Vse o omrežju 5G – razlike in uporaba

Tehnologije mobilne komunikacije se spreminjajo vsakih 10 let. Vsak od njih bistveno izboljša hitrost prenosa informacij. Tako se pojavljajo nove storitve in nove vrste vsebin. Uporabniki dobijo novo zabavo in nov življenjski standard.

Peta generacija celične komunikacije (5G) obljublja, da bo bolj prebojna kot kdaj koli prej. Strokovnjaki trdijo, da bodo internet stvari, brezpilotna vozila in VR s strani tehničnih medijev prešli v človeško vsakdanje življenje prav po zaslugi 5G. V tem članku vam bomo povedali vse o omrežju 5G.

Kaj je 5G?

Čeprav 4G še ni globalen, podjetja že preizkušajo 5G.

Internet 5G nastaja ob upoštevanju inovativnih trendov v tehnologiji. Usmerjen je v povezovanje različnih gospodinjskih »pametnih« naprav, ki bodo večinoma delovale po pravilu »vedno na spletu«. 4G komunikacija se v glavnem uporablja v vlogi mobilnega interneta.

5G (peta generacija) je nova generacija mobilnega omrežja, ki deluje na osnovi telekomunikacijskih formatov v skladu s trenutnimi formati 4G.

Formati za 5G komunikacije so še v fazi načrtovanja. Predvideva se, da bo v resnici komunikacija naslednje generacije začela delovati leta 2025.

Kje bo uporabljen?

5G se bo uporabljal tam, kjer obstaja potreba po hitrem internetu, v velemestih. Za popolno pokritost bodo uporabljeni standardi zgodnje generacije.

Pregled

Navadni uporabniki trenutno ne potrebujejo ogromnih hitrosti nove generacije. Zagotovo pa se bodo pojavili po integraciji tehnologije, saj se, kot vsi vemo, ljudje hitro navadimo na dobro.

"Splet" sinhronizacije

Z nižjimi stroški povezave več naprav dobi dostop do Wi-Fi. Sistem medsebojnega povezovanja telefonov, kavnih in pralnih strojev, slušalk, svetilk in drugega v celoten »splet« imenujemo internet stvari.Predvideva se, da bo do leta 2025 na planetu več kot 26 milijard takih naprav. In število povezav bo še večje.

Sposobnost pripomočkov, da »tipajo« prek senzorjev in izvajajo naloge na daljavo, se bo uporabljala pri lokalnem načrtovanju, tehnologijah pametnega doma, konceptih za nadzor električne in ogrevalne oskrbe, varnosti, avtobusih, taksijih in maloprodaji.

Internet stvari potrebuje majhno hitrost povezave, vendar za veliko naprav. Namenska omrežja z uporabo majhnih pasov so že vzpostavljena in proizvajalci 5G so pripravljeni sodelovati v tem procesu.

Posledično bodo morali telekomunikacijski standardi podpirati ne samo mobilne uporabnike, temveč tudi »pametne« gospodinjske predmete. Nadzor tako heterogenega prometa bi moral pomagati novemu formatu.

Zamuda

Jasno je, da bo 5G podpiral samodejno tehnologijo TC in programsko opremo VR. V tem primeru bi morale informacije priti v načinu dejanskega časa. Oddajno-sprejemni interval 4G je več kot 10 ms, kar je zelo dolga doba.

Naslednji format je sposoben popolnoma spremeniti arhitekturo komunikacije s prenosom shranjevanja informacij iz centrov za obdelavo podatkov v končna vozlišča, vse do "inteligentnih" naprav.

Na primer, premikajoči se avtomobil potrebuje informacije o lokaciji bližnjega vozila. Trenutni standardi ne zmorejo več pretoka takih informacij za 3 avtomobile. Ogromne zamude pri prenosu informacij zahtevajo lokalno distribucijo informacij.

Načrtovano je, da bo odzivna hitrost 5G postala meja.Zakasnitev prenosa ne bo večja od 1 ms, tudi pri končni hitrosti 500 km/h. Ta zamuda bo glavna gonilna sila za oblikovanje inovativnih tehnologij, vključno z vožnjo v metropolitanskih območjih in operacijami na daljavo.

Funkcije 5G

Še ne tako dolgo nazaj je bilo mogoče optimizirati večino karakteristik, a izbira tehnologij, ki zagotavljajo njihovo uporabo v praksi, gre še dlje. Med njimi:

1. Ultravisoke frekvence, ki so bile prej nerealne, zagotavljajo veliko višje hitrosti.
2. Razvoj konceptov, ki pošiljajo informacije v majhnih delcih, bo za daljše obdobje odložil delovanje naprav interneta stvari.
3. Zmanjšanje zakasnitve za naloge, ki zahtevajo takojšen odziv.

Razlike od prejšnjih standardov

Inovativni mobilni format bo na voljo šele leta 2025, vendar se ustrezne klasifikacije ustvarjajo s polno hitrostjo, zato je jasno, da bo 5G zelo drugačen od tistega, kar je bil.

Povečanje hitrosti

Najbolj razumljivo je povečanje hitrosti (vsaj za nekajkrat), zmanjšanje latence, občutno povečanje obsega komunikacije, ki je potrebna za zadovoljitev nenehno naraščajočega povpraševanja po svetovnem spletu. Trend je, da bo čez nekaj časa vse povezano v omrežje: od različnih skenerjev do vozil.

Ključni potrošnik - naročnik

V obstoječih omrežjih se mora uporabnik prilagoditi sam: signal je preslab - za premikanje. 5G bo uporabljal pametne antene, ki preoblikujejo orientacijski graf glede na potrebe uporabnikov v določenih pogojih.Na primer, če je uporabnik trenutno oskrbovan v celici, bodo informacije zanj šle skozi ozek kanal, kar bo povečalo razmerje med šumom in signalom ter izboljšalo hitrost širjenja informacij.

Prehod na mm-valove

Vir spektra je omejen in zelo težko je najti želene frekvence v območjih, ki jih pozna mobilno omrežje. Jasno je, da znatno povečanje hitrosti širjenja informacij zahteva bistveno večje frekvenčne spektre. Razumna rešitev v tem primeru je prehod na sfero desetin GHz.

Večina uporabnikov razume, da se s povečanjem delovne frekvence hitro zmanjšuje omrežna razdalja, z drugimi besedami, velikost celice. V zvezi s tem je vredno sklepati na podlagi te točke: komunikacije nove generacije bodo uporabljene tam, kjer obstaja potreba po hitrem prenosu informacij. Mimogrede, popolna pokritost še ni upoštevana.

Tehnologija MIMO

Njegov pomen je uporaba več anten na oddajni in sprejemni strani. Ta tehnologija izvira iz definicij v zvezi s 3G. V večini omrežij LTE MIMO deluje v načinu 2x2. Preprosto povedano, dve anteni za oddajanje, dve za sprejemanje. V načinu 2x2 gredo informacije hkrati po dveh prostih kanalih, kar omogoča skoraj podvojitev hitrosti širjenja.

Zdaj obstajajo telefoni, ki podpirajo način 4x4. Žal, zaradi majhnosti telefonov je nerealno povečati število anten do neskončnosti. Druga težava je potreba po prenosu uradnih obvestil z vsake antene, kar zmanjšuje učinkovitost tehnologije.

Tehnologija od naprave do naprave

Situacije, ko se uporabniki pogovarjajo na razdalji več deset metrov drug od drugega, so vse pogostejše. Zaradi uporabe te tehnologije bo skozi komunikacijo operaterja potekal samo signalni promet, ki vam omogoča ovrednotenje teh klicev, same informacije pa se bodo prenašale neposredno prek naprav. To je bistvo tehnologije.

doseči dogovor

Če se je situacija z označevanjem nabora možnih tehnologij izboljšala že leta 2015, potem same tehnologije še vedno nastajajo. Prepoznati je treba, katere tehnologije nove generacije so potrebne takoj, katere pa uvesti čez nekaj časa.

Kljub pomanjkanju formatov in odločnosti v pomenu tehnologije, proizvodne korporacije poskušajo voditi oblikovanje in implementacijo tehnologij naslednje generacije, da bi kasneje dobile ugodno mesto.

Nokia je leta 2015 objavila, da kupuje Alcatel-Lucent, ameriško telekomunikacijsko podjetje Verizon Wireless pa je napovedalo, da bo prvi ameriški 5G leta 2016.

Tehnične ovire

Inštitut za telekomunikacije. Fraunhofer v Nemčiji je izvajal poskuse s frekvencami od 40 do 100 GHz, Samsung v svojih raziskavah uporablja 28 GHz, Nokia pa več kot 70 GHz.

Delovanje naprav v spektru valovnih dolžin mm ima tako lastnost, kot je pretirano šibek prenos signala, katerega moč se z oddaljenostjo od bazne postaje znatno zmanjša. Poleg tega motnje signala povzroča človeško telo.

Kaj pravi Ericsson?

Z vidika korporacije Ericsson so obeti naslednji.

Brezpilotna vozila bodo med seboj izmenjevala podatke.V primeru nesreče bo avtomobil, ki je najbližje kraju nesreče, vsem vozilom, ki sledijo, povedal, kaj se je zgodilo. To jim bo dalo možnost, da pravočasno upočasnijo ali v situaciji zastojev oblikujejo drugačen gibalni vzorec.

Skenerji vozila bodo pravilno izračunali vreme in poslali informacije prek 5G, tako da bo vozilo oblikovalo pravilen vzorec vožnje.

Na področju družbenega prometa bo 5G omogočal spremljanje števila čakajočih na postajališčih. Voznik vozila bo prevozil zapuščeno postajališče, upravljavec pa bo do njihovih zastojev poslal pomožno vozilo.

V dobi 5G bodo vsi gospodinjski aparati med seboj povezani. Če je morala oseba pred tem, ko se je premikala iz enega prostora v drugega, nositi prenosno napravo, da je lahko nadaljevala, na primer, s poslušanjem zanimivega radia, bodo zdaj zvočniki, povezani v različnih prostorih, v stiku in predvajanje se bo nadaljevalo od ustavljeno mesto. Poleg tega lahko uporabnik spremlja porabo energije posamezne naprave ali ugotovi, koliko električne energije proizvedejo sončni kolektorji.

Kaj ponuja Qualcomm?

Blagovna znamka Qualcomm je ponudila tehnologijo 4.5G LTE Advanced, katere integracija je načrtovana v bližnji prihodnosti. Zaradi tega bo podjetje lahko pokrilo tako širši frekvenčni razpon, potreben za format 5G, kot predhodno locirana omrežja LTE, kar bo zmanjšalo zakasnitev in povečalo prepustnost.

Specifičnost:

• Odlična pasovna širina zaradi kombinacije frekvenčnih območij;
• Podpora 23 operaterjem sinhrono in povečanje prepustnosti z združevanjem frekvenc in prenosom omrežnega prometa med operaterji;
• 10-kratno zmanjšanje zakasnitve v primerjavi z LTE Advanced z uporabo obstoječih stolpov in frekvenc znotraj 1–70 µs;
• Uporaba sredstev dohodne linije za potrebe odhodne linije;
• Povečanje števila anten na baznih postajah z namenom izboljšanja pokritosti in moči signala;
• Povečanje varčevanja z energijo IoT naprav z zožitvijo spektra na 1,4 MHz in 180 kHz (približno 10 let na eni bateriji);
• 1 gigabit na sekundo za prenos podatkov med vozili, uporabniki in napravami IoT;
• Analiza okolja brez aktiviranja brezžičnega omrežja ali navigacije po uporabniškem pripomočku.

Uporaba 5G danes

5G je zasnovan za delovanje v več frekvenčnih pasovih. LF od 600 do 700 MHz je sprejemljiv za provinco ali za internet stvari, saj imajo bazne postaje velik domet. Toda hitrost širjenja informacij in enotnega obsega komunikacije je na nizki ravni.

Spekter do 6 GHz popravi ta minus, vendar bi bilo treba srednjefrekvenčne BS namestiti veliko pogosteje, kar dokazuje stanje v velikih mestih. RF do 73 GHz zagotavlja največje hitrosti do 20 Gbps. za sprejem in do 10 Gigabits / sek. za distribucijo. Glavna težava je kakovost signala samo v vidnem polju BS, spekter se uporablja za pokrivanje kritičnih lokalnih območij.

Kot smo že omenili, sta posebnosti 5G velika pasovna širina in majhne zamude pri distribuciji podatkov.Rezultat je dosežen z uporabo inovativne tehnologije multipleksiranja signalov NOMA, ki omogoča sinhrono oskrbo več naročnikov v enem kanalu. Formati zgodnje generacije uporabljajo časovno frakcioniranje, pri čemer si uporabniki izmenjujejo podatke z bazno postajo.

Intel

Najprej je treba poudariti prednosti korporacije Intel. Na zadnjih zimskih olimpijskih igrah v Pyeongchangu je podjetje namestilo 5G. Nanj povezane UHD kamere so omogočile spletni prenos športnih dogodkov z učinkom prisotnosti.

Dostopne točke brezžičnega omrežja so uporabljale tudi funkcije 5G in služile številnim naročnikom. Levji delež opreme je bil nameščen na prostem – odličen poskus vzdržljivosti pripomočkov.

Korporacija je tudi napovedala partnerstvo z NNT DoCoMo za namestitev 5G na olimpijskih igrah 2025 na Kitajskem. Eden od ciljev partnerstva je prikaz in uporaba novih zmožnosti »pametnega« mesta.

Na letošnjem MWC je korporacija predstavila koncept prenosnika, ki podpira 5G na osnovi lastniškega modema XMM 8060. Zdaj je velik čip nameščen ločeno od čipa. Za povečanje učinkovitosti si podjetje prizadeva za integracijo modemskega modula v enoten sistem.

Vsekakor pa je pomembno, da korporacija dela na inovativnem standardu, ki bo prenosnik spremenil v še bolj vsestransko napravo. Z novim pripomočkom uporabniku ne bo treba skrbeti za nezavarovana javna brezžična omrežja. V telefonu vam tudi ni treba vklopiti dostopne točke Wi-Fi. Oglaševanje prvih novih izdelkov načrtujejo v prihodnjem letu, Intelovi partnerji so Microsoft, Dell, HP in Lenovo.

Poleg tega je bilo ugotovljeno, da je Intel sodeloval z ustvarjalcem mobilne elektronike, blagovno znamko Spreadtrum. Cilj sodelovanja je do druge polovice prihodnjega leta oblikovati serijo mobilnih procesorjev z integriranim 5G modemom iz Intelove serije XMM 8000.

Qualcomm

Podjetje je prvič predstavilo modem X50 leta 2016. Zdaj je bilo določeno, da bo SDX50 del lastniškega 7nm čipa Snapdragon 855, ki bo izdan v začetku naslednjega leta. Nemogoče je reči, da je različica blagovne znamke Qualcomm zelo praktična za namestitev na telefone in tablične računalnike.

Huawei

Blagovna znamka Huawei je še en enakovredni igralec v tekmi za 5G. Na letošnjem MWC je podjetje pokazalo svoj modem Balong 5G01, ki zagotavlja hitrost znotraj 2,3 Gigabits/s. Žal, zdaj dimenzije mikrovezja ne omogočajo uporabe v telefonih in tabličnih računalnikih. Toda glede na okretnost znamke je prihod čipa Kirin, ki podpira 5G, pričakovati zelo kmalu.

Omrežja Nokia

Podjetje je za blagovno znamko Huawei drugi največji dobavitelj telekomunikacijske opreme. Podjetje razpolaga z opremo, ki deluje v spektru LF, MF in HF. V začetku tega leta je Nokia predstavila procesorje 5G s polnimi funkcijami za bazne postaje Reef Shark. Prepustnost enega bloka je znotraj 84 Gigabitov / s. Namestitev maloprodajne opreme na osnovi inovativnega procesorja je bila predvidena za konec letošnjega leta.

Kdo se ukvarja s 5G v Ruski federaciji

Domači telekomunikacijski operaterji ne zaostajajo za splošnim trendom. Sodelujejo z vodilnimi svetovnimi ponudniki omrežne opreme, vključno z Ericssonom, Huaweijem in Nokio, ki razvijajo naprave 5G.

megafon

Ta operater je prvi pokazal zanimanje za inovativno tehnologijo. Že leta 2014 se je z blagovno znamko Huawei dogovoril za oblikovanje pilotov 5G. Predstavljeni so bili letos med svetovnim prvenstvom 2018.

To poletje je Megafon lansiral prvi 5G v Ruski federaciji - za člane gospodarskega srečanja v Sankt Peterburgu. Hitrost razširjanja informacij je bila enaka 1,24 Gigabit/s. Megafon je uporabil opremo znamke Huawei in čip podjetja Qualcomm.

Ne tako dolgo nazaj se je Megafon z Nokio dogovoril o razvoju 5G. Jeseni so na poslovnem srečanju v Nižnem Novgorodu pokazali vodilno hitrost prenosa podatkov - 5 Gigabit / sek. Članom vrha je bil prikazan 360-stopinjski UHD video prenos na zaslonu iz očal VR.

MTS

Tekmi se je pridružil leta 2017. Tako kot prejšnje je tudi to podjetje zagon 5G pripisalo svetovnemu prvenstvu leta 2018. Komercialna izvedba se po načrtu podjetja začne v letih 2019–2020.

Pozimi 2015 je MTS podpisal pogodbo o skupnem razvoju 5G z Ericssonom, spomladi - z Nokio, jeseni - s Samsungom. MTS je jeseni izvedel poskuse z opremo Nokie. Hitrost širjenja informacij je bila znotraj 4,5 gigabitov / s.

Tele2

Jeseni smo s korporacijo Nokia podpisali pogodbo o oblikovanju 5G in oblikovanju storitev na področju interneta stvari.

Beeline

Trenutno poteka dialog z dobavitelji o preskusih 5G. O tem je za Rusbaz povedala A. Aibasheva, pooblaščena predstavnica podjetja. Najprej pa namerava podjetje prilagoditi lastno infrastrukturo in delati s 4,5G. V prihodnje jim bo to usposabljanje omogočilo takojšnjo integracijo 5G.

Kdaj se bo pojavil 5G?

Trgovinske izvedbe 5G so načrtovane naslednje leto. Vsi so omejeni na množične športne dogodke.Južnokorejski mobilni operater KT Corporation je na primer predstavil 5G na letošnjih olimpijskih igrah v Pchenhanu. Domača MTS in Megafon načrtujeta namestitev 5G na poletnih olimpijskih igrah leta 2025 na Kitajskem.

Večina strokovnjakov je prepričanih, da se bo obsežna integracija 5G začela po letu 2025. Znamka Ericsson je nedavno izjavila, da se bo leta 2025 na ta omrežja povezalo 550 milijonov naprav. In zdaj korporacije samo eksperimentirajo z opremo.

Trenutno je 5G bolj verjetno ideja kot tehnologija, saj še ni skupnega formata. Da bi se začela množična uporaba te komunikacije, je treba ustvariti tehnološke pogoje, izbrati frekvence in preiti na inovativno opremo.

5G v Rusiji

Sogovorniki Rusbase so si enotni, da je Ruska federacija še daleč od široke uvedbe 5G. Ruski operaterji še niso povrnili lastnih naložb v ustvarjanje omrežij LTE. Trenutno je pokritost z LTE znotraj 30 %, zato bodo telekomunikacijske organizacije v bližnji prihodnosti razmišljale o povečanju te vrednosti. In 5G je zanje le rezerva za prihodnost.

S. Skvortsova, vodja strateškega razvoja pri Tele2, verjame, da bo 5G začel komercialno uporabljati do leta 2025. Po njeni izjavi obstaja preliminarna možnost na poti do 5G – tehnologija LTE Advanced (LTE-A). Podpira hitrosti do 100 Mbit/s za naročnike z visoko mobilnostjo in 1 Gigabit/s za stacionarne uporabnike.

Maja lani so mediji objavili načrte Ministrstva za komunikacije, da do leta 2025 uvedejo 5G v velemestih Ruske federacije. Posledično bo leta 2025 nova oblika integrirana v 8 velemest Ruske federacije, leta 2025 pa že v 16 mest z več kot milijonom prebivalcev.

Zaključek

Na koncu je treba omeniti, da se v bližnji prihodnosti pričakujejo obsežne spremembe v celičnih komunikacijah. Število naprav, povezanih v omrežje v načinu »vedno na spletu«, bo hitro naraščalo. Zelo verjetno je, da bo TV preklopil na mobilna omrežja.