Alles über 5G-Netzwerk - Unterschiede und ihre Anwendung

Die Mobilkommunikationstechnologien ändern sich alle 10 Jahre. Jeder von ihnen verbessert die Geschwindigkeit der Informationsübertragung erheblich. So erscheinen neue Dienste und neue Arten von Inhalten. Benutzer erhalten neuen Spaß und ein neues Lebensniveau.

Die fünfte Generation der Mobilfunkkommunikation (5G) verspricht störender zu sein als je zuvor. Experten argumentieren, dass durch 5G das Internet der Dinge, selbstfahrende Autos und VR von den Seiten der technischen Medien in den menschlichen Alltag übertragen werden. In diesem Artikel erzählen wir Ihnen alles über das 5G-Netzwerk.

Was ist 5G?

Trotz der Tatsache, dass die 4G-Kommunikation noch nicht global geworden ist, führen Unternehmen bereits 5G-Tests durch.

5G Internet wird unter Berücksichtigung innovativer Technologietrends erstellt. Es konzentriert sich auf den Anschluss einer Vielzahl von "intelligenten" Haushaltsgeräten, von denen die meisten gemäß der Regel "immer online" funktionieren. Die 4G-Kommunikation wird hauptsächlich in der Rolle des zellularen Internets verwendet.

5G (Fifth Generation) ist eine neue Generation des Mobilfunknetzes, das auf der Basis von Telekommunikationsformaten gemäß den aktuellen 4G-Formaten arbeitet.

Formate für die 5G-Kommunikation befinden sich noch in der Entwurfsphase. Es wird davon ausgegangen, dass in der Realität die nächste Generation der Kommunikation im Jahr 2020 ihre Arbeit aufnehmen wird.

Wo wird es eingesetzt?

5G wird in Ballungsräumen eingesetzt, wenn eine hohe Internetnachfrage besteht. Für eine umfassende Abdeckung werden Standards der frühen Generation angewendet.

Überblick

Normale Benutzer benötigen derzeit nicht die gewaltigen Geschwindigkeiten der neuen Generation. Aber sie werden notwendigerweise nach der Integration der Technologie erscheinen, denn wie jeder weiß, gewöhnen sich die Menschen schnell an gute Dinge.

Synchronisationsspinnennetz

Mit geringeren Verbindungskosten erhalten immer mehr Geräte Zugang zu Wi-Fi. Das System der Verbindung von Telefonen, Kaffee- und Waschmaschinen, Headsets, Lampen und anderen Dingen zu einem zusammenhängenden "Web" wird als Internet der Dinge bezeichnet. Schätzungen zufolge wird es bis 2020 mehr als 26 Milliarden dieser Geräte auf dem Planeten geben. Und die Anzahl der Verbindungen wird dementsprechend noch höher sein.

Die Fähigkeit von Gadgets, durch Sensoren und die Ausführung von Remote-Aufgaben zu „fühlen“, wird in der lokalen Planung, in Smart-Home-Technologien, in Konzepten zur Überwachung von Elektrizität und Heizung, in der Sicherheit, in Bussen, Taxis und im Einzelhandel Verwendung finden.

Das Internet der Dinge benötigt eine niedrige Verbindungsgeschwindigkeit, aber für viele Geräte.Spezielle Netzwerke mit geringer Bandbreite wurden bereits eingerichtet, und 5G-Hersteller sind bereit, sich an diesem Prozess zu beteiligen.

Folglich müssen Telekommunikationsstandards nicht nur mobile Benutzer, sondern auch "intelligente" Haushaltsgegenstände unterstützen. Die Kontrolle dieses uneinheitlichen Datenverkehrs wird dem neuen Format sicherlich helfen.

Verzögern

Es ist klar, dass 5G Unterstützung für automatische Fahrzeugtechnologie und VR-Software haben wird. In dieser Situation sollten Informationen in Echtzeit vorliegen. Das Umlaufintervall in 4G beträgt mehr als 10 ms, was eine sehr lange Zeit ist.

Das nächste Format ist in der Lage, die Kommunikationsarchitektur durch die Übertragung des Informationsspeichers von Datenverarbeitungszentren auf Endknoten bis hin zu "intelligenten" Geräten absolut zu ändern.

Beispielsweise benötigt ein fahrendes Auto Informationen über den Standort von Fahrzeugen in der Nähe. Die aktuellen Standards können den Informationsfluss für 3 Maschinen nicht mehr bewältigen. Kolossale Verzögerungen bei der Übermittlung von Informationen erfordern eine lokale Verteilung von Informationen.

Die Reaktionsfähigkeit von 5G soll an ihre Grenzen stoßen. Die Übertragungsverzögerung beträgt auch bei einer Endgeschwindigkeit von 500 km / h nicht mehr als 1 ms. Diese Verzögerung wird die Hauptantriebskraft für die Entwicklung innovativer Technologien sein, einschließlich des Fahrens in Ballungsräumen und des Fernbetriebs.

Eigenschaften von 5G

Vor nicht allzu langer Zeit stellte sich heraus, dass die meisten Eigenschaften optimiert wurden, aber die Auswahl der Technologien, die ihren Einsatz in der Praxis garantieren, geht noch weiter. Unter ihnen:

1. Ultrahochfrequenzen, die bisher unrealistisch waren, garantieren viel höhere Geschwindigkeiten.
2. Die Entwicklung von Konzepten, die Informationen in kleinen Blöcken senden, verzögert IoT-Geräte um einen längeren Zeitraum.
3. Reduzierte Latenz für Aufgaben, die sofort beantwortet werden müssen.

Unterschiede zu früheren Standards

Das innovative mobile Format wird erst 2020 verfügbar sein, aber die richtigen Klassifizierungen werden mit voller Geschwindigkeit erstellt, was deutlich macht, dass sich 5G erheblich von dem vorherigen unterscheiden wird.

Geschwindigkeitssteigerung

Am verständlichsten ist eine Erhöhung der Geschwindigkeit (im geringsten um das Mehrfache), eine Verringerung der Latenz, eine signifikante Erhöhung des Kommunikationsvolumens, das für die Zufriedenheit erforderlich ist, eine stetig steigende Nachfrage nach dem World Wide Web. Der Trend geht dahin, dass nach einer Weile alles mit dem Netzwerk verbunden ist: von verschiedenen Scannern bis zu Fahrzeugen.

Hauptverbraucher - Abonnent

In bestehenden Netzwerken muss sich der Benutzer anpassen: Das Signal ist zu schlecht - um sich zu bewegen. 5G verwendet intelligente Antennen, die das Orientierungsdiagramm basierend auf den Benutzeranforderungen in bestimmten Umgebungen transformieren. Wenn ein Benutzer beispielsweise gerade in einer Zelle bedient wird, werden Informationen für ihn durch einen engen Kanal geleitet, wodurch das Rausch-zu-Signal-Verhältnis erhöht und die Geschwindigkeit der Informationsverbreitung verbessert wird.

Übergang zu mm Wellen

Die Spektralquelle ist begrenzt und es ist äußerst schwierig, die gewünschten Frequenzen in den Bereichen zu finden, die dem zellularen Netzwerk vertraut sind. Es ist klar, dass eine signifikante Erhöhung der Geschwindigkeit der Informationsverbreitung signifikant größere Frequenzspektren erfordert. Eine vernünftige Lösung ist in diesem Fall, sich in den Bereich von zehn GHz zu bewegen.

Die meisten Benutzer verstehen, dass mit zunehmender Betriebsfrequenz die Netzwerkentfernung schnell abnimmt, dh die Größe der Zelle. In diesem Zusammenhang lohnt es sich, auf dieser Grundlage eine Schlussfolgerung zu ziehen: Die Kommunikation der nächsten Generation wird dort eingesetzt, wo eine schnelle Informationsübertragung erforderlich ist. Eine vollständige Abdeckung wird übrigens noch nicht berücksichtigt.

MIMO-Technologie

Seine Bedeutung ist die Verwendung mehrerer Antennen auf der Liefer- und Empfangsseite. Diese Technologie entstand in den Definitionen für 3G. Die meisten LTE-MIMO-Netzwerke arbeiten im 2x2-Modus. Einfach ausgedrückt, zwei Antennen dienen zum Bereitstellen, zwei zum Empfangen.Im 2x2-Modus fließen Informationen gleichzeitig über zwei freie Kanäle, wodurch die Ausbreitungsgeschwindigkeit fast zweimal erhöht werden kann.

Jetzt gibt es Telefone, die den 4x4-Modus unterstützen. Leider ist es aufgrund der geringen Größe der Telefone unrealistisch, die Anzahl der Antennen auf Grenzenlosigkeit zu erhöhen. Eine weitere Schwierigkeit ist die Notwendigkeit, offizielle Ansagen von jeder Antenne zu senden, was die Effektivität der Technologie verringert.

Geräte-zu-Geräte-Technologie

Situationen, in denen Benutzer in einem Abstand von mehreren zehn Metern voneinander sprechen, sind häufiger geworden. Aufgrund der Verwendung dieser Technologie wird nur der Signalverkehr über die Verbindung des Betreibers geleitet, wodurch diese Anrufe ausgewertet werden können, und die Informationen selbst werden direkt über die Geräte übertragen. Dies ist die Bedeutung von Technologie.

Eine Vereinbarung treffen

Wenn sich die Situation mit der Ausweisung des Spektrums möglicher Technologien bereits 2015 verbessert hat, werden die Technologien selbst noch geschaffen. Es muss angegeben werden, welche Technologien der neuen Generation sofort benötigt werden und welche nach einiger Zeit eingeführt werden sollten.

Trotz des Mangels an Format und Entschlossenheit in Bezug auf die Bedeutung der Technologie versuchen produzierende Unternehmen, die Bildung und Implementierung von Technologien der neuen Generation voranzutreiben, um anschließend einen günstigen Platz zu erhalten.

Nokia gab bereits 2015 den Kauf von Alcatel-Lucent bekannt, und das US-amerikanische Telekommunikationsunternehmen Verizon Wireless gab bekannt, dass das erste 5G in Amerika 2016 sein wird.

Technische Hindernisse

Institut für Telekommunikation. Fraunhofer in Deutschland experimentierte mit Frequenzen zwischen 40 und 100 GHz, Samsung verwendet 28 GHz in seiner eigenen Forschung und Nokia verwendet mehr als 70 GHz.

Der Betrieb von Bauelementen im mm-Wellenlängenspektrum hat die Eigenschaft einer übermäßig schwachen Signalübertragung, deren Stärke mit der Entfernung von der Basisstation erheblich abnimmt. Zusätzlich wird eine Signalstörung durch den menschlichen Körper verursacht.

Was sagt Ericsson?

Aus Sicht der Ericsson Corporation sind die Aussichten wie folgt.

Unbemannte Fahrzeuge kommunizieren miteinander. Im Falle eines Unfalls informiert das der Unfallstelle am nächsten gelegene Auto alle darauf folgenden Fahrzeuge über den Vorfall. Dies gibt ihnen die Möglichkeit, rechtzeitig zu verlangsamen oder in einer überlasteten Situation auf der Straße ein anderes Bewegungsschema zu entwerfen.

Fahrzeugscanner können das Wetter korrekt berechnen und Informationen über 5G senden, damit das Fahrzeug die richtigen Fahrtrichtungen entwerfen kann.

Im sozialen Verkehr ermöglicht 5G die Überwachung der Anzahl der Personen, die an Bushaltestellen warten. Der Fahrer des Fahrzeugs passiert einen verlassenen Stopp und der Bediener schickt das Hilfsfahrzeug zu den Überlastungspunkten.

In der 5G-Ära werden alle Haushaltsgeräte miteinander verbunden. Wenn zuvor eine Person beim Wechsel von einem Raum in einen anderen ein tragbares Gerät tragen musste, um beispielsweise weiterhin ein interessantes Radio zu hören, berühren sich jetzt die in verschiedenen Räumen angeschlossenen Lautsprecher und die Wiedergabe wird an der gestoppten Stelle fortgesetzt. Darüber hinaus kann der Benutzer den Energieverbrauch jedes Geräts verfolgen oder herausfinden, wie viel elektrische Energie von Solarbatterien erzeugt wird.

Was bietet Qualcomm?

Die Marke Qualcomm bietet 4.5G LTE Advanced-Technologie an, deren Integration für die nahe Zukunft geplant ist. Aufgrund dessen kann das Unternehmen sowohl den für das 5G-Format erforderlichen größeren Frequenzbereich als auch die zuvor lokalisierten LTE-Netze abdecken, wodurch die Latenz verringert und der Durchsatz erhöht wird.

Spezifität:

• Hervorragende Bandbreite aufgrund der Kombination von Frequenzbändern;
• 23 Betreiber synchron halten und den Durchsatz durch Frequenzaggregation und Übertragung des Netzwerkverkehrs zwischen Betreibern erhöhen;
• 10-fache Reduzierung der Latenz im Vergleich zu LTE Advanced bei Verwendung vorhandener Türme und Frequenzen innerhalb von 1-70 μs;
• Verwendung von Geldern für eingehende Leitungen für die Bedürfnisse der ausgehenden Leitung;
• Erhöhung der Anzahl der Antennen an Basisstationen, um die Abdeckung und Signalstärke zu verbessern;
• Erhöhte Energieeinsparung von IoT-Geräten durch Verengung des Spektrums auf 1,4 MHz und 180 kHz (ca. 10 Jahre mit einer Batterie);
• 1 Gigabit pro Sekunde für die Datenübertragung zwischen Fahrzeugen, Benutzern und IoT-Geräten;
• Analyse der Umgebung, ohne das drahtlose Netzwerk zu aktivieren oder im Gadget des Benutzers zu navigieren.

Heute mit 5G

5G ist für den Betrieb in mehreren Frequenzbändern ausgelegt. Niedrige Frequenzen von 600 bis 700 MHz sind für die Provinz oder das Internet der Dinge akzeptabel, da Basisstationen eine große Reichweite haben. Die Geschwindigkeit der Informationsverbreitung und ein einziges Kommunikationsvolumen sind jedoch gering.

Das Spektrum bis 6 GHz korrigiert dieses Minus, jedoch sollten Mittelfrequenz-BSs viel häufiger installiert werden, was durch die Situation in Großstädten belegt wird. HF bis 73 GHz garantiert maximale Geschwindigkeiten von bis zu 20 Gigabit / Sek. zum Empfangen und bis zu 10 Gigabit / Sek. zur Verteilung. Die Hauptschwierigkeit ist die Qualität des Signals ausschließlich in der Sichtlinie der BS, das Spektrum wird verwendet, um kritische lokale Bereiche abzudecken.

Wie bereits erwähnt, sind die spezifischen Merkmale von 5G eine hohe Bandbreite und eine geringe Latenz während der Datenausbreitung. Das Ergebnis wird durch die Verwendung einer innovativen Technologie zum Multiplexen des NOMA-Signals erzielt, die die gleichzeitige Wartung mehrerer Teilnehmer in einem Kanal ermöglicht. Die Formate der frühen Generation verwenden eine temporäre Fraktionierung. Benutzer tauschen abwechselnd Daten mit der Basisstation aus.

Intel

Zunächst müssen die Vorzüge von Intel hervorgehoben werden. Bei den letzten Olympischen Winterspielen in Pyeongchang installierte die Firma 5G. Die daran angeschlossenen UHD-Kameras ermöglichten die Online-Übertragung von Sportereignissen mit Wirkung der Präsenz.

Die drahtlosen Hotspots verwendeten auch 5G-Funktionen und bedienten viele Abonnenten. Der Löwenanteil der Ausrüstung wurde im Freien installiert - ein großartiges Experiment zur Haltbarkeit von Geräten.

Das Unternehmen kündigte außerdem eine Partnerschaft mit NNT DoCoMo und die Installation von 5G bei den Olympischen Spielen 2020 in China an. Eines der Ziele der Partnerschaft ist es, die neuen Fähigkeiten der „intelligenten“ Stadt aufzuzeigen und zu nutzen.

Auf der diesjährigen MWC stellte das Unternehmen einen Konzept-Laptop vor, der 5G auf Basis seines proprietären XMM 8060-Modems unterstützt. Der große Chip wird jetzt separat vom Chip installiert. Um die Effizienz zu steigern, arbeitet das Unternehmen daran, das Modemmodul in ein einziges System zu integrieren.

In jedem Fall ist es wichtig, dass das Unternehmen an einem innovativen Standard arbeitet, der den Laptop in ein noch vielseitigeres Gerät verwandelt. Mit dem neuen Gadget muss sich der Benutzer nicht um ungesicherte öffentliche drahtlose Netzwerke kümmern. Sie müssen den WLAN-Hotspot auf Ihrem Telefon auch nicht aktivieren. Die Werbung für die ersten neuen Produkte ist für nächstes Jahr geplant. Partner der Intel Corporation sind Microsoft, Dell, HP und Lenovo.

Darüber hinaus wurde über die Partnerschaft der Intel Corporation mit dem Erfinder der mobilen Elektronik - der Marke Spreadtrum - gegründet. Ziel der Zusammenarbeit ist es, die Intel XMM 8000-Serie mobiler Prozessoren mit integriertem 5G-Modem bis zur zweiten Hälfte des nächsten Jahres zu entwickeln.

Qualcomm

Das Unternehmen kündigte das X50-Modem bereits 2016 an. Es wird nun bekannt gegeben, dass der SDX50 Teil des proprietären Snapdragon 855-Chips sein wird, der nach einem 7-nm-Verfahren hergestellt wird und Anfang nächsten Jahres veröffentlicht wird. Es sollte gesagt werden, dass die Qualcomm-Version der Marke für die Installation auf Telefonen und Tablet-PCs sehr praktisch ist.

Huawei

Die Marke Huawei ist ein weiterer Peer im 5G-Rennen. Auf der diesjährigen MWC zeigte das Unternehmen sein Balong 5G01-Modem, das Geschwindigkeiten von bis zu 2,3 ​​Gigabit / s garantiert. Leider machen es die Abmessungen des Mikroschaltkreises jetzt nicht mehr möglich, ihn in Telefonen und Tablet-PCs zu verwenden. Angesichts der Eleganz der Marke ist jedoch sehr bald mit der Einführung des Kirin-Chips zu rechnen, der 5G unterstützt.

Nokia Networks

Das Unternehmen ist nach der Marke Huawei der zweitgrößte Anbieter von Telekommunikationsgeräten.Das Unternehmen verfügt über eigene Geräte, die im LF-, MF- und HF-Spektrum tätig sind. Anfang dieses Jahres stellte Nokia 5G-Prozessoren mit vollem Funktionsumfang für Reef Shark-Basisstationen vor. Der Durchsatz eines Blocks liegt innerhalb von 84 Gigabit / Sek. Die Installation von Handelsgeräten auf Basis des innovativen Prozessors war für Ende dieses Jahres geplant.

Wer ist in 5G in der Russischen Föderation beschäftigt

Inländische Telekommunikationsbetreiber halten mit dem allgemeinen Trend Schritt. Sie haben sich mit führenden globalen Netzwerkausrüstungsanbietern wie Ericsson, Huawei und Nokia zusammengetan, um 5G-Geräte zu entwickeln.

Megaphon

Dieser Betreiber zeigte als erster Interesse an innovativer Technologie. Bereits 2014 stimmte er der Marke Huawei zu, Pilot-5Gs zu bilden. Sie wurden dieses Jahr während der Weltmeisterschaft 2018 ins Leben gerufen.

Im Sommer dieses Jahres startete Megafon das erste 5G in Russland - für Mitglieder des Wirtschaftstreffens in St. Petersburg. Die Geschwindigkeit der Informationsverbreitung betrug 1,24 Gigabit / s. Megafon verwendete Geräte der Marke Huawei und einen Chip von Qualcomm.

Vor nicht allzu langer Zeit hat Megafon mit Nokia vereinbart, 5G zu entwickeln. Im Herbst zeigten sie beim Geschäftstreffen in Nischni Nowgorod die führende Informationsübertragungsrate - 5 Gigabit / Sek. Den Mitgliedern des Gipfels wurde ein 360-Grad-UHD-Video gezeigt, das von einer VR-Brille auf dem Display ausgestrahlt wurde.

MTS

Sie nahm 2017 am Rennen teil. Wie das vorherige Unternehmen führte dieses Unternehmen die Einführung von 5G auf die Weltmeisterschaft 2018 zurück. Die kommerzielle Umsetzung gemäß dem Zeitplan des Unternehmens wird 2019-2020 beginnen.

Im Winter 2015 unterzeichnete MTS mit Ericsson, im Frühjahr mit Nokia und im Herbst mit Samsung eine Vereinbarung über die gemeinsame Entwicklung von 5G mit Ericsson. MTS führte im Herbst Experimente mit Geräten von Nokia durch. Die Geschwindigkeit der Informationsverbreitung lag innerhalb von 4,5 Gigabit / s.

Tele2

Im Herbst haben wir mit der Nokia Corporation eine Vereinbarung über die Gründung von 5G und die Gestaltung von Diensten im Bereich des Internet der Dinge unterzeichnet.

Beeline

Derzeit steht er im Dialog mit Lieferanten über 5G-Studien. Der Vertreter der Firma A. Aibasheva erzählte Rusbase davon. Zunächst plant das Unternehmen jedoch, seine eigene Infrastruktur anzupassen und mit 4.5G zu arbeiten. In Zukunft können sie mit diesem Training 5G sofort integrieren.

Wann kommt 5G?

5G-Handelsverkäufe sind für nächstes Jahr geplant. Alle von ihnen sind auf Massensportveranstaltungen beschränkt. Beispielsweise hat der Mobilfunkbetreiber KT Corporation in Südkorea 5G bei den diesjährigen Olympischen Spielen in Pchenhang eingeführt. Inländische MTS und Megafon planen die Installation von 5G bei den Olympischen Sommerspielen 2020 in China.

Die meisten Experten sind zuversichtlich, dass die groß angelegte 5G-Integration nach 2020 beginnen wird. Ericsson gab kürzlich bekannt, dass im Jahr 2022 550 Millionen Geräte an diese Netzwerke angeschlossen werden. Jetzt experimentieren Unternehmen nur noch mit Geräten.

Jetzt ist 5G eher eine Idee als eine Technologie, da es noch kein gemeinsames Format gibt. Damit die Massenverwendung dieser Verbindung beginnen kann, müssen technologische Bedingungen geschaffen, Frequenzen ausgewählt und auf innovative Geräte umgestellt werden.

5G in RF

Die Gesprächspartner von Rusbase sind sich einig, dass die Russische Föderation noch weit von einer weit verbreiteten Einführung von 5G entfernt ist. Russische Betreiber haben ihre eigenen Investitionen in die Schaffung von LTE-Netzen noch nicht amortisiert. Derzeit liegt die LTE-Abdeckung innerhalb von 30%, in Verbindung damit werden Telekommunikationsunternehmen in naher Zukunft über eine Steigerung dieses Werts nachdenken. Und 5G ist für sie nur eine Reserve für die Zukunft.

S. Skvortsova, Leiter der strategischen Entwicklung bei Tele2, geht davon aus, dass 5G bis 2021 kommerzialisiert wird. Ihrer Aussage zufolge gibt es eine vorläufige Option auf dem Weg zur 5G - LTE Advanced (LTE-A) Technologie. Es unterstützt Geschwindigkeiten von bis zu 100 Megabit / Sek. Für Teilnehmer mit hoher Mobilität und 1 Gigabit / Sek. Für stationäre Benutzer.

Im Mai letzten Jahres kündigten die Medien die Pläne des Kommunikationsministeriums an, 5G bis 2020 in den Großstädten der Russischen Föderation einzuführen. Infolgedessen wird das neue Format 2020 in 8 Großstädte der Russischen Föderation und 2025 bereits in 16 Städte mit mehr als 1 Million Einwohnern integriert.

Fazit

Zusammenfassend sollte angemerkt werden, dass in naher Zukunft große Änderungen in der zellularen Kommunikation erwartet werden.Die Anzahl der Geräte, die im Modus "Immer online" mit dem Netzwerk verbunden sind, steigt schnell an. Ein Szenario ist wahrscheinlich, wenn das Fernsehen auf Mobilfunknetze umschaltet.