ELSV.2021.14.1.001.
4. Медицина нового поколения: 5G сетям в России доверили проведение хирургических операций Медицина нового поколения: 5G сетям в России доверили проведение хирургических операций (yamobi.ru)
5. Применение технологий 5G в здравоохранении: как новый стандарт сотовой связи меняет экосистему отрасли / Е. И. Аксенова, С. Ю. Горбатов – М.: ГБУ «НИИОЗММ ДЗМ», 2021. – 33 с.
6. HealthcareITNews. Huawei & Siriraj Hospital sign MoU to establish 5G powered smart platform for medical services. 07/12/2020 https://www.healthcareitnews.com/news/asia/huawei-siriraj-hospital-sign-mou-establish-5g-powered-smart-platform-medical-serviceswin-5g-showcase.html.
7. Huawei. Transforming Healthcare with 5G https://www.huawei.com/en/ technology-insights/publications/winwin/38/transforming-healthcare-5g.
8. Land Mobile. Liverpool 5G Create installs AI-assisted tech for preventing falls 22/09/2021 https://www.landmobile.co.uk/news/liverpool-5g-create-installsai-assisted-tech-for-preventing-falls/ness/pdfs/Samsung_WhitePaper_5GHealthcare_12_18_18.pdf.
9. The global economic impact of 5G. 2021 The global economic impact of 5G. Powering your tomorrow (pwc.com).
10. The Medication Support Company. https://themedicationsupportcompany.co.uk/about-paman/.