Allt om 5G-nätverket - skillnader och dess tillämpning

Mobil kommunikationsteknik ändras vart tionde år. Någon av dem förbättrar avsevärt hastigheten på informationsöverföringen. Det är så nya tjänster och nya typer av innehåll dyker upp. Användare får nytt roligt och en ny levnadsstandard.

Den femte generationen av mobilkommunikation (5G) lovar att bli mer genombrott än någonsin. Experter hävdar att det är tack vare 5G som sakernas internet, obemannade fordon och VR kommer att överföras från tekniska mediers sidor till mänsklig vardag. I den här artikeln kommer vi att berätta allt om 5G-nätverket.

Vad är 5G?

Medan 4G ännu inte är globalt testar företag redan 5G.

5G Internet skapas med hänsyn till innovativa trender inom teknik. Den är inriktad på att ansluta en mängd olika "smarta" hushållsenheter, varav de flesta kommer att fungera enligt regeln "alltid online". 4G-kommunikation, å sin sida, används främst i rollen som mobilt internet.

5G (femte generationen) är en ny generation av mobilnätet som arbetar på basis av telekommunikationsformat i enlighet med nuvarande 4G-format.

Format för 5G-kommunikation är fortfarande i designfasen. Det antas att i verkligheten kommer nästa generations kommunikation att börja fungera 2025.

Var kommer det att användas?

5G kommer att användas där det finns en efterfrågan på höghastighetsinternet, i megastäder. Tidiga generationsstandarder kommer att tillämpas för full täckning.

Recension

Vanliga användare för tillfället behöver inte den nya generationens kolossala hastigheter. Men de kommer säkert att dyka upp efter integreringen av tekniken, för, som alla vet, vänjer sig folk snabbt vid det goda.

"Web" för synkronisering

Med lägre anslutningskostnader får fler enheter tillgång till Wi-Fi. Systemet med sammankoppling av telefoner, kaffe- och tvättmaskiner, headset, lampor och annat till en komplett "webb" kallas sakernas Internet.Det antas att det år 2025 kommer att finnas mer än 26 miljarder sådana enheter på planeten. Och antalet anslutningar kommer att bli ännu högre.

Förmågan hos prylar att "känna" genom sensorer och utföra uppgifter på distans kommer att användas inom lokal planering, smarta hemteknologier, koncept för övervakning av el- och värmeförsörjning, säkerhet, bussar, taxibilar och detaljhandel.

Internet of Things behöver en liten anslutningshastighet, men för många enheter. Dedikerade nätverk som använder små band har redan etablerats och 5G-tillverkare är villiga att delta i denna process.

Följaktligen kommer telekommunikationsstandarder att behöva stödja inte bara mobilanvändare utan även "smarta" hushållsartiklar. Att kontrollera sådan heterogen trafik borde hjälpa det nya formatet.

Dröjsmål

Det är klart att 5G kommer att ha stöd för automatisk TC-teknik och VR-mjukvara. I denna situation bör informationen komma i det faktiska tidsläget. 4G-sändnings-mottagningsintervallet är mer än 10 ms, vilket är en mycket lång tid.

Följande format kan helt ändra arkitekturen för kommunikation med överföring av informationslagring från databehandlingscenter till slutliga noder, upp till "intelligenta" enheter.

Till exempel behöver en bil i rörelse information om platsen för ett närliggande fordon. De nuvarande standarderna kan inte längre hantera flödet av sådan information för 3 bilar. Enorma förseningar i överföringen av information kräver en lokal distribution av information.

Det är planerat att svarshastigheten för 5G kommer att bli gränsen.Sändningsfördröjningen kommer inte att vara mer än 1ms, även vid en sluthastighet på 500 km/h. Denna försening kommer att vara den främsta drivkraften för bildandet av innovativ teknik, inklusive körning i storstadsområden och fjärroperationer.

5G-funktioner

För inte så länge sedan var det möjligt att optimera de flesta av egenskaperna, men valet av tekniker som garanterar att de används i praktiken går längre. Bland dem:

1. Ultrahöga frekvenser, som tidigare var orealistiska, garanterar mycket högre hastigheter.
2. Utvecklingen av koncept som skickar information i små bitar kommer att fördröja aktiviteten hos Internet of Things-enheter under en längre period.
3. Minska latens för uppgifter som behöver omedelbart svar.

Skillnader från tidigare standarder

Ett innovativt mobilformat kommer inte förrän 2025, men de rätta klassificeringarna skapas i full fart, så det är klart att 5G kommer att vara väldigt annorlunda från vad det brukade vara.

Hastighetsförstärkning

Det mest förståeliga är en ökning av hastigheten (åtminstone flera gånger), en minskning av latens, en betydande ökning av kommunikationsvolymen, som krävs för att tillgodose den stadigt ökande efterfrågan på World Wide Web. Trenden är att allt efter ett tag kommer att kopplas till nätverket: från olika skannrar till fordon.

Nyckelkonsument - abonnent

I befintliga nätverk måste användaren anpassa sig: signalen är för dålig - för att flytta. 5G kommer att använda smarta antenner som transformerar orienteringsdiagrammet beroende på användarnas behov under vissa förhållanden.Till exempel, om en användare betjänas i en cell just nu, kommer information för honom att passera genom en smal kanal, vilket kommer att öka brus-till-signalförhållandet och förbättra hastigheten för informationsspridning.

Övergång till mm-vågor

Spektrumkällan är begränsad, och det är extremt svårt att hitta de önskade frekvenserna inom de intervall som är bekanta för det cellulära nätverket. Det är tydligt att en betydande ökning av hastigheten för informationsutbredning kräver betydligt större frekvensspektra. En rimlig lösning i detta fall är en övergång till sfären av tiotals GHz.

De flesta användare förstår att med en ökning av driftfrekvensen minskar nätverksavståndet snabbt, med andra ord cellens storlek. I detta avseende är det värt att dra en slutsats baserad på denna punkt: den nya generationens kommunikationer kommer att användas där det finns ett behov av höghastighetsinformationsöverföring. För övrigt är full täckning ännu inte övervägd.

MIMO-teknik

Dess betydelse är att använda flera antenner på den tillhandahållande och mottagande sidan. Denna teknik har sitt ursprung i definitioner som rör 3G. I de flesta LTE-nätverk fungerar MIMO i 2x2-läge. Enkelt uttryckt, två antenner för att ge, två för att ta emot. I 2x2-läge går information genom två fria kanaler samtidigt, vilket gör det möjligt att nästan fördubbla utbredningshastigheten.

Nu finns det telefoner som stöder 4x4-läge. Tyvärr, på grund av den lilla storleken på telefoner är det orealistiskt att öka antalet antenner till oändlighet. En annan svårighet är behovet av att sända officiella meddelanden från varje antenn, vilket minskar effektiviteten hos tekniken.

Enhet-till-enhet-teknik

Situationer när användare pratar på tiotals meters avstånd från varandra har blivit vanligare. På grund av användningen av denna teknik kommer endast signaltrafik att gå genom operatörskommunikation, vilket gör att du kan utvärdera dessa samtal, och själva informationen kommer att överföras direkt via enheter. Detta är kärnan i tekniken.

nå en överenskommelse

Om situationen med beteckningen av utbudet av möjliga tekniker blev bättre tillbaka 2015, skapas fortfarande själva teknikerna. Det är nödvändigt att identifiera vilken ny generationsteknik som behövs omedelbart och vilka som ska införas efter en tid.

Trots bristen på format och beslutsamhet när det gäller teknologins betydelse, försöker tillverkande företag att leda bildandet och implementeringen av nästa generations teknologier för att därefter få en gynnsam plats.

Nokia meddelade att de skulle köpa Alcatel-Lucent redan 2015, och det amerikanska telekomföretaget Verizon Wireless meddelade att USA:s första 5G skulle vara 2016.

Tekniska hinder

Institutet för telekommunikation. Fraunhofer i Tyskland genomförde experiment med frekvenser från 40 till 100 GHz, Samsung använder 28 GHz i sin forskning och Nokia använder mer än 70 GHz.

Funktionen hos enheter i mm våglängdsspektrum har en sådan egenskap som överdrivet svag signalöverföring, vars styrka minskar avsevärt med avståndet från basstationen. Dessutom orsakas signalstörningar av människokroppen.

Vad säger Ericsson?

Ur Ericsson Corporations synvinkel är utsikterna följande.

Obemannade fordon kommer att utbyta data med varandra.I händelse av en olycka kommer bilen närmast olycksplatsen att berätta för alla efterföljande fordon om vad som hände. Detta kommer att ge dem möjlighet att sakta ner i tid eller, i en situation med trängsel, utforma ett annat rörelsemönster.

Fordonets skannrar beräknar vädret korrekt och skickar informationen via 5G så att fordonet kommer att utforma rätt körmönster.

Inom området sociala transporter kommer 5G att göra det möjligt att övervaka antalet människor som väntar vid busshållplatser. Föraren av fordonet kommer att passera ett öde stopp, och operatören kommer att skicka ett hjälpfordon till sina trängselställen.

I 5G-eran kommer alla hushållsapparater att vara sammankopplade. Om en person innan dess, när han flyttade från ett rum till ett annat, var tvungen att bära en bärbar enhet för att kunna fortsätta, till exempel, lyssna på en intressant radio, nu kommer högtalarna som är anslutna i olika rum att kontakta varandra och uppspelningen fortsätter från kl. den stoppade platsen. Dessutom kan användaren spåra strömförbrukningen för varje enhet eller ta reda på hur mycket elektrisk energi som genereras av solpaneler.

Vad erbjuder Qualcomm?

Varumärket Qualcomm har erbjudit 4.5G LTE Advanced-teknik, vars integration är planerad inom en snar framtid. På grund av detta kommer företaget att kunna täcka både det bredare frekvensområdet som krävs för 5G-formatet och tidigare belägna LTE-nätverk, vilket kommer att minska latensen och öka genomströmningen.

Specificitet:

• Utmärkt bandbredd tack vare kombinationen av frekvensområden;
• Stödja 23 operatörer synkront och öka genomströmningen genom frekvensaggregation och överföring av nätverkstrafik mellan operatörer;
• 10x minskning av latens jämfört med LTE Advanced, med befintliga torn och frekvenser inom 1-70 µs;
• Tillämpning av den inkommande linjens medel för den utgående linjens behov;
• Att öka antalet antenner vid basstationer för att förbättra täckningen och signalstyrkan;
• Öka energibesparingen för IoT-enheter genom att minska spektrumet till 1,4 MHz och 180 kHz (cirka 10 år på ett batteri);
• 1 Gigabit per sekund för dataöverföring mellan fordon, användare och IoT-enheter;
• Analys av miljön utan att aktivera det trådlösa nätverket eller navigera på användarens pryl.

5G-användning idag

5G är designat för att fungera i flera frekvensband. LF från 600 till 700 MHz är acceptabelt för provinsen eller för Internet of things, eftersom basstationerna har en stor räckvidd. Men hastigheten för spridning av information och en enda volym av kommunikation är på en låg nivå.

Spektrum upp till 6 GHz korrigerar detta minus, men mellanfrekvens BS bör installeras mycket oftare, vilket bevisar situationen i stora städer. RF upp till 73 GHz garanterar maximala hastigheter upp till 20 Gbps. att ta emot och upp till 10 Gigabit/sek. för distribution. Den största svårigheten är kvaliteten på signalen endast i siktlinjen av BS, spektrumet används för att täcka kritiska lokala områden.

Som redan nämnts är de specifika egenskaperna hos 5G hög bandbredd och låga förseningar under datadistribution.Resultatet uppnås genom användningen av innovativ NOMA-signalmultiplexteknik, som gör det möjligt att synkront betjäna flera abonnenter i en kanal. Tidiga generationers format använder temporal fraktionering, där användare turas om att utbyta data med basstationen.

Intel

Först och främst är det nödvändigt att lyfta fram fördelarna med Intel Corporation. Vid de senaste vinter-OS i Pyeongchang installerade företaget 5G. UHD-kameror kopplade till den gjorde det möjligt att sända sportevenemang online med effekten av närvaro.

Accesspunkter för trådlösa nätverk använde också 5G-funktioner och betjänade många abonnenter. Lejonparten av utrustningen installerades utomhus - ett stort experiment i hållbarhet för prylar.

Företaget tillkännagav också ett partnerskap med NNT DoCoMo för att installera 5G vid OS 2025 i Kina. Ett av målen med partnerskapet är att demonstrera och använda den "smarta" stadens nya möjligheter.

Vid årets MWC presenterade företaget en bärbar dator som stöder 5G baserat på det proprietära modemet XMM 8060. Nu installeras det stora chippet separat från chippet. För att öka effektiviteten arbetar företaget med att integrera modemmodulen i ett enda system.

Vad som i alla fall är viktigt är att företaget arbetar på en innovativ standard som kommer att förvandla den bärbara datorn till en ännu mer mångsidig enhet. Med den nya gadgeten behöver användaren inte oroa sig för osäkra offentliga trådlösa nätverk. Du behöver inte heller slå på Wi-Fi-hotspot på din telefon. Reklam för de första nya produkterna planeras till nästa år, Intels partners är Microsoft, Dell, HP och Lenovo.

Dessutom konstaterades att Intel har samarbetat med skaparen av mobil elektronik, varumärket Spreadtrum. Målet med samarbetet är att senast under andra halvan av nästa år designa en serie mobila processorer med ett integrerat 5G-modem från Intels XMM 8000-serie.

Qualcomm

Företaget tillkännagav först X50-modemet redan 2016. Det har nu fastställts att SDX50 kommer att ingå i ett proprietärt 7nm Snapdragon 855-chip som kommer att släppas i början av nästa år. Det är omöjligt att inte säga att Qualcomm-versionen är ganska praktisk för installation på telefoner och surfplattor.

Huawei

Huawei-varumärket är en annan likvärdig aktör i kapplöpningen om 5G. Vid årets MWC visade företaget sitt Balong 5G01-modem som garanterar hastigheter inom 2,3 Gigabit/sek. Tyvärr, nu gör dimensionerna på mikrokretsen det inte möjligt att använda den i telefoner och surfplattor. Men med tanke på märkets smidighet bör ankomsten av Kirin-chippet, som stöder 5G, förväntas mycket snart.

Nokia Networks

Företaget är den näst största leverantören av telekommunikationsutrustning efter varumärket Huawei. Företaget har till sitt förfogande utrustning som verkar inom spektrumet LF, MF och HF. Tidigare i år introducerade Nokia fullfjädrade 5G-processorer för Reef Shark-basstationer. Genomströmningen av ett block är inom 84 Gigabit/sek. Installationen av detaljhandelsutrustning baserad på den innovativa processorn var planerad till slutet av detta år.

Vem är engagerad i 5G i Ryska federationen

Inhemska teleoperatörer ligger inte efter den allmänna trenden. De samarbetar med ledande globala leverantörer av nätverksutrustning, inklusive Ericsson, Huawei och Nokia, som utvecklar 5G-enheter.

Megafon

Denna operatör var den första som visade intresse för innovativ teknik. Redan 2014 kom han överens med Huaweis varumärke om att bilda 5G-piloter. De lanserades i år under VM 2018.

I somras lanserade Megafon den första 5G i Ryska federationen - för medlemmar av ekonomimötet i St. Petersburg. Hastigheten för informationsspridning var lika med 1,24 Gigabit/sek. Megafon använde Huaweis utrustning och ett chip från Qualcomm.

För inte så länge sedan kom Megafon överens med Nokia om utvecklingen av 5G. På hösten, vid affärsmötet i Nizhny Novgorod, visade de den ledande dataöverföringshastigheten - 5 Gigabit / sek. Toppmötesmedlemmarna visades en 360-graders UHD-videosändning på en skärm från VR-glasögon.

MTS

Var med i loppet 2017. Precis som den tidigare tillskrev detta företag lanseringarna av 5G till fotbolls-VM 2018. Kommersiell implementering, enligt företagets schema, startar 2019-2020.

Vintern 2015 tecknade MTS ett avtal om kollektiv utveckling av 5G med Ericsson, under våren - med Nokia, under hösten - med Samsung. MTS genomförde experiment under hösten med utrustning från Nokia. Hastigheten för informationsspridning var inom 4,5 Gigabit/sek.

Tele2

I höstas tecknade vi ett avtal med Nokia Corporation om bildandet av 5G och design av tjänster inom området Internet of things.

Beeline

För närvarande i dialog med leverantörer om 5G-försök. A. Aibasheva, auktoriserad representant för företaget, berättade om detta för Rusbaz. Men först planerar företaget att anpassa sin egen infrastruktur och arbeta med 4,5G. Framöver kommer denna utbildning att göra det möjligt för dem att omedelbart integrera 5G.

När kommer 5G att dyka upp?

Handelsimplementeringar av 5G är planerade nästa år. Alla är begränsade till massidrottsevenemang.Till exempel lanserade den sydkoreanska mobiloperatören KT Corporation 5G vid årets OS i Pchenhan. Inrikes MTS och Megafon planerar att installera 5G vid olympiska sommarspelen 2025 i Kina.

De flesta experter är övertygade om att storskalig 5G-integration kommer att starta efter 2025. Varumärket Ericsson sa nyligen att 550 miljoner enheter kommer att ansluta till dessa nätverk 2025. Och nu experimenterar företag bara med utrustning.

Just nu är 5G mer troligt en idé än en teknik, eftersom det inte finns något gemensamt format än. För att massanvändningen av denna kommunikation ska börja är det nödvändigt att skapa tekniska förhållanden, välja frekvenser och byta till innovativ utrustning.

5G i Ryssland

Rusbase-samtalare är eniga överens om att Ryska federationen fortfarande är långt ifrån det omfattande införandet av 5G. Ryska operatörer har ännu inte fått tillbaka sina egna investeringar i skapandet av LTE-nätverk. För tillfället ligger LTE-täckningen inom 30 %, och därför kommer telekommunikationsorganisationer inom en snar framtid att överblicka en ökning av detta värde. Och 5G för dem är bara en reserv för framtiden.

S. Skvortsova, chef för strategisk utveckling på Tele2, tror att 5G kommer att lanseras för kommersiellt bruk 2025. Enligt hennes uttalande finns det ett preliminärt alternativ på vägen till 5G - LTE Advanced (LTE-A)-teknik. Den stöder hastigheter upp till 100 Mbit/s för abonnenter med hög mobilitet och 1 Gigabit/s för stationära användare.

I maj förra året tillkännagav media kommunikationsministeriets planer på att lansera 5G i ryska federationens megastäder senast 2025. Följaktligen kommer det nya formatet 2025 att integreras i 8 megastäder i Ryska federationen och redan 2025 i 16 städer med en befolkning på mer än 1 miljon människor.

Slutsats

Sammanfattningsvis är det värt att notera att storskaliga förändringar i cellulär kommunikation förväntas inom en snar framtid. Antalet enheter som är anslutna till nätverket i läget "alltid online" kommer att öka snabbt. Det är ganska troligt att TV kommer att byta till mobilnät.