Wszystko o sieci 5G – różnice i jej zastosowanie

Technologie komunikacji mobilnej zmieniają się co 10 lat. Każdy z nich znacznie poprawia szybkość przesyłania informacji. Tak pojawiają się nowe usługi i nowe rodzaje treści. Użytkownicy zyskują nową zabawę i nowy standard życia.

Piąta generacja komunikacji komórkowej (5G) zapowiada się bardziej przełomowo niż kiedykolwiek. Eksperci przekonują, że to właśnie dzięki 5G Internet rzeczy, bezzałogowe pojazdy i VR zostaną przeniesione ze stron mediów technicznych do życia codziennego człowieka. W tym artykule opowiemy Ci wszystko o sieci 5G.

Co to jest 5G?

Chociaż 4G nie jest jeszcze globalne, firmy już testują 5G.

Internet 5G powstaje z uwzględnieniem innowacyjnych trendów technologicznych. Koncentruje się na łączeniu różnych domowych „inteligentnych” urządzeń, z których większość będzie działać zgodnie z zasadą „zawsze online”. Z kolei komunikacja 4G jest wykorzystywana głównie w roli Internetu komórkowego.

5G (Fifth Generation) to nowa generacja sieci komórkowej działającej w oparciu o formaty telekomunikacyjne zgodne z obecnymi formatami 4G.

Formaty komunikacji 5G są wciąż w fazie projektowania. Zakłada się, że w rzeczywistości komunikacja nowej generacji zacznie działać w 2025 roku.

Gdzie będzie używany?

5G będzie wykorzystywane tam, gdzie istnieje zapotrzebowanie na szybki Internet, w megamiastach. W celu pełnego pokrycia zostaną zastosowane standardy wczesnej generacji.

Recenzja

Zwykli użytkownicy w tej chwili nie potrzebują kolosalnych prędkości nowej generacji. Ale na pewno pojawią się po integracji technologii, bo jak wiadomo, ludzie szybko przyzwyczajają się do dobra.

„Sieć” synchronizacji

Przy niższych kosztach połączenia więcej urządzeń uzyskuje dostęp do Wi-Fi. System łączenia telefonów, kawy i pralek, zestawów słuchawkowych, lamp i innych rzeczy w kompletną „sieć” nazywa się Internetem rzeczy.Zakłada się, że do 2025 roku na świecie będzie ponad 26 miliardów takich urządzeń. A liczba połączeń, odpowiednio, będzie jeszcze wyższa.

Zdolność gadżetów do „wyczuwania” za pomocą czujników i zdalnego wykonywania zadań znajdzie zastosowanie w planowaniu lokalnym, technologiach inteligentnych domów, koncepcjach monitorowania dostaw energii elektrycznej i ogrzewania, bezpieczeństwie, autobusach, taksówkach i handlu detalicznym.

Internet Rzeczy wymaga niewielkiej szybkości połączenia, ale dla wielu urządzeń. Powstały już dedykowane sieci wykorzystujące małe pasma, a producenci 5G są chętni do udziału w tym procesie.

W konsekwencji standardy telekomunikacyjne będą musiały wspierać nie tylko użytkowników mobilnych, ale także „inteligentne” artykuły gospodarstwa domowego. Kontrolowanie takiego heterogenicznego ruchu powinno pomóc nowemu formatowi.

Opóźnienie

Oczywiste jest, że 5G będzie miało wsparcie dla automatycznej technologii TC i oprogramowania VR. W takiej sytuacji informacje powinny nadejść w trybie czasu rzeczywistego. Interwał nadawania/odbierania 4G wynosi ponad 10 ms, co jest bardzo długim czasem.

Poniższy format jest w stanie całkowicie zmienić architekturę komunikacji z przeniesieniem przechowywania informacji z centrów przetwarzania danych do węzłów końcowych, aż po „inteligentne” urządzenia.

Na przykład jadący samochód potrzebuje informacji o położeniu pobliskiego pojazdu. Obecne normy nie radzą sobie już z przepływem takich informacji dla 3 samochodów. Ogromne opóźnienia w przekazywaniu informacji wymagają lokalnej dystrybucji informacji.

Planuje się, że prędkość reakcji 5G stanie się limitem.Opóźnienie transmisji nie będzie większe niż 1 ms, nawet przy końcowej prędkości 500 km/h. Opóźnienie to będzie główną siłą napędową tworzenia innowacyjnych technologii, w tym jazdy w obszarach metropolitalnych i operacji zdalnych.

Funkcje 5G

Jeszcze nie tak dawno udało się zoptymalizować większość cech, ale wybór technologii gwarantujących ich zastosowanie w praktyce idzie dalej. Pomiędzy nimi:

1. Ultrawysokie częstotliwości, które wcześniej były nierealne, gwarantują znacznie wyższe prędkości.
2. Rozwój koncepcji, które przesyłają informacje w małych kawałkach, opóźni działanie urządzeń Internetu Rzeczy na dłuższy czas.
3. Zmniejszenie opóźnień dla zadań wymagających natychmiastowej odpowiedzi.

Różnice w stosunku do poprzednich standardów

Innowacyjny format mobilny pojawi się dopiero w 2025 roku, ale odpowiednie klasyfikacje są tworzone z pełną prędkością, więc jasne jest, że 5G będzie się bardzo różnić od tego, czym było kiedyś.

Zwiększenie prędkości

Najbardziej zrozumiałe jest zwiększenie szybkości (co najmniej kilkukrotnie), zmniejszenie opóźnień, znaczny wzrost natężenia komunikacji, co jest wymagane do zaspokojenia stale rosnącego zapotrzebowania na sieć WWW. Trend jest taki, że po pewnym czasie wszystko będzie podłączone do sieci: od różnych skanerów po pojazdy.

Kluczowy konsument - subskrybent

W istniejących sieciach użytkownik musi się dostosować: sygnał jest zbyt zły - do poruszania się. 5G użyje inteligentnych anten, które przekształcają wykres orientacji w zależności od potrzeb użytkowników w określonych warunkach.Na przykład, jeśli użytkownik jest teraz obsługiwany w komórce, informacja dla niego będzie przechodzić przez wąski kanał, co zwiększy stosunek szumu do sygnału i poprawi szybkość propagacji informacji.

Przejście do fal milimetrowych

Źródło widma jest ograniczone i niezwykle trudno jest znaleźć pożądane częstotliwości w zakresach znanych sieci komórkowej. Oczywiste jest, że znaczny wzrost szybkości propagacji informacji wymaga znacznie większych widm częstotliwości. Rozsądnym rozwiązaniem w tym przypadku jest przejście w sferę kilkudziesięciu GHz.

Większość użytkowników rozumie, że wraz ze wzrostem częstotliwości operacyjnej odległość sieci gwałtownie maleje, innymi słowy rozmiar komórki. W związku z tym warto wyciągnąć wniosek oparty na tym punkcie: komunikacja nowej generacji będzie wykorzystywana tam, gdzie istnieje potrzeba szybkiego przesyłania informacji. Nawiasem mówiąc, pełne pokrycie nie jest jeszcze brane pod uwagę.

Technologia MIMO

Jego znaczenie polega na zastosowaniu kilku anten po stronie nadawczej i odbiorczej. Technologia ta wywodzi się z definicji odnoszących się do 3G. W większości sieci LTE MIMO działa w trybie 2x2. Mówiąc najprościej, dwie anteny do dawania, dwie do odbioru. W trybie 2x2 informacja przechodzi jednocześnie przez dwa wolne kanały, co pozwala na niemal podwojenie szybkości propagacji.

Teraz są telefony obsługujące tryb 4x4. Niestety, ze względu na niewielkie rozmiary telefonów, nierealne jest zwiększanie liczby anten do nieskończoności. Kolejną trudnością jest konieczność nadawania oficjalnych komunikatów z każdej anteny, co zmniejsza skuteczność technologii.

Technologia urządzenie-urządzenie

Coraz częściej zdarzają się sytuacje, gdy użytkownicy rozmawiają w odległości kilkudziesięciu metrów od siebie. Dzięki zastosowaniu tej technologii przez komunikację operatora będzie przechodził tylko ruch sygnałowy, co pozwala na ocenę tych połączeń, a same informacje będą przesyłane bezpośrednio przez urządzenia. To jest istota technologii.

osiągnąć porozumienie

Jeśli sytuacja z określeniem zakresu możliwych technologii poprawiła się w 2015 roku, to same technologie wciąż są tworzone. Konieczne jest określenie, które technologie nowej generacji są potrzebne od razu, a które po pewnym czasie.

Pomimo braku formatów i zdecydowania w znaczeniu technologii, korporacje produkcyjne starają się przewodzić w tworzeniu i wdrażaniu technologii nowej generacji, aby następnie uzyskać dogodne miejsce.

Nokia ogłosiła, że ​​kupuje Alcatela-Lucenta w 2015 roku, a amerykańska firma telekomunikacyjna Verizon Wireless ogłosiła, że ​​pierwsze 5G w Ameryce pojawi się w 2016 roku.

Przeszkody techniczne

Instytut Telekomunikacji. Fraunhofer w Niemczech prowadził eksperymenty z częstotliwościami od 40 do 100 GHz, Samsung w swoich badaniach wykorzystuje 28 GHz, a Nokia ponad 70 GHz.

Funkcjonowanie urządzeń w zakresie długości fal mm ma taką właściwość jak nadmiernie słaba transmisja sygnału, której siła znacznie spada wraz z odległością od stacji bazowej. Ponadto zakłócenia sygnału są powodowane przez ludzkie ciało.

Co mówi Ericsson?

Z punktu widzenia Ericsson Corporation perspektywy są następujące.

Pojazdy bezzałogowe będą wymieniać między sobą dane.W razie wypadku samochód znajdujący się najbliżej miejsca wypadku poinformuje wszystkie jadące za nim pojazdy o tym, co się stało. To da im możliwość szybkiego zwolnienia tempa lub, w sytuacji przeciążenia, zaprojektowania innego wzorca ruchu.

Skanery pojazdu poprawnie obliczą pogodę i wyślą informacje przez 5G, aby pojazd zaprojektował odpowiedni wzór jazdy.

W obszarze transportu społecznego 5G umożliwi monitorowanie liczby osób oczekujących na przystankach autobusowych. Kierowca pojazdu minie opuszczony przystanek, a operator wyśle ​​pojazd pomocniczy do swoich punktów zatoru.

W erze 5G wszystkie urządzenia gospodarstwa domowego będą ze sobą połączone. Jeśli wcześniej, przenosząc się z jednego pokoju do drugiego, osoba musiała nosić przenośne urządzenie, aby kontynuować np. słuchanie ciekawego radia, to teraz głośniki podłączone w różnych pokojach będą się ze sobą kontaktować i odtwarzanie będzie kontynuowane od zatrzymane miejsce. Ponadto użytkownik może śledzić pobór mocy każdego urządzenia lub dowiedzieć się, ile energii elektrycznej generują panele słoneczne.

Co oferuje Qualcomm?

Marka Qualcomm zaoferowała technologię 4.5G LTE Advanced, której integracja planowana jest w najbliższej przyszłości. Dzięki temu firma będzie w stanie pokryć zarówno szerszy zakres częstotliwości wymagany dla formatu 5G, jak i zlokalizowane wcześniej sieci LTE, co zmniejszy opóźnienia i zwiększy przepustowość.

Specyficzność:

• Doskonała przepustowość dzięki połączeniu zakresów częstotliwości;
• synchroniczna obsługa 23 operatorów i zwiększenie przepustowości poprzez agregację częstotliwości i transmisję ruchu sieciowego pomiędzy operatorami;
• 10-krotne zmniejszenie opóźnień w porównaniu z LTE Advanced, przy wykorzystaniu istniejących wież i częstotliwości w zakresie 1-70 µs;
• Wykorzystanie środków linii przychodzącej na potrzeby linii wychodzącej;
• Zwiększenie liczby anten na stacjach bazowych w celu poprawy zasięgu i siły sygnału;
• Zwiększenie oszczędności energii urządzeń IoT poprzez zawężenie widma do 1,4 MHz i 180 kHz (około 10 lat na jednej baterii);
• 1 Gigabit na sekundę do przesyłania danych między pojazdami, użytkownikami i urządzeniami IoT;
• Analiza otoczenia bez aktywacji sieci bezprzewodowej czy nawigowania po gadżecie użytkownika.

Wykorzystanie 5G dzisiaj

5G jest zaprojektowany do pracy w wielu pasmach częstotliwości. LF od 600 do 700 MHz jest akceptowalny dla prowincji lub Internetu rzeczy, ponieważ stacje bazowe mają duży zasięg. Jednak szybkość rozpowszechniania informacji i pojedynczy wolumen komunikacji są na niskim poziomie.

Widmo do 6 GHz koryguje ten minus, jednak BS średnich częstotliwości powinien być instalowany znacznie częściej, co świadczy o sytuacji w dużych miastach. RF do 73 GHz gwarantuje maksymalną prędkość do 20 Gb/s. do odbioru i do 10 Gigabitów / sek. do dystrybucji. Główną trudnością jest jakość sygnału tylko w linii wzroku stacji bazowej, widmo jest wykorzystywane do pokrycia krytycznych obszarów lokalnych.

Jak już wspomniano, szczególnymi cechami 5G są wysoka przepustowość i małe opóźnienia podczas dystrybucji danych.Efekt został osiągnięty dzięki zastosowaniu innowacyjnej technologii multipleksacji sygnału NOMA, która pozwala na synchroniczną obsługę kilku abonentów w jednym kanale. Formaty wczesnej generacji wykorzystują frakcjonowanie czasowe, a użytkownicy na zmianę wymieniają dane ze stacją bazową.

Intel

Przede wszystkim należy podkreślić zalety Intel Corporation. Na ostatnich Zimowych Igrzyskach Olimpijskich w Pjongczangu firma zainstalowała 5G. Podłączone do niego kamery UHD umożliwiły transmisję wydarzeń sportowych online z efektem obecności.

Punkty dostępowe sieci bezprzewodowej również wykorzystywały funkcje 5G i obsługiwały wielu abonentów. Lwia część sprzętu została zamontowana na zewnątrz – świetny eksperyment wytrzymałościowy na gadżety.

Koncern ogłosił również partnerstwo z NNT DoCoMo w celu zainstalowania 5G na igrzyskach olimpijskich w 2025 r. w Chinach. Jednym z celów partnerstwa jest pokazanie i wykorzystanie nowych możliwości „inteligentnego” miasta.

Na tegorocznych targach MWC koncern zaprezentował koncepcyjny laptop obsługujący 5G w oparciu o autorski modem XMM 8060. Teraz duży układ jest instalowany oddzielnie od układu. Aby zwiększyć wydajność, firma pracuje nad integracją modułu modemowego w jeden system.

W każdym razie ważne jest to, że korporacja pracuje nad innowacyjnym standardem, który przekształci laptopa w jeszcze bardziej wszechstronne urządzenie. Dzięki nowemu gadżetowi użytkownik nie będzie musiał martwić się o niezabezpieczone publiczne sieci bezprzewodowe. Nie musisz też włączać hotspotu Wi-Fi w telefonie. Reklama pierwszych nowości planowana jest na przyszły rok, partnerami Intela są Microsoft, Dell, HP i Lenovo.

Ponadto ustalono, że Intel nawiązał współpracę z twórcą elektroniki mobilnej, marką Spreadtrum. Celem współpracy jest zaprojektowanie do drugiej połowy przyszłego roku serii procesorów mobilnych ze zintegrowanym modemem 5G z serii Intel XMM 8000.

Qualcomm

Firma po raz pierwszy ogłosiła modem X50 w 2016 roku. Ustalono, że SDX50 będzie częścią zastrzeżonego układu Snapdragon 855 7 nm, który zostanie wydany na początku przyszłego roku. Nie można nie powiedzieć, że wersja marki Qualcomm jest dość praktyczna do instalacji na telefonach i tabletach.

Huawei

Marka Huawei to kolejny równorzędny gracz w wyścigu o 5G. Na tegorocznych targach MWC firma pokazała swój modem Balong 5G01, który gwarantuje prędkości w granicach 2,3 Gigabit/s. Niestety, teraz wymiary mikroukładu nie pozwalają na jego użycie w telefonach i tabletach. Ale biorąc pod uwagę zwinność marki, wkrótce należy się spodziewać pojawienia się układu Kirin, który obsługuje 5G.

Sieci Nokia

Firma jest drugim po marce Huawei największym dostawcą sprzętu telekomunikacyjnego. Firma dysponuje sprzętem pracującym w zakresie LF, MF i HF. Na początku tego roku Nokia wprowadziła w pełni funkcjonalne procesory 5G dla stacji bazowych Reef Shark. Przepustowość jednego bloku mieści się w granicach 84 gigabitów/sek. Na koniec tego roku zaplanowano instalację sprzętu detalicznego opartego na innowacyjnym procesorze.

Kto zajmuje się 5G w Federacji Rosyjskiej?

Krajowi operatorzy telekomunikacyjni nie pozostają w tyle za ogólnym trendem. Współpracują z wiodącymi światowymi dostawcami sprzętu sieciowego, w tym Ericsson, Huawei i Nokia, którzy opracowują urządzenia 5G.

Megafon

Operator ten jako pierwszy wykazał zainteresowanie innowacyjną technologią. W 2014 roku uzgodnił z marką Huawei utworzenie pilotów 5G. Zostały uruchomione w tym roku podczas Mistrzostw Świata 2018.

Tego lata Megafon uruchomił pierwsze 5G w Federacji Rosyjskiej - dla uczestników spotkania gospodarczego w Petersburgu. Szybkość rozpowszechniania informacji wyniosła 1,24 Gigabit/s. Megafon wykorzystał sprzęt marki Huawei oraz chip firmy Qualcomm.

Nie tak dawno Megafon uzgodnił z Nokią rozwój 5G. Jesienią na spotkaniu biznesowym w Niżnym Nowogrodzie pokazali wiodącą szybkość przesyłania danych - 5 Gigabit / sek. Członkom szczytu pokazano 360-stopniową transmisję wideo UHD na ekranie z okularów VR.

MTS

Do wyścigu dołączył w 2017 roku. Podobnie jak poprzednia, firma ta przypisała premiery 5G Mistrzostwom Świata 2018. Komercyjne wdrożenie, zgodnie z harmonogramem firmy, rozpoczyna się w latach 2019-2020.

Zimą 2015 roku MTS podpisało porozumienie o wspólnym rozwoju 5G z Ericssonem, wiosną - z Nokią, jesienią - z Samsungiem. MTS przeprowadziło eksperymenty jesienią na sprzęcie firmy Nokia. Szybkość rozpowszechniania informacji mieściła się w granicach 4,5 Gb/s.

Tele2

Jesienią podpisaliśmy umowę z Nokia Corporation na utworzenie 5G i zaprojektowanie usług z zakresu Internetu rzeczy.

Linia powietrzna

Obecnie prowadzimy dialog z dostawcami na temat prób 5G. A. Aibasheva, upoważniony przedstawiciel firmy, powiedział o tym Rusbazowi. Ale najpierw firma planuje dostosować własną infrastrukturę i pracować z 4.5G. W przyszłości szkolenie to umożliwi im natychmiastową integrację 5G.

Kiedy pojawi się 5G?

W przyszłym roku planowane są handlowe wdrożenia 5G. Wszystkie ograniczają się do masowych imprez sportowych.Na przykład południowokoreański operator komórkowy KT Corporation uruchomił 5G na tegorocznych Igrzyskach Olimpijskich w Pchenhan. Krajowe MTS i Megafon planują zainstalować 5G na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2025 w Chinach.

Większość ekspertów jest przekonana, że ​​integracja 5G na dużą skalę rozpocznie się po 2025 roku. Marka Ericsson poinformowała niedawno, że w 2025 roku z tymi sieciami połączy się 550 milionów urządzeń. A teraz korporacje po prostu eksperymentują ze sprzętem.

Obecnie 5G jest bardziej prawdopodobnym pomysłem niż technologią, ponieważ nie ma jeszcze wspólnego formatu. Aby rozpocząć masowe wykorzystanie tej komunikacji, konieczne jest stworzenie warunków technologicznych, dobór częstotliwości i przejście na innowacyjny sprzęt.

5G w Rosji

Rozmówcy Rusbase jednogłośnie zgadzają się, że Federacja Rosyjska jest wciąż daleka od powszechnego wprowadzenia 5G. Rosyjscy operatorzy nie odzyskali jeszcze własnych inwestycji w tworzenie sieci LTE. W tej chwili zasięg LTE mieści się w granicach 30%, dlatego w niedalekiej przyszłości organizacje telekomunikacyjne będą się zastanawiać nad wzrostem tej wartości. A 5G to dla nich tylko rezerwa na przyszłość.

S. Skvortsova, dyrektor ds. rozwoju strategicznego w Tele2, uważa, że ​​5G zostanie wprowadzone do użytku komercyjnego do 2025 roku. Według jej oświadczenia istnieje wstępna opcja na drodze do 5G - technologia LTE Advanced (LTE-A). Obsługuje prędkości do 100 Mbit/s dla abonentów o dużej mobilności oraz 1 Gigabit/s dla użytkowników stacjonarnych.

W maju ubiegłego roku media ogłosiły plany Ministerstwa Łączności dotyczące uruchomienia 5G w megamiastach Federacji Rosyjskiej do 2025 roku. W konsekwencji w 2025 roku nowy format zostanie zintegrowany z 8 megamiastami Federacji Rosyjskiej, a w 2025 roku już w 16 miastach liczących ponad 1 mln mieszkańców.

Wniosek

Podsumowując, warto zauważyć, że w najbliższej przyszłości spodziewane są zmiany na dużą skalę w komunikacji komórkowej. Szybko wzrośnie liczba urządzeń podłączonych do sieci w trybie „zawsze online”. Jest całkiem prawdopodobne, że telewizor przełączy się na sieci komórkowe.