Alles über das 5G-Netz – Unterschiede und seine Anwendung

Mobile Kommunikationstechnologien ändern sich alle 10 Jahre. Jeder von ihnen verbessert die Geschwindigkeit der Informationsübertragung erheblich. So entstehen neue Dienste und neue Arten von Inhalten. Benutzer erhalten neuen Spaß und einen neuen Lebensstandard.

Die fünfte Mobilfunkgeneration (5G) verspricht mehr Durchbruch denn je. Experten argumentieren, dass es 5G zu verdanken ist, dass das Internet der Dinge, unbemannte Fahrzeuge und VR von den Seiten der technischen Medien in den menschlichen Alltag übergehen werden. In diesem Artikel erzählen wir Ihnen alles über das 5G-Netz.

Was ist 5G?

Während 4G noch nicht global ist, testen Unternehmen bereits 5G.

Das 5G-Internet wird unter Berücksichtigung innovativer Technologietrends geschaffen. Es konzentriert sich auf die Verbindung einer Vielzahl von "intelligenten" Haushaltsgeräten, von denen die meisten nach der Regel "immer online" funktionieren. Die 4G-Kommunikation wird ihrerseits hauptsächlich in der Rolle des zellularen Internets verwendet.

5G (fünfte Generation) ist eine neue Generation des Mobilfunknetzes, das auf der Grundlage von Telekommunikationsformaten gemäß den aktuellen 4G-Formaten arbeitet.

Formate für die 5G-Kommunikation befinden sich noch in der Designphase. Es wird davon ausgegangen, dass die Kommunikation der nächsten Generation in Wirklichkeit im Jahr 2025 ihre Arbeit aufnehmen wird.

Wo wird es eingesetzt?

5G wird dort zum Einsatz kommen, wo die Nachfrage nach Highspeed-Internet besteht, in Megacities. Standards der frühen Generation werden für eine vollständige Abdeckung angewendet.

Rezension

Normale Benutzer benötigen derzeit nicht die kolossalen Geschwindigkeiten der neuen Generation. Aber sie werden sicherlich nach der Integration der Technologie erscheinen, denn wie jeder weiß, gewöhnt man sich schnell an das Gute.

"Web" der Synchronisation

Mit niedrigeren Verbindungskosten erhalten mehr Geräte Zugang zu Wi-Fi. Das System der Verbindung von Telefonen, Kaffee- und Waschmaschinen, Headsets, Lampen und anderen Dingen zu einem vollständigen „Netz“ wird als Internet der Dinge bezeichnet.Es wird davon ausgegangen, dass es bis 2025 mehr als 26 Milliarden solcher Geräte auf der Erde geben wird. Und die Anzahl der Verbindungen wird noch höher sein.

Die Fähigkeit von Gadgets, durch Sensoren zu „fühlen“ und Aufgaben aus der Ferne auszuführen, wird in der lokalen Planung, Smart-Home-Technologien, Konzepten zur Überwachung der Strom- und Wärmeversorgung, Sicherheit, Bussen, Taxis und im Einzelhandel Anwendung finden.

Das Internet der Dinge braucht eine kleine Verbindungsgeschwindigkeit, aber für viele Geräte. Dedizierte Netzwerke mit kleinen Bändern wurden bereits eingerichtet, und 5G-Hersteller sind bereit, sich an diesem Prozess zu beteiligen.

Folglich müssen Telekommunikationsstandards nicht nur mobile Benutzer, sondern auch „intelligente“ Haushaltsgegenstände unterstützen. Die Kontrolle eines solchen heterogenen Verkehrs sollte dem neuen Format helfen.

Verzögerung

Es ist klar, dass 5G die automatische TC-Technologie und VR-Software unterstützen wird. In dieser Situation sollten die Informationen im tatsächlichen Zeitmodus kommen. Das 4G-Sende-Empfangs-Intervall beträgt mehr als 10 ms, was eine sehr lange Zeit ist.

Das folgende Format ist in der Lage, die Kommunikationsarchitektur mit der Übertragung der Informationsspeicherung von Rechenzentren zu Endknoten bis hin zu "intelligenten" Geräten vollständig zu ändern.

Beispielsweise benötigt ein fahrendes Auto Informationen über den Standort eines nahegelegenen Fahrzeugs. Die aktuellen Standards können den Fluss solcher Informationen für 3 Autos nicht mehr bewältigen. Enorme Verzögerungen bei der Übermittlung von Informationen erfordern eine lokale Informationsverteilung.

Es ist geplant, dass die Reaktionsgeschwindigkeit von 5G zum Limit wird.Selbst bei einer Endgeschwindigkeit von 500 km/h beträgt die Sendeverzögerung nicht mehr als 1 ms. Diese Verzögerung wird die Hauptantriebskraft für die Entwicklung innovativer Technologien sein, einschließlich des Fahrens in Ballungsgebieten und des Fernbetriebs.

5G-Funktionen

Noch vor nicht allzu langer Zeit war es möglich, die meisten Eigenschaften zu optimieren, aber die Auswahl an Technologien, die ihren Einsatz in der Praxis garantieren, geht noch weiter. Unter ihnen:

1. Ultrahohe Frequenzen, die bisher unrealistisch waren, garantieren viel höhere Geschwindigkeiten.
2. Die Entwicklung von Konzepten, die Informationen in kleinen Stücken senden, wird die Aktivität von Internet of Things-Geräten für einen längeren Zeitraum verzögern.
3. Reduzierung der Latenz für Aufgaben, die eine sofortige Reaktion erfordern.

Unterschiede zu früheren Standards

Ein innovatives mobiles Format wird es erst 2025 geben, aber die richtigen Klassifizierungen werden mit Hochdruck erstellt, sodass klar ist, dass 5G sich stark von dem unterscheiden wird, was es früher war.

Geschwindigkeitsschub

Am verständlichsten ist eine Erhöhung der Geschwindigkeit (mindestens um ein Vielfaches), eine Verringerung der Latenz, eine deutliche Erhöhung des Kommunikationsvolumens, das erforderlich ist, um die stetig steigende Nachfrage nach dem World Wide Web zu befriedigen. Der Trend geht dahin, dass nach einiger Zeit alles mit dem Netzwerk verbunden sein wird: von diversen Scannern bis hin zu Fahrzeugen.

Hauptverbraucher - Abonnent

In bestehenden Netzen muss sich der Nutzer anpassen: Das Signal ist zu schlecht – um sich zu bewegen. 5G wird intelligente Antennen verwenden, die den Orientierungsgraphen je nach den Bedürfnissen der Benutzer unter bestimmten Bedingungen umwandeln.Wenn beispielsweise ein Benutzer gerade in einer Zelle bedient wird, werden Informationen für ihn durch einen schmalen Kanal geleitet, was das Rausch-Signal-Verhältnis erhöht und die Geschwindigkeit der Informationsausbreitung verbessert.

Übergang zu mm-Wellen

Die Frequenzquelle ist begrenzt, und es ist äußerst schwierig, die gewünschten Frequenzen in den Bereichen zu finden, die dem Mobilfunknetz bekannt sind. Es ist klar, dass eine signifikante Erhöhung der Geschwindigkeit der Informationsausbreitung signifikant größere Frequenzspektren erfordert. Eine vernünftige Lösung ist in diesem Fall ein Übergang in den Bereich von mehreren zehn GHz.

Die meisten Benutzer verstehen, dass mit einer Erhöhung der Betriebsfrequenz die Netzwerkentfernung schnell abnimmt, mit anderen Worten, die Größe der Zelle. In dieser Hinsicht lohnt es sich, auf der Grundlage dieses Punktes eine Schlussfolgerung zu ziehen: Die Kommunikation der neuen Generation wird dort eingesetzt, wo ein Bedarf an Hochgeschwindigkeits-Informationsübertragung besteht. An eine Vollabdeckung ist übrigens noch nicht gedacht.

MIMO-Technologie

Seine Bedeutung ist die Verwendung mehrerer Antennen auf der Bereitstellungs- und Empfangsseite. Diese Technologie entstand in Definitionen in Bezug auf 3G. In den meisten LTE-Netzen arbeitet MIMO im 2x2-Modus. Einfach gesagt, zwei Antennen zum Geben, zwei zum Empfangen. Im 2x2-Modus werden Informationen gleichzeitig durch zwei freie Kanäle geleitet, wodurch die Ausbreitungsgeschwindigkeit nahezu verdoppelt werden kann.

Jetzt gibt es Telefone, die den 4x4-Modus unterstützen. Leider ist es aufgrund der geringen Größe von Telefonen unrealistisch, die Anzahl der Antennen auf unendlich zu erhöhen. Eine weitere Schwierigkeit ist die Notwendigkeit, offizielle Durchsagen von jeder Antenne zu übertragen, was die Effektivität der Technologie verringert.

Device-to-Device-Technologie

Situationen, in denen Benutzer in einer Entfernung von mehreren zehn Metern voneinander sprechen, sind häufiger geworden. Aufgrund der Verwendung dieser Technologie wird nur der Signalverkehr durch die Betreiberkommunikation geleitet, sodass Sie diese Anrufe auswerten können, und die Informationen selbst werden direkt über die Geräte übertragen. Das ist die Essenz der Technologie.

eine Vereinbarung treffen

Wenn sich die Situation bei der Benennung des Spektrums möglicher Technologien bereits 2015 verbessert hat, dann werden die Technologien selbst noch geschaffen. Es muss ermittelt werden, welche Technologien der neuen Generation sofort benötigt werden und welche nach einiger Zeit eingeführt werden sollen.

Trotz des Mangels an Formaten und Entschlossenheit in der Bedeutung von Technologie versuchen produzierende Unternehmen, die Bildung und Implementierung von Technologien der nächsten Generation anzuführen, um anschließend einen günstigen Platz zu erhalten.

Nokia kündigte bereits 2015 den Kauf von Alcatel-Lucent an, und das US-Telekommunikationsunternehmen Verizon Wireless kündigte an, dass Amerikas erstes 5G im Jahr 2016 verfügbar sein wird.

Technische Hürden

Institut für Telekommunikation. Fraunhofer in Deutschland führte Experimente mit Frequenzen von 40 bis 100 GHz durch, Samsung verwendet 28 GHz in seiner Forschung und Nokia verwendet mehr als 70 GHz.

Die Funktion von Geräten im mm-Wellenlängenspektrum hat die Eigenschaft einer zu schwachen Signalübertragung, deren Stärke mit zunehmender Entfernung von der Basisstation erheblich abnimmt. Außerdem werden Signalstörungen durch den menschlichen Körper verursacht.

Was sagt Ericsson?

Aus Sicht der Ericsson Corporation sind die Aussichten wie folgt.

Unbemannte Fahrzeuge werden untereinander Daten austauschen.Im Falle eines Unfalls informiert das Auto, das der Unfallstelle am nächsten ist, alle nachfolgenden Fahrzeuge über den Unfall. So haben sie die Möglichkeit, rechtzeitig abzubremsen oder in einer Stausituation ein anderes Bewegungsmuster zu gestalten.

Die Scanner des Fahrzeugs berechnen das Wetter korrekt und senden die Informationen über 5G, damit das Fahrzeug das richtige Fahrmuster entwirft.

Im Bereich des sozialen Verkehrs wird 5G die Überwachung der Anzahl der an Bushaltestellen wartenden Personen ermöglichen. Der Fahrer des Fahrzeugs fährt an einer verlassenen Haltestelle vorbei, und der Betreiber schickt ein Hilfsfahrzeug zu seinen Staupunkten.

Im 5G-Zeitalter werden alle Haushaltsgeräte miteinander verbunden sein. Wenn eine Person zuvor beim Wechsel von einem Raum in einen anderen ein tragbares Gerät tragen musste, um beispielsweise weiterhin ein interessantes Radio zu hören, kontaktieren sich jetzt die in verschiedenen Räumen angeschlossenen Lautsprecher und die Wiedergabe wird fortgesetzt der angehaltene Ort. Darüber hinaus kann der Nutzer den Stromverbrauch jedes Geräts verfolgen oder herausfinden, wie viel elektrische Energie durch Sonnenkollektoren erzeugt wird.

Was bietet Qualcomm?

Die Marke Qualcomm hat 4.5G LTE Advanced-Technologie angeboten, deren Integration für die nahe Zukunft geplant ist. Dadurch wird das Unternehmen in der Lage sein, sowohl den für das 5G-Format erforderlichen breiteren Frequenzbereich als auch zuvor lokalisierte LTE-Netze abzudecken, was die Latenz verringert und den Durchsatz erhöht.

Spezifität:

• Hervorragende Bandbreite durch die Kombination von Frequenzbereichen;
• Synchrone Unterstützung von 23 Betreibern und Steigerung des Durchsatzes durch Frequenzaggregation und Übertragung des Netzwerkverkehrs zwischen Betreibern;
• 10-fache Reduzierung der Latenz im Vergleich zu LTE Advanced unter Verwendung bestehender Türme und Frequenzen innerhalb von 1–70 µs;
• Verwendung der Mittel der eingehenden Linie für die Bedürfnisse der ausgehenden Linie;
• Erhöhung der Antennenanzahl an Basisstationen zur Verbesserung der Abdeckung und Signalstärke;
• Erhöhung der Energieeinsparung von IoT-Geräten durch Einengung des Spektrums auf 1,4 MHz und 180 kHz (ca. 10 Jahre mit einer Batterie);
• 1 Gigabit pro Sekunde für die Datenübertragung zwischen Fahrzeugen, Benutzern und IoT-Geräten;
• Analyse der Umgebung, ohne das drahtlose Netzwerk zu aktivieren oder auf dem Gadget des Benutzers zu navigieren.

5G-Nutzung heute

5G ist für den Betrieb in mehreren Frequenzbändern ausgelegt. NF von 600 bis 700 MHz ist für die Provinz oder für das Internet der Dinge akzeptabel, da die Basisstationen eine große Reichweite haben. Aber die Geschwindigkeit der Verbreitung von Informationen und eines einzigen Kommunikationsvolumens ist auf einem niedrigen Niveau.

Das Spektrum bis 6 GHz korrigiert dieses Minus, allerdings sollten Mittelfrequenz-BS deutlich häufiger verbaut werden, was die Situation in Großstädten beweist. RF bis zu 73 GHz garantiert maximale Geschwindigkeiten von bis zu 20 Gbit/s. zu empfangen und bis zu 10 Gigabit/sek. zur Verteilung. Die Hauptschwierigkeit ist die Qualität des Signals nur in der Sichtlinie der BS, das Spektrum wird verwendet, um kritische lokale Bereiche abzudecken.

Wie bereits erwähnt, sind die Besonderheiten von 5G eine hohe Bandbreite und geringe Verzögerungen bei der Datenverteilung.Das Ergebnis wird durch den Einsatz der innovativen NOMA-Signal-Multiplexing-Technologie erreicht, die es ermöglicht, mehrere Teilnehmer gleichzeitig in einem Kanal zu bedienen. Formate der frühen Generation verwenden eine zeitliche Fraktionierung, wobei die Benutzer abwechselnd Daten mit der Basisstation austauschen.

Intel

Zunächst müssen die Vorteile der Intel Corporation hervorgehoben werden. Bei den letzten Olympischen Winterspielen in Pyeongchang installierte das Unternehmen 5G. Daran angeschlossene UHD-Kameras ermöglichten es, Sportereignisse mit Präsenzeffekt online zu übertragen.

Zugangspunkte für drahtlose Netzwerke nutzten ebenfalls 5G-Funktionen und bedienten viele Abonnenten. Der Löwenanteil der Ausrüstung wurde im Freien installiert – ein großartiges Experiment in Bezug auf Haltbarkeit für Gadgets.

Das Unternehmen kündigte außerdem eine Partnerschaft mit NNT DoCoMo an, um 5G bei den Olympischen Spielen 2025 in China zu installieren. Eines der Ziele der Partnerschaft ist es, die neuen Fähigkeiten der „intelligenten“ Stadt zu demonstrieren und zu nutzen.

Auf dem diesjährigen MWC präsentierte der Konzern ein Konzept-Laptop, das 5G unterstützt, basierend auf dem proprietären Modem XMM 8060. Jetzt wird der große Chip separat vom Chip verbaut. Zur Effizienzsteigerung arbeitet das Unternehmen daran, das Modemmodul in ein Gesamtsystem zu integrieren.

Wichtig ist in jedem Fall, dass der Konzern an einem innovativen Standard arbeitet, der den Laptop zu einem noch vielseitigeren Gerät machen wird. Mit dem neuen Gadget muss sich der Benutzer keine Gedanken mehr über ungesicherte öffentliche drahtlose Netzwerke machen. Sie müssen den WLAN-Hotspot auch nicht auf Ihrem Telefon aktivieren. Die Bewerbung der ersten neuen Produkte ist für nächstes Jahr geplant, Partner von Intel sind Microsoft, Dell, HP und Lenovo.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Intel eine Partnerschaft mit dem Schöpfer der mobilen Elektronik, der Marke Spreadtrum, eingegangen ist. Ziel der Zusammenarbeit ist es, bis zur zweiten Hälfte des nächsten Jahres eine Reihe von Mobilprozessoren mit integriertem 5G-Modem aus Intels XMM-8000-Serie zu entwickeln.

Qualcomm

Das Unternehmen kündigte das X50-Modem erstmals im Jahr 2016 an. Es wurde nun festgelegt, dass der SDX50 Teil eines proprietären 7-nm-Snapdragon-855-Chips sein wird, der Anfang nächsten Jahres veröffentlicht wird. Es ist unmöglich, nicht zu sagen, dass die Qualcomm-Markenversion für die Installation auf Telefonen und Tablet-PCs sehr praktisch ist.

Huawei

Die Marke Huawei ist ein weiterer gleichberechtigter Akteur im Rennen um 5G. Auf dem diesjährigen MWC zeigte das Unternehmen sein Modem Balong 5G01, das Geschwindigkeiten innerhalb von 2,3 Gigabit / Sek. garantiert. Leider erlauben es die Abmessungen des Mikroschaltkreises nicht, ihn in Telefonen und Tablet-PCs zu verwenden. Aber angesichts der Wendigkeit der Marke sollte die Ankunft des Kirin-Chips, der 5G unterstützt, sehr bald erwartet werden.

Nokia-Netzwerke

Das Unternehmen ist nach der Marke Huawei der zweitgrößte Anbieter von Telekommunikationsausrüstung. Das Unternehmen verfügt über Geräte, die im Spektrum von LF, MF und HF arbeiten. Anfang dieses Jahres führte Nokia voll ausgestattete 5G-Prozessoren für Reef Shark-Basisstationen ein. Der Durchsatz eines Blocks liegt innerhalb von 84 Gigabit / Sek. Die Installation von Einzelhandelsgeräten auf Basis des innovativen Prozessors war für Ende dieses Jahres geplant.

Wer beschäftigt sich mit 5G in der Russischen Föderation?

Inländische Telekommunikationsbetreiber hinken dem allgemeinen Trend nicht hinterher. Sie arbeiten mit führenden globalen Anbietern von Netzwerkausrüstung zusammen, darunter Ericsson, Huawei und Nokia, die 5G-Geräte entwickeln.

Megaphon

Dieser Betreiber war der erste, der Interesse an innovativer Technologie zeigte. Bereits 2014 einigte er sich mit der Marke Huawei darauf, 5G-Piloten zu gründen. Sie wurden dieses Jahr während der Weltmeisterschaft 2018 eingeführt.

In diesem Sommer startete Megafon das erste 5G in der Russischen Föderation – für Mitglieder des Wirtschaftstreffens in St. Petersburg. Die Geschwindigkeit der Informationsverbreitung betrug 1,24 Gigabit/s. Megafon verwendete Geräte der Marke Huawei und einen Chip von Qualcomm.

Vor nicht allzu langer Zeit einigte sich Megafon mit Nokia auf die Entwicklung von 5G. Im Herbst zeigten sie auf dem Geschäftstreffen in Nischni Nowgorod die führende Datenübertragungsrate - 5 Gigabit / Sek. Den Gipfelteilnehmern wurde auf einem Display von einer VR-Brille ein 360-Grad-UHD-Video gezeigt.

MTS

2017 am Rennen teilgenommen. Wie das vorherige Unternehmen führte dieses Unternehmen die Einführung von 5G auf die Weltmeisterschaft 2018. Die kommerzielle Umsetzung beginnt gemäß dem Zeitplan des Unternehmens in den Jahren 2019-2020.

Im Winter 2015 unterzeichnete MTS eine Vereinbarung über die gemeinsame Entwicklung von 5G mit Ericsson, im Frühjahr – mit Nokia, im Herbst – mit Samsung. MTS führte im Herbst Experimente mit Geräten von Nokia durch. Die Geschwindigkeit der Informationsverbreitung lag innerhalb von 4,5 Gigabit / Sek.

Tele2

Im Herbst haben wir mit der Nokia Corporation eine Vereinbarung über die Bildung von 5G und die Gestaltung von Diensten im Bereich des Internets der Dinge unterzeichnet.

Luftlinie

Derzeit im Dialog mit Lieferanten über 5G-Versuche. A. Aibasheva, die bevollmächtigte Vertreterin des Unternehmens, teilte dies Rusbaz mit. Doch zunächst plant das Unternehmen, die eigene Infrastruktur anzupassen und mit 4.5G zu arbeiten. In Zukunft wird dieses Training sie in die Lage versetzen, 5G sofort zu integrieren.

Wann erscheint 5G?

Handelsimplementierungen von 5G sind für nächstes Jahr geplant. Alle beschränken sich auf sportliche Massenveranstaltungen.Beispielsweise hat der südkoreanische Mobilfunkbetreiber KT Corporation 5G bei den diesjährigen Olympischen Spielen in Pchenhan eingeführt. Inländische MTS und Megafon planen, 5G bei den Olympischen Sommerspielen 2025 in China zu installieren.

Die meisten Experten sind zuversichtlich, dass die groß angelegte 5G-Integration nach 2025 beginnen wird. Die Marke Ericsson sagte kürzlich, dass sich im Jahr 2025 550 Millionen Geräte mit diesen Netzwerken verbinden werden. Und jetzt experimentieren Unternehmen nur mit Ausrüstung.

Derzeit ist 5G eher eine Idee als eine Technologie, da es noch kein gemeinsames Format gibt. Damit die Massennutzung dieser Kommunikation beginnen kann, müssen technologische Voraussetzungen geschaffen, Frequenzen ausgewählt und auf innovative Geräte umgestellt werden.

5G in Russland

Die Gesprächspartner von Rusbase sind sich einig, dass die Russische Föderation noch weit von der flächendeckenden Einführung von 5G entfernt ist. Russische Betreiber haben ihre eigenen Investitionen in den Aufbau von LTE-Netzen noch nicht wieder hereingeholt. Im Moment liegt die LTE-Abdeckung bei 30 %, und daher werden Telekommunikationsorganisationen in naher Zukunft über eine Erhöhung dieses Wertes brüten. Und 5G ist für sie nur eine Reserve für die Zukunft.

S. Skvortsova, Leiterin der strategischen Entwicklung bei Tele2, glaubt, dass 5G bis 2025 in den kommerziellen Einsatz kommen wird. Laut ihrer Aussage gibt es eine vorläufige Option auf dem Weg zu 5G – die LTE Advanced (LTE-A)-Technologie. Es unterstützt Geschwindigkeiten von bis zu 100 Mbit/s für Teilnehmer mit hoher Mobilität und 1 Gigabit/s für stationäre Benutzer.

Im Mai letzten Jahres kündigten die Medien die Pläne des Kommunikationsministeriums an, bis 2025 5G in Megastädten der Russischen Föderation einzuführen. So wird das neue Format 2025 in 8 Megacities der Russischen Föderation und 2025 bereits in 16 Städten mit mehr als 1 Million Einwohnern integriert.

Fazit

Abschließend ist anzumerken, dass in naher Zukunft weitreichende Veränderungen in der Mobilfunkkommunikation zu erwarten sind. Die Zahl der Geräte, die im „Always Online“-Modus mit dem Netzwerk verbunden sind, wird schnell zunehmen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass das Fernsehen auf Mobilfunknetze umsteigt.