Všetko o sieti 5G - rozdiely a jej použitie

Technológie mobilnej komunikácie sa menia každých 10 rokov. Ktorýkoľvek z nich výrazne zlepšuje rýchlosť prenosu informácií. Takto sa objavujú nové služby a nové typy obsahu. Používatelia získajú novú zábavu a nový životný štandard.

Piata generácia mobilnej komunikácie (5G) sľubuje, že bude prelomovejšia ako kedykoľvek predtým. Odborníci tvrdia, že práve vďaka 5G sa internet vecí, bezpilotné prostriedky a VR prenesú zo stránok technických médií do každodenného života ľudí. V tomto článku vám povieme všetko o 5G sieti.

čo je 5G?

Zatiaľ čo 4G ešte nie je globálne, spoločnosti už 5G testujú.

5G internet sa vytvára s prihliadnutím na inovatívne trendy v technológiách. Je zameraný na pripojenie rôznych „inteligentných“ zariadení v domácnosti, z ktorých väčšina bude fungovať podľa pravidla „vždy online“. Komunikácia 4G sa používa hlavne v úlohe mobilného internetu.

5G (Fifth Generation) je nová generácia mobilnej siete fungujúcej na báze telekomunikačných formátov v súlade so súčasnými formátmi 4G.

Formáty pre 5G komunikáciu sú stále vo fáze návrhu. Predpokladá sa, že v skutočnosti komunikácia ďalšej generácie začne fungovať v roku 2025.

Kde sa bude používať?

5G sa využije tam, kde je dopyt po vysokorýchlostnom internete, v megamestách. Na úplné pokrytie sa budú uplatňovať štandardy ranej generácie.

Preskúmanie

Bežní používatelia momentálne nepotrebujú kolosálne rýchlosti novej generácie. Ale určite sa objavia po integrácii technológií, pretože, ako každý vie, ľudia si rýchlo zvyknú na dobré.

"Web" synchronizácie

S nižšími nákladmi na pripojenie získa viac zariadení prístup k Wi-Fi. Systém prepojenia telefónov, kávy a práčok, náhlavných súprav, lámp a iných vecí do ucelenej „pavučiny“ sa nazýva internet vecí.Predpokladá sa, že do roku 2025 bude na planéte viac ako 26 miliárd takýchto zariadení. A počet spojov bude ešte vyšší.

Schopnosť gadgetov „cítiť“ cez senzory a vykonávať úlohy na diaľku nájde využitie v lokálnom plánovaní, technológiách inteligentných domácností, konceptoch na monitorovanie elektrického a vykurovacieho napájania, bezpečnosti, autobusoch, taxíkoch a maloobchode.

Internet vecí potrebuje malú rýchlosť pripojenia, ale pre mnoho zariadení. Vyhradené siete využívajúce malé pásma už boli vytvorené a výrobcovia 5G sú ochotní zúčastniť sa na tomto procese.

V dôsledku toho budú musieť telekomunikačné normy podporovať nielen mobilných používateľov, ale aj „inteligentné“ predmety pre domácnosť. Kontrola takejto heterogénnej prevádzky by mala pomôcť novému formátu.

Oneskorenie

Je jasné, že 5G bude mať podporu pre automatickú technológiu TC a softvér VR. V tejto situácii by informácie mali prísť v režime skutočného času. Interval vysielania a príjmu 4G je viac ako 10 ms, čo je veľmi dlhá doba.

Nasledujúci formát je schopný úplne zmeniť architektúru komunikácie s prenosom úložiska informácií z centier spracovania dát do koncových uzlov, až po „inteligentné“ zariadenia.

Napríklad idúce auto potrebuje informácie o polohe blízkeho vozidla. Súčasné normy už nezvládajú tok takýchto informácií pre 3 autá. Obrovské oneskorenia pri prenose informácií si vyžadujú lokálnu distribúciu informácií.

Plánuje sa, že rýchlosť odozvy 5G sa stane limitom.Oneskorenie prenosu nebude väčšie ako 1 ms ani pri konečnej rýchlosti 500 km/h. Toto oneskorenie bude hlavnou hnacou silou pre vytváranie inovatívnych technológií, vrátane jazdy v metropolitných oblastiach a diaľkových operácií.

Funkcie 5G

Nie je to tak dávno, čo bolo možné optimalizovať väčšinu charakteristík, no výber technológií, ktoré zaručujú ich využitie v praxi, ide ďalej. Medzi nimi:

1. Ultra vysoké frekvencie, ktoré boli predtým nereálne, zaručujú oveľa vyššie rýchlosti.
2. Vývoj konceptov, ktoré posielajú informácie v malých kúskoch, oneskorí činnosť zariadení internetu vecí na dlhšiu dobu.
3. Zníženie latencie pre úlohy, ktoré vyžadujú okamžitú reakciu.

Rozdiely oproti predchádzajúcim štandardom

Inovatívny mobilný formát príde až v roku 2025, no správne klasifikácie sa vytvárajú plnou rýchlosťou, takže je jasné, že 5G bude veľmi odlišné od toho, čo bývalo.

Zvýšenie rýchlosti

Najpochopiteľnejšie je zvýšenie rýchlosti (aspoň niekoľkonásobne), zníženie latencie, výrazné zvýšenie objemu komunikácie, ktorá je potrebná na uspokojenie neustále sa zvyšujúceho dopytu po World Wide Web. Trendom je, že po chvíli bude všetko pripojené k sieti: od rôznych skenerov až po vozidlá.

Kľúčový spotrebiteľ – predplatiteľ

V existujúcich sieťach sa používateľ musí prispôsobiť: signál je príliš zlý - na pohyb. 5G bude využívať inteligentné antény, ktoré transformujú orientačný graf v závislosti od potrieb používateľov v určitých podmienkach.Napríklad, ak je používateľ práve obsluhovaný v bunke, informácie pre neho budú prechádzať úzkym kanálom, čo zvýši pomer šumu k signálu a zvýši rýchlosť šírenia informácií.

Prechod na mm-vlny

Zdroj spektra je obmedzený a je mimoriadne ťažké nájsť požadované frekvencie v rozsahoch známych pre celulárnu sieť. Je zrejmé, že výrazné zvýšenie rýchlosti šírenia informácie si vyžaduje podstatne väčšie frekvenčné spektrá. Rozumným riešením je v tomto prípade prechod do sféry desiatok GHz.

Väčšina používateľov chápe, že so zvyšujúcou sa prevádzkovou frekvenciou sa rýchlo zmenšuje vzdialenosť siete, inými slovami, veľkosť bunky. V tomto ohľade stojí za to urobiť záver založený na tomto bode: komunikácie novej generácie sa budú používať tam, kde je potrebný vysokorýchlostný prenos informácií. Mimochodom, s úplným pokrytím sa zatiaľ nepočíta.

Technológia MIMO

Jeho zmyslom je použitie niekoľkých antén na prijímacej a prijímacej strane. Táto technológia má pôvod v definíciách týkajúcich sa 3G. Vo väčšine LTE sietí MIMO funguje v režime 2x2. Jednoducho povedané, dve antény na dávanie, dve na príjem. V režime 2x2 informácie prechádzajú cez dva voľné kanály súčasne, čo umožňuje takmer zdvojnásobiť rýchlosť šírenia.

Teraz existujú telefóny, ktoré podporujú režim 4x4. Bohužiaľ, kvôli malým rozmerom telefónov je nereálne zvýšiť počet antén do nekonečna. Ďalším problémom je potreba vysielať oficiálne oznámenia z každej antény, čo znižuje účinnosť technológie.

Technológia medzi zariadeniami

Situácie, keď sa používatelia rozprávajú vo vzdialenosti desiatok metrov od seba, sú čoraz častejšie. Vďaka použitiu tejto technológie bude cez komunikáciu operátora prechádzať iba signálová prevádzka, čo umožňuje vyhodnocovať tieto hovory a samotné informácie budú prenášané priamo cez zariadenia. Toto je podstata technológie.

dosiahnuť dohodu

Ak sa situácia s označením rozsahu možných technológií zlepšila už v roku 2015, tak samotné technológie ešte len vznikajú. Je potrebné identifikovať, ktoré technológie novej generácie sú potrebné okamžite a ktoré sa majú zaviesť po určitom čase.

Napriek nedostatku formátov a rozhodnosti o dôležitosti technológie sa výrobné spoločnosti snažia viesť formovanie a implementáciu technológií novej generácie, aby následne získali priaznivé miesto.

Nokia oznámila, že kúpila Alcatel-Lucent už v roku 2015, a americká telekomunikačná spoločnosť Verizon Wireless oznámila, že prvé 5G v Amerike bude v roku 2016.

Technické prekážky

Ústav telekomunikácií. Fraunhofer v Nemecku robil experimenty s frekvenciami od 40 do 100 GHz, Samsung vo svojom výskume používa 28 GHz a Nokia viac ako 70 GHz.

Fungovanie zariadení v spektre vlnových dĺžok mm má takú vlastnosť, ako je nadmerne slabý prenos signálu, ktorého sila výrazne klesá so vzdialenosťou od základňovej stanice. Navyše rušenie signálu spôsobuje ľudské telo.

Čo hovorí Ericsson?

Z pohľadu Ericsson Corporation sú vyhliadky nasledovné.

Bezpilotné vozidlá si budú navzájom vymieňať dáta.V prípade nehody auto najbližšie k miestu nehody informuje o tom všetky vozidlá idúce za ním. To im dá príležitosť včas spomaliť alebo v situácii preťaženia navrhnúť iný pohybový vzorec.

Skenery vozidla správne vypočítajú počasie a pošlú informácie cez 5G, takže vozidlo navrhne správny jazdný vzor.

V oblasti sociálnej dopravy umožní 5G sledovanie počtu ľudí čakajúcich na autobusových zastávkach. Vodič vozidla prejde cez opustenú zastávku a operátor pošle pomocné vozidlo na ich miesta preťaženia.

V ére 5G budú všetky domáce spotrebiče prepojené. Ak predtým pri prechode z jednej miestnosti do druhej musel mať človek na sebe prenosné zariadenie, aby mohol pokračovať, napríklad počúvaním zaujímavého rádia, teraz sa reproduktory pripojené v rôznych miestnostiach navzájom spoja a prehrávanie bude pokračovať od zastavené miesto. Okrem toho môže používateľ sledovať spotrebu energie každého zariadenia alebo zistiť, koľko elektrickej energie generujú solárne panely.

Čo ponúka Qualcomm?

Značka Qualcomm ponúkla technológiu 4,5G LTE Advanced, ktorej integrácia sa plánuje v blízkej budúcnosti. Vďaka tomu bude spoločnosť schopná pokryť ako širší frekvenčný rozsah potrebný pre formát 5G, tak aj predtým umiestnené LTE siete, čím sa zníži latencia a zvýši sa priepustnosť.

Špecifickosť:

• Vynikajúca šírka pásma vďaka kombinácii frekvenčných rozsahov;
• Synchrónna podpora 23 operátorov a zvyšovanie priepustnosti prostredníctvom frekvenčnej agregácie a prenosu sieťovej prevádzky medzi operátormi;
• 10-násobné zníženie latencie v porovnaní s LTE Advanced pomocou existujúcich veží a frekvencií v rozsahu 1-70 µs;
• Aplikácia prostriedkov prichádzajúcej linky pre potreby výstupnej linky;
• Zvýšenie počtu antén na základňových staniciach s cieľom zlepšiť pokrytie a silu signálu;
• Zvýšenie úspory energie zariadení internetu vecí zúžením spektra na 1,4 MHz a 180 kHz (asi 10 rokov na jednu batériu);
• 1 gigabit za sekundu na prenos dát medzi vozidlami, používateľmi a zariadeniami internetu vecí;
• Analýza prostredia bez aktivácie bezdrôtovej siete alebo navigácie v miniaplikácii používateľa.

Využitie 5G dnes

5G je navrhnutý tak, aby fungoval vo viacerých frekvenčných pásmach. LF od 600 do 700 MHz je prijateľné pre provinciu alebo pre internet vecí, pretože základňové stanice majú veľký dosah. Ale rýchlosť šírenia informácií a jeden objem komunikácie je na nízkej úrovni.

Spektrum do 6 GHz toto mínus koriguje, avšak stredofrekvenčné BS by sa mali inštalovať oveľa častejšie, čo dokazuje situáciu vo veľkých mestách. RF do 73 GHz zaručuje maximálnu rýchlosť až 20 Gbps. na príjem a až 10 gigabitov/sec. na distribúciu. Hlavným problémom je kvalita signálu iba v zornom poli BS, spektrum sa používa na pokrytie kritických miestnych oblastí.

Ako už bolo spomenuté, špecifickými vlastnosťami 5G sú veľká šírka pásma a nízke oneskorenia pri distribúcii dát.Výsledok je dosiahnutý použitím inovatívnej technológie multiplexovania signálu NOMA, ktorá umožňuje synchrónne obsluhovať viacerých účastníkov na jednom kanáli. Formáty ranej generácie využívajú dočasnú frakcionáciu, pričom používatelia sa striedajú vo výmene údajov so základňovou stanicou.

Intel

V prvom rade je potrebné vyzdvihnúť výhody Intel Corporation. Na posledných zimných olympijských hrách v Pyeongchangu firma nainštalovala 5G. K nemu pripojené UHD kamery umožňovali vysielať športové podujatia online s efektom prítomnosti.

Prístupové body bezdrôtovej siete tiež využívali funkcie 5G a slúžili mnohým predplatiteľom. Leví podiel vybavenia bol inštalovaný vonku - skvelý experiment s odolnosťou prístrojov.

Okrem toho spoločnosť oznámila partnerstvo s NNT DoCoMo a inštaláciu 5G na olympijských hrách v roku 2025 v Číne. Jedným z cieľov partnerstva je demonštrovať a využívať nové schopnosti „inteligentného“ mesta.

Na tohtoročnom veľtrhu MWC spoločnosť predstavila koncept notebooku, ktorý podporuje 5G na základe proprietárneho modemu XMM 8060. Teraz je veľký čip inštalovaný oddelene od čipu. Pre zvýšenie efektivity spoločnosť pracuje na integrácii modemového modulu do jedného systému.

V každom prípade je dôležité, že korporácia pracuje na inovatívnom štandarde, ktorý premení notebook na ešte všestrannejšie zariadenie. S novým gadgetom sa používateľ nebude musieť obávať nezabezpečených verejných bezdrôtových sietí. Na svojom telefóne tiež nemusíte zapínať Wi-Fi hotspot. Reklama prvých noviniek je plánovaná na budúci rok, partnermi Intelu sú Microsoft, Dell, HP a Lenovo.

Okrem toho sa zistilo, že spoločnosť Intel uzavrela partnerstvo s tvorcom mobilnej elektroniky, značkou Spreadtrum. Cieľom spolupráce je navrhnúť do druhej polovice budúceho roka sériu mobilných procesorov s integrovaným 5G modemom zo série XMM 8000 od Intelu.

Qualcomm

Spoločnosť prvýkrát oznámila modem X50 už v roku 2016. Teraz sa zistilo, že SDX50 bude súčasťou proprietárneho 7nm čipu Snapdragon 855, ktorý bude uvedený na trh začiatkom budúceho roka. Nedá sa netvrdiť, že značková verzia Qualcomm je celkom praktická na inštaláciu na telefóny a tablet PC.

Huawei

Značka Huawei je ďalším rovnocenným hráčom v súťaži o 5G. Na tohtoročnom MWC spoločnosť ukázala svoj modem Balong 5G01, ktorý garantuje rýchlosť do 2,3 gigabitov/s. Bohužiaľ, teraz rozmery mikroobvodu neumožňujú jeho použitie v telefónoch a tabletoch. Ale vzhľadom na svižnosť značky by sa mal príchod čipu Kirin, ktorý podporuje 5G, očakávať veľmi skoro.

Nokia Networks

Spoločnosť je po značke Huawei druhým najväčším dodávateľom telekomunikačných zariadení. Spoločnosť má k dispozícii zariadenia, ktoré pracujú v spektre LF, MF a HF. Začiatkom tohto roka Nokia predstavila plnohodnotné 5G procesory pre základňové stanice Reef Shark. Priepustnosť jedného bloku je do 84 gigabitov/s. Inštalácia maloobchodných zariadení na báze inovatívneho procesora bola naplánovaná na koniec tohto roka.

Kto sa zaoberá 5G v Ruskej federácii

Za všeobecným trendom nezaostávajú ani domáci telekomunikační operátori. Spolupracujú s poprednými svetovými dodávateľmi sieťových zariadení vrátane spoločností Ericsson, Huawei a Nokia, ktorí vyvíjajú zariadenia 5G.

Megafón

Tento operátor ako prvý prejavil záujem o inovatívne technológie. Ešte v roku 2014 sa dohodol so značkou Huawei na vytvorení pilotných projektov 5G. Boli spustené tento rok počas majstrovstiev sveta 2018.

Toto leto Megafon spustil prvé 5G v Ruskej federácii – pre členov ekonomického stretnutia v Petrohrade. Rýchlosť šírenia informácií sa rovnala 1,24 Gigabit/s. Megafon použil vybavenie značky Huawei a čip od Qualcommu.

Nie je to tak dávno, čo sa Megafon dohodol s Nokiou na vývoji 5G. Na jeseň na obchodnom stretnutí v Nižnom Novgorode ukázali vedúcu rýchlosť prenosu dát - 5 Gigabit / s. Členom summitu premietli 360-stupňové UHD video vysielané na displeji z okuliarov VR.

MTS

Do pretekov sa zapojil v roku 2017. Rovnako ako predchádzajúca, aj táto spoločnosť pripísala spustenie 5G Majstrovstvám sveta vo futbale 2018. Komerčná implementácia sa podľa harmonogramu spoločnosti začína v rokoch 2019-2020.

V zime 2015 MTS podpísala dohodu o kolektívnom rozvoji 5G so spoločnosťou Ericsson, na jar - s Nokiou, na jeseň - so Samsungom. Spoločnosť MTS vykonala na jeseň experimenty s použitím zariadení od spoločnosti Nokia. Rýchlosť šírenia informácií bola do 4,5 gigabitov/s.

Tele2

Na jeseň sme podpísali zmluvu s Nokia Corporation o vytvorení 5G a návrhu služieb v oblasti internetu vecí.

Beeline

V súčasnosti prebieha dialóg s dodávateľmi o skúškach 5G. Rusbazovi o tom povedala A. Aibasheva, splnomocnená zástupkyňa spoločnosti. Najprv však spoločnosť plánuje prispôsobiť svoju vlastnú infraštruktúru a pracovať so 4,5G. V budúcnosti im toto školenie umožní okamžite integrovať 5G.

Kedy sa objaví 5G?

Obchodná implementácia 5G je naplánovaná na budúci rok. Všetky sú obmedzené na masové športové podujatia.Napríklad juhokórejský mobilný operátor KT Corporation spustil 5G na tohtoročnej olympiáde v Pchenhane. Domáce MTS a Megafon plánujú nainštalovať 5G na letných olympijských hrách v roku 2025 v Číne.

Väčšina odborníkov je presvedčená, že rozsiahla integrácia 5G sa začne po roku 2025. Značka Ericsson nedávno uviedla, že v roku 2025 sa k týmto sieťam pripojí 550 miliónov zariadení. A teraz korporácie len experimentujú s vybavením.

Práve teraz je 5G skôr nápad ako technológia, keďže zatiaľ neexistuje žiadny spoločný formát. Aby sa začalo masovo využívať túto komunikáciu, je potrebné vytvoriť technologické podmienky, zvoliť frekvencie a prejsť na inovatívne zariadenia.

5G v Rusku

Účastníci diskusie z Rusbase sa jednomyseľne zhodujú v tom, že Ruská federácia je stále ďaleko od rozsiahleho zavedenia 5G. Ruskí operátori zatiaľ nezískali späť svoje vlastné investície do vytvárania LTE sietí. Momentálne je pokrytie LTE do 30 %, a preto sa v blízkej budúcnosti budú telekomunikačné organizácie zaoberať nárastom tejto hodnoty. A 5G je pre nich len rezerva do budúcna.

S. Skvortsová, vedúca strategického rozvoja v Tele2, verí, že 5G bude spustené do komerčného využitia do roku 2025. Podľa jej vyjadrenia je na ceste k 5G predbežná možnosť - technológia LTE Advanced (LTE-A). Podporuje rýchlosť až 100 Mbit/s pre účastníkov s vysokou mobilitou a 1 Gigabit/s pre stacionárnych používateľov.

V máji minulého roka médiá oznámili plány ministerstva komunikácií spustiť 5G v megacities Ruskej federácie do roku 2025. V dôsledku toho bude v roku 2025 nový formát integrovaný do 8 megamiest Ruskej federácie a v roku 2025 už do 16 miest s počtom obyvateľov viac ako 1 milión ľudí.

Záver

Na záver stojí za zmienku, že v blízkej budúcnosti sa očakávajú rozsiahle zmeny v celulárnej komunikácii. Počet zariadení pripojených k sieti v režime „vždy online“ rapídne narastie. Je dosť pravdepodobné, že TV prejde na mobilné siete.