Kõik 5G võrgu kohta – erinevused ja selle rakendus

Mobiilsidetehnoloogiad muutuvad iga 10 aasta tagant. Ükskõik milline neist parandab oluliselt teabe edastamise kiirust. Nii ilmuvad uued teenused ja uut tüüpi sisu. Kasutajad saavad uut lõbu ja uut elatustaset.

Viienda põlvkonna mobiilside (5G) tõotab tulla läbimurre kui kunagi varem. Eksperdid väidavad, et just tänu 5G-le kandub asjade internet, mehitamata sõidukid ja VR tehnikameedia lehekülgedelt inimeste igapäevaellu. Selles artiklis räägime teile kõike 5G võrgu kohta.

Mis on 5G?

Kuigi 4G pole veel ülemaailmne, katsetavad ettevõtted juba 5G-d.

5G Internet luuakse tehnoloogia uuenduslikke suundi arvestades. See on keskendunud mitmesuguste majapidamises kasutatavate "nutikate" seadmete ühendamisele, millest enamik töötab "alati võrgus" reegli järgi. 4G sidet kasutatakse omakorda peamiselt mobiilse Interneti rollis.

5G (Fifth Generation) on mobiilsidevõrgu uus põlvkond, mis töötab telekommunikatsioonivormingute alusel vastavalt praegustele 4G-vormingutele.

5G-side formaadid on alles väljatöötamise faasis. Eeldatakse, et tegelikkuses hakkab järgmise põlvkonna side tööle 2025. aastal.

Kus seda kasutatakse?

5G-d hakatakse kasutama seal, kus on nõudlus kiire Interneti järele, megalinnades. Täieliku katvuse jaoks rakendatakse varase põlvkonna standardeid.

Ülevaade

Tavakasutajad ei vaja hetkel uue põlvkonna kolossaalseid kiirusi. Kuid kindlasti tekivad need pärast tehnoloogia integreerimist, sest nagu kõik teavad, harjuvad inimesed heaga kiiresti.

Sünkroonimise "veeb".

Madalamate ühenduskuludega saavad rohkem seadmeid WiFi-le juurdepääsu. Telefonide, kohvi- ja pesumasinate, peakomplektide, lampide ja muude asjade täielikuks "veebiks" ühendamise süsteemi nimetatakse asjade Internetiks.Eeldatakse, et aastaks 2025 on planeedil enam kui 26 miljardit sellist seadet. Ja ühenduste arv on vastavalt veelgi suurem.

Vidinate võime andurite kaudu "tunnetada" ja ülesandeid eemalt täita leiab kasutust kohalikus planeerimises, targa kodu tehnoloogiates, elektri- ja soojavarustuse seire kontseptsioonides, turvalisuses, bussides, taksodes ja jaemüügis.

Asjade Internet vajab väikest ühenduse kiirust, kuid paljude seadmete jaoks. Väikeseid ribasid kasutavad spetsiaalsed võrgud on juba loodud ja 5G tootjad on valmis selles protsessis osalema.

Järelikult peavad telekommunikatsioonistandardid toetama mitte ainult mobiilikasutajaid, vaid ka "nutikaid" majapidamistarbeid. Sellise heterogeense liikluse juhtimine peaks uuele vormingule kaasa aitama.

Viivitus

On selge, et 5G-l on automaatse TC-tehnoloogia ja VR-tarkvara tugi. Sellises olukorras peaks teave tulema tegeliku aja režiimis. 4G saatmise-vastuvõtmise intervall on üle 10 ms, mis on väga pikk aeg.

Järgmine formaat on võimeline täielikult muutma suhtluse arhitektuuri teabesalvestuse edastamisega andmetöötluskeskustest lõppsõlmedesse kuni "intelligentsete" seadmeteni.

Näiteks vajab liikuv auto teavet läheduses oleva sõiduki asukoha kohta. Kehtivad standardid ei suuda enam sellise info liikumisega 3 auto kohta toime tulla. Tohutud viivitused teabe edastamisel nõuavad teabe kohalikku levitamist.

Kavas on, et piiriks saab 5G reageerimiskiirus.Edastamise viivitus ei ületa 1 ms isegi lõppkiirusel 500 km/h. See viivitus on peamiseks tõukejõuks uuenduslike tehnoloogiate kujunemisel, sealhulgas suurlinnades sõitmine ja kaugoperatsioonid.

5G funktsioonid

Mitte nii kaua aega tagasi oli võimalik enamikku omadusi optimeerida, kuid tehnoloogiate valik, mis tagab nende kasutamise praktikas, ulatub kaugemale. Nende hulgas:

1. Ülikõrged sagedused, mis varem olid ebareaalsed, tagavad palju suurema kiiruse.
2. Väikeste tükkidena teavet saatvate kontseptsioonide väljatöötamine lükkab asjade Interneti seadmete tegevuse pikemaks ajaks edasi.
3. Viivitamatut reageerimist vajavate ülesannete latentsusaja vähendamine.

Erinevused eelmistest standarditest

Uuenduslik mobiilivorming jõuab kohale küll alles 2025. aastal, kuid korralikud klassifikatsioonid luuakse täiskiirusel, seega on selge, et 5G erineb oluliselt varasemast.

Kiiruse suurendamine

Kõige arusaadavam on kiiruse suurenemine (vähemalt mitu korda), latentsusaja vähenemine, suhtlusmahu märkimisväärne suurenemine, mis on vajalik pidevalt kasvava veebinõudluse rahuldamiseks. Trend on see, et mõne aja pärast ühendatakse kõik võrku: erinevatest skanneritest kuni sõidukiteni.

Võtmetarbija – tellija

Olemasolevates võrkudes peab kasutaja ise kohanema: signaal on liiga halb – liikuda. 5G kasutab nutikaid antenne, mis teatud tingimustes muudavad orientatsioonigraafiku vastavalt kasutajate vajadustele.Näiteks kui kasutajat teenindatakse praegu rakus, liigub tema jaoks teave kitsa kanali kaudu, mis suurendab müra ja signaali suhet ning parandab teabe levimise kiirust.

Üleminek mm-lainetele

Spektriallikas on piiratud ja mobiilsidevõrgule tuttavates vahemikes on soovitud sagedusi äärmiselt raske leida. On selge, et info levimise kiiruse märkimisväärne tõus nõuab oluliselt suuremaid sagedusspektreid. Mõistlik lahendus on sel juhul üleminek kümnete GHz sfäärile.

Enamik kasutajaid mõistab, et töösageduse suurenemisega väheneb kiiresti võrgu kaugus ehk teisisõnu kärje suurus. Sellega seoses tasub selle punkti põhjal teha järeldus: uue põlvkonna sidet hakatakse kasutama seal, kus on vaja kiiret infoedastust. Muide, täielikku katvust veel ei arvestata.

MIMO tehnoloogia

Selle tähendus on mitme antenni kasutamine pakkuval ja vastuvõtu poolel. See tehnoloogia sai alguse 3G-ga seotud määratlustest. Enamikus LTE-võrkudes töötab MIMO 2x2 režiimis. Lihtsamalt öeldes kaks antenni andmiseks, kaks vastuvõtmiseks. 2x2 režiimis liigub info korraga kahe vaba kanali kaudu, mis võimaldab levimiskiirust peaaegu kahekordistada.

Nüüd on telefone, mis toetavad 4x4 režiimi. Paraku on telefonide väiksuse tõttu ebareaalne antennide arvu lõpmatuseni tõsta. Teine raskus on vajadus edastada ametlikke teateid igalt antennilt, mis vähendab tehnoloogia efektiivsust.

Seadmelt-seadmele tehnoloogia

Sagenenud on olukorrad, kus kasutajad räägivad üksteisest kümnete meetrite kaugusel. Selle tehnoloogia kasutamise tõttu läbib operaatori side ainult signaaliliiklus, mis võimaldab teil neid kõnesid hinnata ja teave ise edastatakse otse seadmete kaudu. See on tehnoloogia olemus.

kokkuleppele jõuda

Kui juba 2015. aastal muutus olukord võimalike tehnoloogiate valiku määramisega paremaks, siis tehnoloogiaid endid alles luuakse. Tuleb välja selgitada, milliseid uue põlvkonna tehnoloogiaid on vaja kohe ja milliseid mõne aja pärast kasutusele võtta.

Hoolimata vormingute puudumisest ja otsustavusest tehnoloogia tähtsuse osas, püüavad tootmisettevõtted juhtida järgmise põlvkonna tehnoloogiate kujunemist ja juurutamist, et hiljem soodsale kohale jõuda.

Nokia teatas, et ostab Alcatel-Lucenti juba 2015. aastal ja USA telekommunikatsiooniettevõte Verizon Wireless teatas, et Ameerika esimene 5G tuleb 2016. aastal.

Tehnilised takistused

Telekommunikatsiooni Instituut. Fraunhofer Saksamaal tegi katseid sagedustega vahemikus 40–100 GHz, Samsung kasutab oma uurimistöös sagedust 28 GHz ja Nokia kasutab rohkem kui 70 GHz.

Seadmete toimimisel mm lainepikkuse spektris on selline omadus nagu liiga nõrk signaaliedastus, mille tugevus väheneb oluliselt tugijaama kauguse kasvades. Lisaks põhjustab signaali häireid inimkeha.

Mida ütleb Ericsson?

Ericsson Corporationi seisukohast on väljavaated järgmised.

Mehitamata sõidukid hakkavad omavahel andmeid vahetama.Õnnetuse korral teatab õnnetuskohale lähim auto juhtunust kõigile talle jälitavatele sõidukitele. See annab neile võimaluse aeglustada kiirust õigel ajal või ummikusituatsioonis kujundada teistsugune liikumismuster.

Sõiduki skannerid arvutavad õigesti ilma ja saadavad teabe 5G kaudu, et sõiduk kujundaks õige sõidumustri.

Sotsiaaltranspordi valdkonnas võimaldab 5G jälgida bussipeatustes ootajate arvu. Sõiduki juht läbib mahajäetud peatusest ning operaator saadab nende ummikupunktidesse abisõiduki.

5G ajastul ühendatakse kõik kodumasinad omavahel. Kui enne seda pidi inimene ühest ruumist teise liikudes kandma kaasaskantavat seadet, et jätkata näiteks huvitava raadio kuulamist, siis nüüd võtavad erinevates ruumides ühendatud kõlarid omavahel ühendust ja taasesitus jätkub alates peatunud koht. Lisaks saab kasutaja jälgida iga seadme voolutarbimist või teada saada, kui palju elektrienergiat päikesepaneelid toodavad.

Mida Qualcomm pakub?

Qualcommi kaubamärk on pakkunud 4,5G LTE Advanced tehnoloogiat, mille integreerimine on plaanis lähitulevikus. Tänu sellele on ettevõttel võimalik katta nii 5G formaadi jaoks vajalik laiem sagedusvahemik kui ka varem paiknenud LTE-võrgud, mis vähendab latentsust ja suurendab läbilaskevõimet.

Spetsiifilisus:

• Suurepärane ribalaius tänu sagedusvahemike kombinatsioonile;
• 23 operaatori sünkroonne toetamine ja läbilaskevõime suurendamine läbi sageduste liitmise ja võrguliikluse edastamise operaatorite vahel;
• 10 korda väiksem latentsusaeg võrreldes LTE Advancediga, kasutades olemasolevaid torne ja sagedusi 1–70 µs jooksul;
• Sissetuleva liini vahendite rakendamine väljuva liini vajadusteks;
• Antennide arvu suurendamine tugijaamades, et parandada leviala ja signaali tugevust;
• IoT seadmete energiasäästu suurendamine spektri kitsendamise teel 1,4 MHz ja 180 kHz (ühel akul umbes 10 aastat);
• 1 Gigabit sekundis andmeedastuseks sõidukite, kasutajate ja asjade interneti seadmete vahel;
• Keskkonna analüüs ilma traadita võrku aktiveerimata või kasutaja vidina peal navigeerimata.

5G kasutamine täna

5G on loodud töötama mitmel sagedusribal. LF sagedusvahemikus 600 kuni 700 MHz on provintsi või asjade Interneti jaoks vastuvõetav, kuna tugijaamade leviala on suur. Kuid teabe levitamise kiirus ja ühtne suhtlusmaht on madalal tasemel.

Spekter kuni 6 GHz korrigeerib seda miinust, kuid kesksageduslikku BS-i tuleks paigaldada palju sagedamini, mis tõestab olukorda suurtes linnades. RF kuni 73 GHz tagab maksimaalse kiiruse kuni 20 Gbps. vastuvõtmiseks ja kuni 10 gigabitti sekundis. levitamiseks. Peamine raskus on signaali kvaliteet ainult BS vaateväljas, spektrit kasutatakse kriitiliste kohalike piirkondade katmiseks.

Nagu juba mainitud, on 5G eripäraks suur ribalaius ja väikesed viivitused andmete levitamisel.Tulemus saavutatakse uuendusliku NOMA signaali multipleksimise tehnoloogia kasutamisega, mis võimaldab sünkroonselt teenindada mitut abonenti ühes kanalis. Varase põlvkonna vormingud kasutavad ajalist murdumist, kusjuures kasutajad vahetavad vaheldumisi andmeid tugijaamaga.

Intel

Kõigepealt tuleb esile tuua Intel Corporationi eelised. Eelmistel taliolümpiamängudel Pyeongchangis paigaldas ettevõte 5G. Sellega ühendatud UHD-kaamerad võimaldasid kohaloleku efektiga spordisündmusi veebis üle kanda.

Traadita võrgu pääsupunktid kasutasid ka 5G funktsioone ja teenindasid paljusid abonente. Lõviosa varustusest paigaldati õue – suurepärane katsetus vidinate vastupidavuse osas.

Ettevõte teatas ka partnerlusest NNT DoCoMoga, et paigaldada 5G 2025. aasta olümpiamängudel Hiinas. Partnerluse üks eesmärke on "targa" linna uute võimete demonstreerimine ja kasutamine.

Tänavusel MWC-l esitles ettevõte 5G-d toetavat kontseptsiooniga sülearvutit, mis põhineb patenteeritud modemil XMM 8060. Nüüd on suur kiip paigaldatud kiibist eraldi. Tõhususe suurendamiseks tegeleb ettevõte modemimooduli integreerimisega ühtseks süsteemiks.

Igal juhul on oluline, et ettevõte töötab uuendusliku standardi kallal, mis muudab sülearvuti veelgi mitmekülgsemaks seadmeks. Uue vidinaga ei pea kasutaja muretsema turvamata avalike traadita võrkude pärast. Samuti ei pea te oma telefonis Wi-Fi leviala sisse lülitama. Esimeste uute toodete reklaam on planeeritud järgmisel aastal, Inteli partneriteks on Microsoft, Dell, HP ja Lenovo.

Lisaks tehti kindlaks, et Intel on teinud koostööd mobiilse elektroonika looja Spreadtrum kaubamärgiga. Koostöö eesmärk on järgmise aasta teiseks pooleks kavandada Inteli XMM 8000 seeriast integreeritud 5G modemiga mobiilsete protsessorite seeria.

Qualcomm

Ettevõte teatas esmakordselt X50 modemist 2016. aastal. Nüüdseks on kindlaks tehtud, et SDX50 on osa patenteeritud 7nm Snapdragon 855 kiibist, mis tuleb välja järgmise aasta alguses. Ei saa öelda, et Qualcommi kaubamärgiga versioon on telefonidesse ja tahvelarvutitesse installimiseks üsna praktiline.

Huawei

Huawei bränd on 5G võidujooksus veel üks võrdne mängija. Tänavusel MWC-l näitas ettevõte oma Balong 5G01 modemit, mis tagab kiiruse 2,3 gigabitti sekundis. Kahjuks ei võimalda mikroskeemi mõõtmed seda kasutada telefonides ja tahvelarvutites. Kuid võttes arvesse kaubamärgi nobedust, peaks 5G-d toetava Kirini kiibi saabumist oodata väga kiiresti.

Nokia võrgud

Ettevõte on Huawei kaubamärgi järel suuruselt teine ​​telekommunikatsiooniseadmete tarnija. Ettevõtte käsutuses on seadmed, mis töötavad LF, MF ja HF spektris. Selle aasta alguses tutvustas Nokia Reef Sharki tugijaamade jaoks täisfunktsionaalseid 5G protsessoreid. Ühe ploki läbilaskevõime on 84 gigabitti sekundis. Uuenduslikul protsessoril põhinevate jaemüügiseadmete paigaldamine oli kavandatud selle aasta lõppu.

Kes tegeleb 5G-ga Vene Föderatsioonis

Kodumaised sideoperaatorid ei jää üldisest trendist maha. Nad teevad koostööd juhtivate ülemaailmsete võrguseadmete müüjatega, sealhulgas Ericssoni, Huawei ja Nokiaga, kes arendavad 5G-seadmeid.

Megafon

See operaator oli esimene, kes näitas üles huvi uuendusliku tehnoloogia vastu. Veel 2014. aastal leppis ta Huawei kaubamärgiga kokku 5G pilootide moodustamises. Need käivitati sel aastal 2018. aasta maailmameistrivõistluste ajal.

Sel suvel tõi Megafon Venemaa Föderatsioonis turule esimese 5G – Peterburis kokku tulnud majandusliikmete jaoks. Infolevi kiirus oli 1,24 Gigabit/sek. Megafon kasutas Huawei brändi seadmeid ja Qualcommi kiipi.

Mitte nii kaua aega tagasi leppis Megafon Nokiaga kokku 5G arendamise osas. Sügisel Nižni Novgorodi ärikohtumisel näitasid nad juhtivat andmeedastuskiirust - 5 gigabitti sekundis. Tippkohtumise liikmetele näidati VR-prillide ekraanil 360-kraadist UHD-videoülekannet.

MTS

Liitus võistlusega 2017. aastal. Sarnaselt eelmisele omistas see ettevõte 5G turuletoomise 2018. aasta maailmameistrivõistlustele. Äriline juurutamine algab ettevõtte ajakava järgi aastatel 2019-2020.

2015. aasta talvel sõlmis MTS 5G kollektiivse arendamise lepingu Ericssoniga, kevadel - Nokiaga, sügisel - Samsungiga. MTS tegi sügisel katseid Nokia seadmetega. Teabe levitamise kiirus oli 4,5 gigabitti sekundis.

Tele2

Sügisel sõlmisime Nokia Corporationiga lepingu 5G moodustamiseks ja asjade interneti valdkonna teenuste kujundamiseks.

Beeline

Praegu arutatakse tarnijatega 5G katsetuste teemal. Rusbazile rääkis sellest ettevõtte volitatud esindaja A. Aibaševa. Kuid kõigepealt plaanib ettevõte kohandada oma infrastruktuuri ja töötada 4,5G-ga. Edaspidi võimaldab see koolitus neil 5G koheselt integreerida.

Millal 5G ilmub?

5G kaubanduslikud juurutused on kavandatud järgmisel aastal. Kõik need piirduvad massiliste spordiüritustega.Näiteks Lõuna-Korea mobiilioperaator KT Corporation käivitas tänavusel Pchenhani olümpial 5G. Kodumaised MTS ja Megafon kavatsevad 2025. aasta suveolümpiamängudel Hiinas paigaldada 5G.

Enamik eksperte on kindlad, et 5G laiaulatuslik integreerimine algab pärast 2025. aastat. Ericssoni kaubamärk teatas hiljuti, et 2025. aastal ühendab nende võrkudega 550 miljonit seadet. Ja nüüd katsetavad ettevõtted lihtsalt seadmeid.

Praegu on 5G pigem idee kui tehnoloogia, kuna ühtset vormingut veel pole. Selle side massilise kasutamise alustamiseks on vaja luua tehnoloogilised tingimused, valida sagedused ja minna üle uuenduslikele seadmetele.

5G Venemaal

Rusbase vestluskaaslased nõustuvad üksmeelselt, et Vene Föderatsioon on 5G laialdasest kasutuselevõtust veel kaugel. Venemaa operaatorid ei ole veel oma investeeringuid LTE-võrkude loomisse tagasi saanud. Hetkel on LTE katvus 30% piires ja seetõttu hakkavad telekommunikatsiooniorganisatsioonid lähitulevikus seda väärtust suurendama. Ja 5G on nende jaoks vaid reserv tulevikuks.

Tele2 strateegilise arenduse juht S. Skvortsova usub, et 5G jõuab kommertskasutusse 2025. aastaks. Tema avalduse kohaselt on teel 5G-le esialgne võimalus – LTE Advanced (LTE-A) tehnoloogia. See toetab kiirust kuni 100 Mbit/s suure mobiilsusega abonentidele ja 1 Gigabit/s statsionaarsetele kasutajatele.

Eelmise aasta mais avalikustas meedia kommunikatsiooniministeeriumi plaanidest käivitada 2025. aastaks 5G Venemaa Föderatsiooni megalinnades. Sellest tulenevalt integreeritakse uus formaat 2025. aastal 8 Venemaa Föderatsiooni megalinna ja 2025. aastal juba 16 linna, kus elab üle 1 miljoni inimese.

Järeldus

Kokkuvõtteks väärib märkimist, et lähitulevikus on oodata suuri muutusi mobiilsides. Režiimis "Alati võrgus" võrku ühendatud seadmete arv kasvab kiiresti. On üsna tõenäoline, et teler lülitub üle mobiilsidevõrkudele.