Tutto sulla rete 5G: differenze e sua applicazione

Le tecnologie di comunicazione mobile cambiano ogni 10 anni. Ognuno di loro migliora significativamente la velocità di trasferimento delle informazioni. Ecco come appaiono nuovi servizi e nuovi tipi di contenuti. Gli utenti ottengono nuovo divertimento e un nuovo standard di vita.

La quinta generazione della comunicazione cellulare (5G) promette di essere più rivoluzionaria che mai. Gli esperti sostengono che è grazie al 5G che l'Internet delle cose, i veicoli senza pilota e la realtà virtuale verranno trasferiti dalle pagine dei media tecnici alla vita quotidiana umana. In questo articolo vi racconteremo tutto sulla rete 5G.

Cos'è il 5G?

Sebbene il 4G non sia ancora globale, le aziende stanno già testando il 5G.

Internet 5G viene creato tenendo conto delle tendenze innovative della tecnologia. Si concentra sulla connessione di una varietà di dispositivi "intelligenti" domestici, la maggior parte dei quali funzionerà secondo la regola "sempre online". La comunicazione 4G, da parte sua, viene utilizzata principalmente nel ruolo di Internet cellulare.

Il 5G (Fifth Generation) è una nuova generazione della rete cellulare operante sulla base di formati di telecomunicazione secondo gli attuali formati 4G.

I formati per le comunicazioni 5G sono ancora in fase di progettazione. Si presume che in realtà la comunicazione di prossima generazione inizierà a funzionare nel 2025.

Dove verrà utilizzato?

Il 5G sarà utilizzato dove c'è richiesta di Internet ad alta velocità, nelle megalopoli. Gli standard di prima generazione verranno applicati per una copertura completa.

Revisione

Gli utenti ordinari al momento non hanno bisogno delle colossali velocità della nuova generazione. Ma appariranno sicuramente dopo l'integrazione della tecnologia, perché, come tutti sanno, le persone si abituano rapidamente al bene.

"Web" di sincronizzazione

Con costi di connessione inferiori, più dispositivi ottengono l'accesso al Wi-Fi. Il sistema di interconnessione di telefoni, macchine da caffè e lavatrici, cuffie, lampade e altro in un "web" completo è chiamato Internet delle cose.Si presume che entro il 2025 ci saranno più di 26 miliardi di tali dispositivi sul pianeta. E il numero di connessioni, rispettivamente, sarà ancora più alto.

La capacità dei gadget di "sentire" attraverso sensori ed eseguire compiti da remoto troverà impiego nella pianificazione locale, nelle tecnologie per la casa intelligente, nei concetti per il monitoraggio della fornitura di elettricità e riscaldamento, nella sicurezza, negli autobus, nei taxi e nella vendita al dettaglio.

L'Internet delle cose ha bisogno di una velocità di connessione ridotta, ma per molti dispositivi. Sono già state create reti dedicate che utilizzano piccole bande e i produttori di 5G sono disposti a partecipare a questo processo.

Di conseguenza, gli standard delle telecomunicazioni dovranno supportare non solo gli utenti mobili, ma anche gli articoli per la casa "intelligenti". Il controllo di un traffico così eterogeneo dovrebbe aiutare il nuovo formato.

Ritardo

È chiaro che il 5G avrà il supporto per la tecnologia TC automatica e il software VR. In questa situazione, le informazioni dovrebbero arrivare nella modalità ora effettiva. L'intervallo di trasmissione-ricezione 4G è superiore a 10 ms, che è un tempo molto lungo.

Il seguente formato è in grado di cambiare completamente l'architettura di comunicazione con il trasferimento di storage di informazioni dai centri di elaborazione dati ai nodi finali, fino a dispositivi "intelligenti".

Ad esempio, un'auto in movimento necessita di informazioni sulla posizione di un veicolo nelle vicinanze. Gli standard attuali non possono più far fronte al flusso di tali informazioni per 3 auto. Enormi ritardi nella trasmissione delle informazioni richiedono una distribuzione locale delle informazioni.

Si prevede che la velocità di risposta del 5G diventi il ​​limite.Il ritardo di trasmissione non sarà superiore a 1 ms, anche a una velocità finale di 500 km/h. Questo ritardo sarà la principale forza trainante per la formazione di tecnologie innovative, compresa la guida nelle aree metropolitane e le operazioni a distanza.

Funzionalità 5G

Non molto tempo fa era possibile ottimizzare la maggior parte delle caratteristiche, ma la scelta di tecnologie che ne garantiscano l'utilizzo nella pratica va oltre. Tra loro:

1. Le frequenze ultra alte, che prima non erano realistiche, garantiscono velocità molto più elevate.
2. Lo sviluppo di concetti che inviano informazioni in piccoli frammenti ritarderà l'attività dei dispositivi Internet of Things per un periodo prolungato.
3. Riduzione della latenza per le attività che richiedono una risposta immediata.

Differenze rispetto agli standard precedenti

Un formato mobile innovativo non arriverà prima del 2025, ma le classificazioni adeguate si stanno creando a pieno ritmo, quindi è chiaro che il 5G sarà molto diverso da quello di una volta.

Aumento di velocità

Il più comprensibile è un aumento della velocità (almeno più volte), una diminuzione della latenza, un aumento significativo del volume di comunicazione, necessario per soddisfare la domanda in costante aumento del World Wide Web. La tendenza è che dopo un po' tutto sarà connesso alla rete: dai vari scanner ai veicoli.

Consumatore chiave - abbonato

Nelle reti esistenti, l'utente deve adattarsi: il segnale è troppo cattivo - per muoversi. Il 5G utilizzerà antenne intelligenti che trasformano il grafico di orientamento a seconda delle esigenze degli utenti in determinate condizioni.Ad esempio, se un utente viene servito in una cella in questo momento, le informazioni per lui passeranno attraverso un canale stretto, il che aumenterà il rapporto rumore-segnale e migliorerà la velocità di propagazione delle informazioni.

Transizione alle onde mm

La sorgente dello spettro è limitata ed è estremamente difficile trovare le frequenze desiderate negli intervalli familiari alla rete cellulare. È chiaro che un aumento significativo della velocità di propagazione dell'informazione richiede spettri di frequenza significativamente più grandi. Una soluzione ragionevole in questo caso è il passaggio alla sfera delle decine di GHz.

La maggior parte degli utenti comprende che con l'aumento della frequenza operativa, la distanza di rete diminuisce rapidamente, in altre parole, la dimensione della cella. A questo proposito, vale la pena trarre una conclusione basata su questo punto: le comunicazioni di nuova generazione saranno utilizzate laddove sia necessario un trasferimento di informazioni ad alta velocità. A proposito, la copertura completa non è ancora considerata.

Tecnologia MIMO

Il suo significato è quello di utilizzare diverse antenne sul lato fornendo e ricevendo. Questa tecnologia ha avuto origine nelle definizioni relative al 3G. Nella maggior parte delle reti LTE, MIMO opera in modalità 2x2. In poche parole, due antenne per dare, due per ricevere. In modalità 2x2, le informazioni passano contemporaneamente attraverso due canali liberi, il che rende possibile quasi il doppio della velocità di propagazione.

Ora ci sono telefoni che supportano la modalità 4x4. Purtroppo, a causa delle piccole dimensioni dei telefoni, non è realistico aumentare il numero di antenne all'infinito. Un'altra difficoltà è la necessità di trasmettere annunci ufficiali da ciascuna antenna, che riduce l'efficacia della tecnologia.

Tecnologia da dispositivo a dispositivo

Le situazioni in cui gli utenti parlano a una distanza di decine di metri l'uno dall'altro sono diventate più frequenti. A causa dell'uso di questa tecnologia, solo il traffico del segnale passerà attraverso le comunicazioni dell'operatore, il che consente di valutare queste chiamate e le informazioni stesse verranno trasmesse direttamente tramite i dispositivi. Questa è l'essenza della tecnologia.

raggiungere un accordo

Se la situazione con la designazione della gamma di possibili tecnologie è migliorata nel 2015, le tecnologie stesse vengono ancora create. È necessario identificare quali tecnologie di nuova generazione sono necessarie immediatamente e quali introdurre a distanza di tempo.

Nonostante la mancanza di formati e di risolutezza nell'importanza della tecnologia, le aziende manifatturiere stanno cercando di guidare la formazione e l'implementazione di tecnologie di prossima generazione per ottenere successivamente un posto favorevole.

Nokia ha annunciato che avrebbe acquistato Alcatel-Lucent nel 2015 e la società di telecomunicazioni statunitense Verizon Wireless ha annunciato che il primo 5G americano sarebbe stato nel 2016.

Ostacoli tecnici

Istituto di telecomunicazioni. Fraunhofer in Germania ha condotto esperimenti con frequenze comprese tra 40 e 100 GHz, Samsung utilizza 28 GHz nella sua ricerca e Nokia utilizza più di 70 GHz.

Il funzionamento dei dispositivi nello spettro della lunghezza d'onda di mm ha la proprietà di una trasmissione del segnale eccessivamente debole, la cui intensità diminuisce significativamente con la distanza dalla stazione base. Inoltre, l'interferenza del segnale è causata dal corpo umano.

Cosa dice Ericsson?

Dal punto di vista di Ericsson Corporation, le prospettive sono le seguenti.

I veicoli senza pilota si scambieranno dati tra loro.In caso di incidente, l'auto più vicina al luogo dell'incidente comunicherà a tutti i veicoli che la seguono l'accaduto. Questo darà loro l'opportunità di rallentare in modo tempestivo o, in una situazione di congestione, progettare un modello di movimento diverso.

Gli scanner del veicolo calcoleranno correttamente il tempo e invieranno le informazioni tramite 5G in modo che il veicolo progetterà lo schema di guida corretto.

Nel campo dei trasporti sociali, il 5G consentirà di monitorare il numero di persone in attesa alle fermate degli autobus. Il conducente del veicolo supererà una fermata deserta e l'operatore invierà un veicolo ausiliario nei punti di congestione.

Nell'era del 5G, tutti gli elettrodomestici saranno interconnessi. Se prima, spostandosi da una stanza all'altra, una persona doveva indossare un dispositivo portatile per continuare, ad esempio, ad ascoltare una radio interessante, ora gli altoparlanti collegati in stanze diverse si contatteranno e la riproduzione continuerà da il luogo fermato. Inoltre, l'utente può monitorare il consumo energetico di ciascun dispositivo o scoprire quanta energia elettrica viene generata dai pannelli solari.

Cosa offre Qualcomm?

Il marchio Qualcomm ha offerto la tecnologia 4.5G LTE Advanced, la cui integrazione è prevista per il prossimo futuro. Per questo motivo, l'azienda sarà in grado di coprire sia la più ampia gamma di frequenze richiesta per il formato 5G che le reti LTE precedentemente localizzate, riducendo la latenza e aumentando il throughput.

Specificità:

• Eccellente larghezza di banda grazie alla combinazione delle gamme di frequenza;
• Supportare 23 operatori in modo sincrono e aumentare il throughput attraverso l'aggregazione di frequenze e la trasmissione del traffico di rete tra gli operatori;
• 10 volte la riduzione della latenza rispetto a LTE Advanced, utilizzando torri e frequenze esistenti entro 1-70 µs;
• Applicazione dei fondi della linea entrante per i fabbisogni della linea uscente;
• Aumentare il numero di antenne nelle stazioni base per migliorare la copertura e la potenza del segnale;
• Aumentare il risparmio energetico dei dispositivi IoT restringendo lo spettro a 1,4 MHz e 180 kHz (circa 10 anni con una batteria);
• 1 Gigabit al secondo per il trasferimento dati tra veicoli, utenti e dispositivi IoT;
• Analisi dell'ambiente senza attivare la rete wireless o navigare sul gadget dell'utente.

Utilizzo del 5G oggi

Il 5G è progettato per funzionare in più bande di frequenza. LF da 600 a 700 MHz è accettabile per la provincia o per l'Internet delle cose, poiché le stazioni base hanno una vasta gamma. Ma la velocità di diffusione delle informazioni e di un volume unico di comunicazione è a un livello basso.

Lo spettro fino a 6 GHz corregge questo meno, tuttavia, BS a media frequenza dovrebbe essere installato molto più spesso, il che dimostra la situazione nelle grandi città. RF fino a 73 GHz garantisce velocità massime fino a 20 Gbps. per ricevere e fino a 10 Gigabit/sec. per la distribuzione. La difficoltà principale è la qualità del segnale solo nella linea di vista della BS, lo spettro viene utilizzato per coprire aree locali critiche.

Come già accennato, le caratteristiche specifiche del 5G sono l'elevata larghezza di banda e i bassi ritardi durante la distribuzione dei dati.Il risultato è ottenuto attraverso l'uso dell'innovativa tecnologia di multiplexing del segnale NOMA, che consente di servire in modo sincrono più abbonati in un unico canale. I formati di prima generazione utilizzano il frazionamento temporale, con gli utenti che si scambiano a turno i dati con la stazione base.

Intel

Prima di tutto, è necessario evidenziare i vantaggi di Intel Corporation. Alle ultime Olimpiadi invernali di Pyeongchang, l'azienda ha installato il 5G. Le telecamere UHD ad esso collegate hanno permesso di trasmettere online gli eventi sportivi con l'effetto della presenza.

I punti di accesso alla rete wireless utilizzavano anche le funzioni 5G e servivano molti abbonati. La parte del leone dell'attrezzatura è stata installata all'esterno: un grande esperimento di durata per i gadget.

La società ha anche annunciato una partnership con NNT DoCoMo per l'installazione del 5G alle Olimpiadi del 2025 in Cina. Uno degli obiettivi della partnership è dimostrare e utilizzare le nuove capacità della città "intelligente".

Al MWC di quest'anno, la società ha presentato un laptop concept che supporta il 5G basato sul modem proprietario XMM 8060. Ora il chip di grandi dimensioni è installato separatamente dal chip. Per aumentare l'efficienza, l'azienda sta lavorando per integrare il modulo modem in un unico sistema.

In ogni caso, l'importante è che l'azienda stia lavorando a uno standard innovativo che trasformerà il laptop in un dispositivo ancora più versatile. Con il nuovo gadget, l'utente non dovrà preoccuparsi di reti wireless pubbliche non protette. Non è nemmeno necessario attivare l'hotspot Wi-Fi sul telefono. La pubblicità dei primi nuovi prodotti è prevista per il prossimo anno, i partner di Intel sono Microsoft, Dell, HP e Lenovo.

Inoltre, è stato stabilito che Intel ha collaborato con il creatore di elettronica mobile, il marchio Spreadtrum. L'obiettivo della collaborazione è progettare una serie di processori mobili con un modem 5G integrato della serie XMM 8000 di Intel entro la seconda metà del prossimo anno.

Qualcomm

L'azienda ha annunciato per la prima volta il modem X50 nel 2016. È stato ora stabilito che l'SDX50 farà parte di un chip proprietario Snapdragon 855 da 7 nm che sarà rilasciato all'inizio del prossimo anno. Impossibile non dire che la versione targata Qualcomm sia abbastanza pratica per l'installazione su telefoni e tablet PC.

Huawei

Il marchio Huawei è un altro giocatore alla pari nella corsa al 5G. Al MWC di quest'anno, l'azienda ha mostrato il suo modem Balong 5G01, che garantisce velocità entro 2,3 Gigabit/sec. Purtroppo, ora le dimensioni del microcircuito non consentono di utilizzarlo su telefoni e tablet PC. Ma, vista l'agilità del brand, l'arrivo del chip Kirin, che supporta il 5G, dovrebbe essere previsto molto presto.

Reti Nokia

L'azienda è il secondo più grande fornitore di apparecchiature per telecomunicazioni dopo il marchio Huawei. L'azienda dispone di apparecchiature che operano nello spettro di LF, MF e HF. All'inizio di quest'anno, Nokia ha introdotto processori 5G con funzionalità complete per le stazioni base Reef Shark. Il throughput di un blocco è entro 84 Gigabit/sec. L'installazione di apparecchiature per la vendita al dettaglio basate sull'innovativo processore era prevista per la fine di quest'anno.

Chi è impegnato nel 5G nella Federazione Russa

Gli operatori di telecomunicazioni nazionali non restano indietro rispetto alla tendenza generale. Stanno collaborando con i principali fornitori globali di apparecchiature di rete, tra cui Ericsson, Huawei e Nokia, che stanno sviluppando dispositivi 5G.

Megafono

Questo operatore è stato il primo a mostrare interesse per la tecnologia innovativa. Nel 2014, ha concordato con il marchio Huawei di formare piloti 5G. Sono stati lanciati quest'anno durante la Coppa del Mondo 2018.

Quest'estate, Megafon ha lanciato il primo 5G nella Federazione Russa - per i membri dell'economia riuniti a San Pietroburgo. La velocità di diffusione delle informazioni è stata pari a 1,24 Gigabit/sec. Megafon ha utilizzato apparecchiature del marchio Huawei e un chip di Qualcomm.

Non molto tempo fa, Megafon ha concordato con Nokia lo sviluppo del 5G. In autunno, alla riunione d'affari di Nizhny Novgorod, hanno mostrato la principale velocità di trasferimento dei dati: 5 Gigabit / sec. Ai membri del vertice è stata mostrata una trasmissione video UHD a 360 gradi su un display da occhiali VR.

MTS

Si è unito alla gara nel 2017. Come la precedente, questa azienda ha attribuito i lanci del 5G ai Mondiali del 2018. L'implementazione commerciale, secondo il programma dell'azienda, inizia nel 2019-2020.

Nell'inverno del 2015, MTS ha firmato un accordo per lo sviluppo collettivo del 5G con Ericsson, in primavera - con Nokia, in autunno - con Samsung. MTS ha condotto esperimenti in autunno utilizzando apparecchiature Nokia. La velocità di diffusione delle informazioni è stata di 4,5 Gigabit/sec.

Tele2

In autunno abbiamo firmato un accordo con Nokia Corporation per la formazione del 5G e la progettazione di servizi nel campo dell'Internet delle cose.

Beeline

Attualmente in dialogo con i fornitori sulle prove 5G. A. Aibasheva, rappresentante autorizzato dell'azienda, ne ha parlato a Rusbaz. Ma prima, l'azienda prevede di adattare la propria infrastruttura e lavorare con 4.5G. In futuro, questa formazione consentirà loro di integrare istantaneamente il 5G.

Quando apparirà il 5G?

Le implementazioni commerciali del 5G sono previste per il prossimo anno. Tutti loro sono limitati a eventi sportivi di massa.Ad esempio, l'operatore mobile sudcoreano KT Corporation ha lanciato il 5G alle Olimpiadi di Pchenhan di quest'anno. MTS e Megafon nazionali prevedono di installare il 5G alle Olimpiadi estive del 2025 in Cina.

La maggior parte degli esperti è fiduciosa che l'integrazione 5G su larga scala inizierà dopo il 2025. Il marchio Ericsson ha recentemente affermato che 550 milioni di dispositivi si collegheranno a queste reti nel 2025. E ora le aziende stanno solo sperimentando con le attrezzature.

In questo momento, il 5G è più probabilmente un'idea che una tecnologia, poiché non esiste ancora un formato comune. Affinché l'uso di massa di questa comunicazione abbia inizio, è necessario creare condizioni tecnologiche, selezionare frequenze e passare a apparecchiature innovative.

5G in Russia

Gli interlocutori di Rusbase concordano all'unanimità sul fatto che la Federazione Russa è ancora lontana dall'introduzione diffusa del 5G. Gli operatori russi non hanno ancora recuperato i propri investimenti nella realizzazione di reti LTE. Al momento, la copertura LTE è entro il 30% e quindi, nel prossimo futuro, le organizzazioni di telecomunicazioni valuteranno un aumento di questo valore. E il 5G per loro è solo una riserva per il futuro.

S. Skvortsova, responsabile dello sviluppo strategico di Tele2, ritiene che il 5G sarà lanciato nell'uso commerciale entro il 2025. Secondo la sua dichiarazione, esiste un'opzione preliminare sulla strada per la tecnologia 5G - LTE Advanced (LTE-A). Supporta velocità fino a 100 Mbit/s per abbonati con mobilità elevata e 1 Gigabit/s per utenti fissi.

Nel maggio dello scorso anno, i media hanno annunciato i piani del Ministero delle Comunicazioni per lanciare il 5G nelle megalopoli della Federazione Russa entro il 2025. Di conseguenza, nel 2025 il nuovo format sarà integrato in 8 megalopoli della Federazione Russa e nel 2025 già in 16 città con una popolazione di oltre 1 milione di persone.

Conclusione

In conclusione, vale la pena notare che nel prossimo futuro sono previsti cambiamenti su larga scala nelle comunicazioni cellulari. Il numero di dispositivi connessi alla rete in modalità "sempre online" aumenterà rapidamente. È molto probabile che la TV passerà alle reti cellulari.