Totul despre rețeaua 5G - diferențe și aplicarea acesteia

Tehnologiile de comunicații mobile se schimbă la fiecare 10 ani. Oricare dintre ele îmbunătățește semnificativ viteza de transfer de informații. Așa apar noile servicii și noi tipuri de conținut. Utilizatorii beneficiază de distracție nouă și un nou standard de viață.

A cincea generație de comunicații celulare (5G) promite să fie mai inovatoare ca niciodată. Experții susțin că datorită 5G Internetul lucrurilor, vehiculele fără pilot și VR vor fi transferate de pe paginile media tehnice în viața umană de zi cu zi. În acest articol, vă vom spune totul despre rețeaua 5G.

Ce este 5G?

Deși 4G nu este încă global, companiile testează deja 5G.

Internetul 5G este creat ținând cont de tendințele inovatoare în tehnologie. Se concentrează pe conectarea unei varietăți de dispozitive „inteligente” de uz casnic, dintre care majoritatea vor funcționa conform regulii „întotdeauna online”. Comunicarea 4G, la rândul ei, este folosită în principal în rolul internetului celular.

5G (a cincea generație) este o nouă generație a rețelei celulare care funcționează pe baza formatelor de telecomunicații în conformitate cu formatele actuale 4G.

Formatele pentru comunicațiile 5G sunt încă în faza de proiectare. Se presupune că, în realitate, următoarea generație de comunicații va începe să funcționeze în 2025.

Unde va fi folosit?

5G va fi folosit acolo unde există o cerere pentru internet de mare viteză, în megaorașe. Standardele de generație timpurie vor fi aplicate pentru o acoperire completă.

Revizuire

Utilizatorii obișnuiți în acest moment nu au nevoie de vitezele colosale ale noii generații. Dar cu siguranță vor apărea după integrarea tehnologiei, pentru că, după cum știe toată lumea, oamenii se obișnuiesc repede cu binele.

„Web” de sincronizare

Cu costuri mai mici de conectare, mai multe dispozitive au acces la Wi-Fi. Sistemul de interconectare a telefoanelor, a mașinilor de cafea și de spălat, a căștilor, a lămpilor și a altor lucruri într-un „web” complet se numește Internetul lucrurilor.Se presupune că până în 2025 vor exista peste 26 de miliarde de astfel de dispozitive pe planetă. Iar numărul de conexiuni, respectiv, va fi și mai mare.

Capacitatea gadgeturilor de a „simți” prin senzori și de a efectua sarcini de la distanță va fi folosită în planificarea locală, tehnologiile de casă inteligentă, conceptele de monitorizare a alimentării cu energie electrică și termică, securitate, autobuze, taxiuri și retail.

Internetul lucrurilor are nevoie de o viteză mică de conectare, dar pentru multe dispozitive. Au fost deja stabilite rețele dedicate care utilizează benzi mici, iar producătorii de 5G sunt dispuși să participe la acest proces.

În consecință, standardele de telecomunicații vor trebui să sprijine nu numai utilizatorii de telefonie mobilă, ci și articolele de uz casnic „inteligente”. Controlul unui astfel de trafic eterogen ar trebui să ajute noul format.

Întârziere

Este clar că 5G va avea suport pentru tehnologia automată TC și software-ul VR. În această situație, informațiile ar trebui să vină în modul de timp real. Intervalul de transmisie-recepție 4G este mai mare de 10 ms, ceea ce este un timp foarte lung.

Următorul format este capabil să schimbe complet arhitectura comunicării cu transferul de stocare a informațiilor de la centrele de procesare a datelor la nodurile finale, până la dispozitive „inteligente”.

De exemplu, o mașină în mișcare are nevoie de informații despre locația unui vehicul din apropiere. Standardele actuale nu mai pot face față fluxului de astfel de informații pentru 3 mașini. Întârzierile enorme în transmiterea informațiilor necesită o distribuție locală a informațiilor.

Este planificat ca viteza de răspuns a 5G să devină limită.Întârzierea transmisiei nu va fi mai mare de 1 ms, chiar și la o viteză finală de 500 km/h. Această întârziere va fi principala forță motrice pentru formarea de tehnologii inovatoare, inclusiv conducerea în zone metropolitane și operațiuni la distanță.

Caracteristici 5G

Nu cu mult timp în urmă a fost posibilă optimizarea majorității caracteristicilor, dar alegerea tehnologiilor care garantează utilizarea lor în practică merge mai departe. Printre ei:

1. Frecvențele ultra-înalte, care înainte erau nerealiste, garantează viteze mult mai mari.
2. Dezvoltarea conceptelor care trimit informații în bucăți mici va întârzia activitatea dispozitivelor Internet of Things pentru o perioadă îndelungată.
3. Reducerea latenței pentru sarcinile care necesită răspuns instantaneu.

Diferențele față de standardele anterioare

Un format mobil inovator nu va ajunge până în 2025, dar clasificările adecvate sunt create la viteză maximă, așa că este clar că 5G va fi foarte diferit de ceea ce era înainte.

Creșterea vitezei

Cel mai de înțeles este o creștere a vitezei (cel puțin de câteva ori), o scădere a latenței, o creștere semnificativă a volumului de comunicare, care este necesară pentru a satisface cererea în creștere constantă pentru World Wide Web. Tendința este că după un timp totul va fi conectat la rețea: de la diverse scanere până la vehicule.

Consumator cheie - abonat

În rețelele existente, utilizatorul trebuie să se adapteze: semnalul este prea rău - pentru a se muta. 5G va folosi antene inteligente care transformă graficul de orientare în funcție de nevoile utilizatorilor în anumite condiții.De exemplu, dacă un utilizator este servit într-o celulă chiar acum, informațiile pentru el vor trece printr-un canal îngust, ceea ce va crește raportul zgomot-semnal și va îmbunătăți viteza de propagare a informațiilor.

Trecerea la unde mm

Sursa de spectru este limitată și este extrem de dificil să găsești frecvențele dorite în intervalele familiare rețelei celulare. Este clar că o creștere semnificativă a vitezei de propagare a informațiilor necesită spectre de frecvență semnificativ mai mari. O soluție rezonabilă în acest caz este o tranziție la sfera de zeci de GHz.

Majoritatea utilizatorilor înțeleg că odată cu creșterea frecvenței de operare, distanța rețelei scade rapid, cu alte cuvinte, dimensiunea celulei. În acest sens, merită să facem o concluzie bazată pe acest punct: comunicațiile de nouă generație vor fi folosite acolo unde este nevoie de transfer de informații de mare viteză. Apropo, acoperirea completă nu este încă luată în considerare.

Tehnologia MIMO

Semnificația sa este de a folosi mai multe antene pe partea de furnizare și de recepție. Această tehnologie își are originea în definițiile legate de 3G. În majoritatea rețelelor LTE, MIMO funcționează în modul 2x2. Mai simplu spus, două antene pentru a da, două pentru a primi. În modul 2x2, informațiile parcurg simultan două canale libere, ceea ce face posibilă aproape dublarea vitezei de propagare.

Acum există telefoane care acceptă modul 4x4. Din păcate, din cauza dimensiunilor mici ale telefoanelor, este nerealist să crești numărul de antene la infinit. O altă dificultate este necesitatea de a transmite anunțuri oficiale de la fiecare antenă, ceea ce reduce eficiența tehnologiei.

Tehnologia de la dispozitiv la dispozitiv

Situațiile în care utilizatorii vorbesc la o distanță de zeci de metri unul de celălalt au devenit mai frecvente. Datorită utilizării acestei tehnologii, doar traficul de semnal va trece prin comunicațiile operatorului, ceea ce vă permite să evaluați aceste apeluri, iar informațiile în sine vor fi transmise direct prin dispozitive. Aceasta este esența tehnologiei.

ajunge la un acord

Dacă situația cu desemnarea gamei de tehnologii posibile a devenit mai bună în 2015, atunci tehnologiile în sine sunt încă create. Este necesar să se identifice care tehnologii de nouă generație sunt necesare imediat și care să fie introduse după un timp.

În ciuda lipsei de formate și a hotărârii în importanța tehnologiei, corporațiile de producție încearcă să conducă formarea și implementarea tehnologiilor de ultimă generație pentru a obține ulterior un loc favorabil.

Nokia a anunțat că va cumpăra Alcatel-Lucent încă din 2015, iar compania de telecomunicații din SUA Verizon Wireless a anunțat că primul 5G din America va fi în 2016.

Obstacole tehnice

Institutul de Telecomunicații. Fraunhofer din Germania a efectuat experimente cu frecvențe cuprinse între 40 și 100 GHz, Samsung folosește 28 GHz în cercetările sale, iar Nokia folosește mai mult de 70 GHz.

Funcționarea dispozitivelor în spectrul lungimii de undă mm are o asemenea proprietate ca transmisia excesiv de slabă a semnalului, a cărei putere scade semnificativ odată cu distanța de la stația de bază. În plus, interferența semnalului este cauzată de corpul uman.

Ce spune Ericsson?

Din punctul de vedere al Ericsson Corporation, perspectivele sunt următoarele.

Vehiculele fără pilot vor face schimb de date între ele.În cazul unui accident, mașina cea mai apropiată de locul accidentului va spune tuturor vehiculelor care îl urmăresc despre ceea ce s-a întâmplat. Acest lucru le va oferi posibilitatea de a încetini în timp util sau, într-o situație de aglomerație, să proiecteze un model diferit de mișcare.

Scanerele vehiculului vor calcula corect vremea și vor trimite informațiile prin 5G, astfel încât vehiculul să proiecteze calea de conducere adecvată.

În domeniul transportului social, 5G va permite monitorizarea numărului de persoane care așteaptă în stațiile de autobuz. Șoferul vehiculului va depăși o oprire pustie, iar operatorul va trimite un vehicul auxiliar la punctele de aglomerație ale acestora.

În era 5G, toate aparatele electrocasnice vor fi interconectate. Dacă înainte, în timp ce se deplasa dintr-o cameră în alta, o persoană trebuia să poarte un dispozitiv portabil pentru a continua, de exemplu, să asculte un radio interesant, acum difuzoarele conectate în camere diferite se vor contacta între ele și redarea va continua de la locul oprit. În plus, utilizatorul poate urmări consumul de energie al fiecărui dispozitiv sau poate afla câtă energie electrică este generată de panourile solare.

Ce oferă Qualcomm?

Marca Qualcomm a oferit tehnologie 4.5G LTE Advanced, a cărei integrare este planificată pentru viitorul apropiat. Datorită acestui fapt, compania va putea acoperi atât gama de frecvență mai largă necesară pentru formatul 5G, cât și rețelele LTE localizate anterior, ceea ce va reduce latența și va crește debitul.

Specificitate:

• Lățime de bandă excelentă datorită combinației intervalelor de frecvență;
• Sprijinirea a 23 de operatori sincron și creșterea debitului prin agregarea frecvenței și transmiterea traficului de rețea între operatori;
• Reducere de 10 ori a latenței în comparație cu LTE Advanced, folosind turnuri și frecvențe existente în intervalul 1-70 µs;
• Aplicarea fondurilor liniei de intrare pentru nevoile liniei de ieșire;
• Creșterea numărului de antene la stațiile de bază pentru a îmbunătăți acoperirea și puterea semnalului;
• Creșterea economiei de energie a dispozitivelor IoT prin restrângerea spectrului la 1,4 MHz și 180 kHz (aproximativ 10 ani cu o baterie);
• 1 Gigabit pe secundă pentru transferul de date între vehicule, utilizatori și dispozitive IoT;
• Analiza mediului fără activarea rețelei wireless sau navigarea pe gadgetul utilizatorului.

Utilizarea 5G astăzi

5G este proiectat să funcționeze în mai multe benzi de frecvență. LF de la 600 la 700 MHz este acceptabilă pentru provincie sau pentru Internetul lucrurilor, deoarece stațiile de bază au o gamă largă. Dar viteza de difuzare a informațiilor și un singur volum de comunicare este la un nivel scăzut.

Spectrul de până la 6 GHz corectează acest minus, totuși, BS cu frecvență medie ar trebui instalat mult mai des, ceea ce demonstrează situația din orașele mari. RF de până la 73 GHz garantează viteze maxime de până la 20 Gbps. pentru a primi și până la 10 Gigabiți/sec. pentru distribuire. Principala dificultate este calitatea semnalului numai în linia vizuală a BS, spectrul este folosit pentru a acoperi zonele locale critice.

După cum sa menționat deja, caracteristicile specifice ale 5G sunt lățime de bandă mare și întârzieri reduse în timpul distribuției datelor.Rezultatul este atins prin utilizarea tehnologiei inovatoare de multiplexare a semnalului NOMA, care permite deservirea sincronă a mai multor abonați pe un canal. Formatele de generație timpurie folosesc fracționarea temporală, utilizatorii schimbând pe rând date cu stația de bază.

Intel

În primul rând, este necesar să evidențiem avantajele Intel Corporation. La ultimele Jocuri Olimpice de iarnă de la Pyeongchang, firma a instalat 5G. Camerele UHD conectate la acesta au făcut posibilă difuzarea online a evenimentelor sportive cu efect de prezență.

Punctele de acces la rețeaua wireless au folosit și funcții 5G și au deservit mulți abonați. Cea mai mare parte a echipamentului a fost instalată în aer liber - un mare experiment de durabilitate pentru gadgeturi.

Corporația a anunțat, de asemenea, un parteneriat cu NNT DoCoMo pentru a instala 5G la Jocurile Olimpice din 2025 din China. Unul dintre obiectivele parteneriatului este de a demonstra și folosi noile capacități ale orașului „inteligent”.

La MWC din acest an, corporația a prezentat un laptop concept care acceptă 5G bazat pe modemul proprietar XMM 8060. Acum, cipul mare este instalat separat de cip. Pentru a crește eficiența, compania lucrează la integrarea modulului modem într-un singur sistem.

În orice caz, important este că corporația lucrează la un standard inovator care va transforma laptopul într-un dispozitiv și mai versatil. Cu noul gadget, utilizatorul nu va trebui să-și facă griji cu privire la rețelele publice fără fir nesecurizate. Nici nu trebuie să activați hotspot-ul Wi-Fi de pe telefon. Publicitatea primelor produse noi este planificată pentru anul viitor, partenerii Intel sunt Microsoft, Dell, HP și Lenovo.

În plus, sa stabilit că Intel a încheiat un parteneriat cu creatorul de electronice mobile, marca Spreadtrum. Scopul colaborării este de a proiecta o serie de procesoare mobile cu un modem 5G integrat din seria Intel XMM 8000 până în a doua jumătate a anului viitor.

Qualcomm

Firma a anunțat pentru prima dată modemul X50 în 2016. S-a stabilit acum că SDX50 va face parte dintr-un cip proprietar Snapdragon 855 de 7 nm, care va fi lansat la începutul anului viitor. Este imposibil să nu spunem că versiunea cu marca Qualcomm este destul de practică pentru instalarea pe telefoane și tablete.

Huawei

Marca Huawei este un alt jucător egal în cursa pentru 5G. La MWC din acest an, compania și-a prezentat modemul Balong 5G01, care garantează viteze de 2,3 Gigabiți/sec. Din păcate, acum dimensiunile microcircuitului nu fac posibilă utilizarea lui în telefoane și tablete. Dar, având în vedere agilitatea mărcii, sosirea cipului Kirin, care acceptă 5G, ar trebui să fie așteptată foarte curând.

Rețele Nokia

Compania este al doilea furnizor de echipamente de telecomunicații după marca Huawei. Compania are la dispoziție echipamente care operează în spectrul LF, MF și HF. La începutul acestui an, Nokia a introdus procesoare 5G cu funcții complete pentru stațiile de bază Reef Shark. Debitul unui bloc este de 84 Gigabiți/sec. Instalarea echipamentelor de retail bazate pe procesorul inovator a fost programată pentru sfârșitul acestui an.

Cine este angajat în 5G în Federația Rusă

Operatorii interni de telecomunicații nu rămân în urmă cu tendința generală. Ei fac parteneriate cu furnizori de top de echipamente de rețea la nivel mondial, inclusiv Ericsson, Huawei și Nokia, care dezvoltă dispozitive 5G.

Megafon

Acest operator a fost primul care a manifestat interes pentru tehnologia inovatoare. În 2014, el a convenit cu marca Huawei să formeze piloți 5G. Au fost lansate anul acesta în cadrul Cupei Mondiale din 2018.

În această vară, Megafon a lansat primul 5G din Federația Rusă - pentru membrii economiei reunite la Sankt Petersburg. Viteza de difuzare a informațiilor a fost egală cu 1,24 Gigabit/sec. Megafon a folosit echipamente marca Huawei și un cip de la Qualcomm.

Nu cu mult timp în urmă, Megafon a fost de acord cu Nokia cu privire la dezvoltarea 5G. În toamnă, la întâlnirea de afaceri de la Nizhny Novgorod, au arătat rata de transfer de date lider - 5 Gigabit / sec. Membrilor summit-ului li s-a arătat o transmisie video UHD la 360 de grade pe un ecran de la ochelari VR.

MTS

S-a alăturat cursei în 2017. La fel ca și precedenta, această companie a atribuit lansările de 5G Cupei Mondiale 2018. Implementarea comercială, conform programului companiei, începe în 2019-2020.

În iarna lui 2015, MTS a semnat un acord privind dezvoltarea colectivă a 5G cu Ericsson, în primăvară - cu Nokia, în toamnă - cu Samsung. MTS a efectuat experimente în toamnă folosind echipamente de la Nokia. Viteza de difuzare a informațiilor a fost de 4,5 Gigabiți/sec.

Tele2

În toamnă, am semnat un acord cu Nokia Corporation privind formarea 5G și proiectarea de servicii în domeniul internetului lucrurilor.

Linie dreaptă

În prezent, în dialog cu furnizorii despre testele 5G. A. Aibasheva, reprezentant autorizat al companiei, a povestit despre acest lucru lui Rusbaz. Dar mai întâi, compania intenționează să își adapteze propria infrastructură și să lucreze cu 4.5G. În continuare, această instruire le va permite să integreze instantaneu 5G.

Când va apărea 5G?

Implementările comerciale ale 5G sunt planificate anul viitor. Toate sunt limitate la evenimente sportive de masă.De exemplu, operatorul de telefonie mobilă sud-coreean KT Corporation a lansat 5G la Jocurile Olimpice de la Pchenhan din acest an. Domestic MTS și Megafon plănuiesc să instaleze 5G la Jocurile Olimpice de vară din 2025 din China.

Majoritatea experților sunt încrezători că integrarea 5G la scară largă va începe după 2025. Brandul Ericsson a declarat recent că 550 de milioane de dispozitive se vor conecta la aceste rețele în 2025. Și acum corporațiile doar experimentează cu echipamente.

În prezent, 5G este mai probabil o idee decât o tehnologie, deoarece nu există încă un format comun. Pentru ca utilizarea în masă a acestei comunicări să înceapă, este necesar să se creeze condiții tehnologice, să se selecteze frecvențele și să se treacă la echipamente inovatoare.

5G în Rusia

Interlocutorii Rusbase sunt de acord în unanimitate că Federația Rusă este încă departe de introducerea pe scară largă a 5G. Operatorii ruși nu și-au recuperat încă propriile investiții în crearea de rețele LTE. În prezent, acoperirea LTE este de 30% și, prin urmare, în viitorul apropiat, organizațiile de telecomunicații vor analiza o creștere a acestei valori. Iar 5G pentru ei este doar o rezervă pentru viitor.

S. Skvortsova, șeful de dezvoltare strategică la Tele2, consideră că 5G va fi lansat în uz comercial până în 2025. Potrivit declarației sale, există o opțiune preliminară pe drumul către tehnologia 5G - LTE Advanced (LTE-A). Acceptă viteze de până la 100 Mbit/s pentru abonații cu mobilitate ridicată și 1 Gigabit/s pentru utilizatorii staționari.

În mai anul trecut, mass-media a anunțat planurile Ministerului Comunicațiilor de a lansa 5G în mega-orașe ale Federației Ruse până în 2025. În consecință, în 2025 noul format va fi integrat în 8 mega-orașe ale Federației Ruse, iar în 2025 deja în 16 orașe cu o populație de peste 1 milion de oameni.

Concluzie

În concluzie, este de remarcat faptul că în viitorul apropiat sunt așteptate schimbări la scară largă în comunicațiile celulare. Numărul de dispozitive conectate la rețea în modul „întotdeauna online” va crește rapid. Este foarte probabil ca televizorul să treacă la rețelele celulare.