Todo sobre la red 5G: diferencias y su aplicación

Las tecnologías de comunicación móvil cambian cada 10 años. Cualquiera de ellos mejora significativamente la velocidad de transferencia de información. Así aparecen nuevos servicios y nuevos tipos de contenido. Los usuarios obtienen nueva diversión y un nuevo nivel de vida.

La quinta generación de comunicaciones celulares (5G) promete ser más disruptiva que nunca. Los expertos argumentan que es a través de 5G que el Internet de las cosas, los automóviles autónomos y la realidad virtual se transferirán de las páginas de los medios técnicos a la vida cotidiana humana. En este artículo te contamos todo sobre la red 5G.

¿Qué es 5G?

A pesar de que la comunicación 4G aún no se ha globalizado, las empresas ya están realizando pruebas 5G.

5G Internet se está creando teniendo en cuenta las tendencias tecnológicas innovadoras. Se centra en conectar una variedad de dispositivos "inteligentes" domésticos, la mayoría de los cuales funcionarán de acuerdo con la regla de "siempre en línea". La comunicación 4G, por su parte, se utiliza principalmente en el papel de Internet celular.

5G (Quinta Generación) es una nueva generación de la red celular que opera sobre la base de formatos de telecomunicaciones de acuerdo con los formatos 4G actuales.

Los formatos para las comunicaciones 5G aún se encuentran en la fase de diseño. Se supone que, en realidad, la comunicación de próxima generación comenzará a funcionar en 2020.

¿Dónde se utilizará?

5G se utilizará donde haya demanda de Internet de alta velocidad, en áreas metropolitanas. Se aplicarán estándares de primera generación para una cobertura integral.

Visión general

Los usuarios comunes no necesitan actualmente las velocidades colosales de la nueva generación. Pero necesariamente aparecerán después de la integración de la tecnología, porque, como todos saben, la gente se acostumbra rápidamente a las cosas buenas.

Telaraña de sincronización

Con menores costos de conexión, cada vez más dispositivos obtienen acceso a Wi-Fi. El sistema de interconexión de teléfonos, cafeteras y lavadoras, auriculares, lámparas y otras cosas en una "web" coherente se llama Internet de las cosas. Se estima que para 2020 habrá más de 26 mil millones de estos dispositivos en el planeta. Y el número de conexiones, en consecuencia, será aún mayor.

La capacidad de los gadgets para "sentir" a través de sensores y la ejecución de tareas remotas encontrará uso en la planificación local, tecnologías inteligentes para el hogar, conceptos de monitoreo eléctrico y de calefacción, seguridad, autobuses, taxis y venta minorista.

El Internet de las cosas necesita una velocidad de conexión baja, pero para muchos dispositivos.Ya se han establecido redes dedicadas que utilizan poco ancho de banda y los fabricantes de 5G están dispuestos a participar en este proceso.

En consecuencia, los estándares de telecomunicaciones deberán ser compatibles no solo con los usuarios móviles, sino también con los artículos domésticos "inteligentes". El control de un tráfico tan irregular seguramente ayudará al nuevo formato.

Retrasar

Está claro que 5G tendrá soporte para tecnología de vehículos automáticos y software de realidad virtual. En esta situación, la información debería llegar en tiempo real. El intervalo de ida y vuelta en 4G es de más de 10 ms, que es un tiempo muy largo.

El siguiente formato es capaz de cambiar absolutamente la arquitectura de comunicación con la transferencia del almacenamiento de información desde los centros de procesamiento de datos a los nodos finales, hasta los dispositivos "inteligentes".

Por ejemplo, un automóvil en movimiento necesita información sobre la ubicación de los vehículos cercanos. Los estándares actuales ya no pueden hacer frente al flujo de dicha información para 3 máquinas. Los retrasos colosales en la transmisión de información requieren la distribución local de información.

La capacidad de respuesta de 5G está programada para llegar al límite. El retraso de la transmisión no será superior a 1 ms, incluso a una velocidad final de 500 km / h. Este retraso se convertirá en la principal fuerza impulsora detrás de la formación de tecnologías innovadoras, incluida la conducción en áreas metropolitanas y operaciones remotas.

Características de 5G

No hace mucho, resultó optimizar la mayoría de las características, pero la elección de tecnologías que garanticen su uso en la práctica va más allá. Entre ellos:

1. Las frecuencias ultraaltas, que antes eran poco realistas, garantizan velocidades mucho más altas.
2. El desarrollo de conceptos que envían información en pequeños fragmentos retrasará los dispositivos de IoT durante un período prolongado.
3. Latencia reducida para tareas que necesitan una respuesta instantánea.

Diferencias con estándares anteriores

El innovador formato móvil no aparecerá hasta 2020, pero se están creando las clasificaciones adecuadas a toda velocidad, dejando en claro que el 5G será significativamente diferente al anterior.

Aumento de velocidad

Lo más comprensible es un aumento de la velocidad (en el menor grado), una disminución de la latencia, un aumento significativo en el volumen de comunicación, que se requiere para la satisfacción, una demanda en constante aumento de la World Wide Web. La tendencia es que después de un tiempo todo estará conectado a la red: desde varios escáneres hasta vehículos.

Consumidor clave - suscriptor

En las redes existentes, el usuario debe adaptarse: la señal es demasiado mala, para moverse. 5G utilizará antenas inteligentes que transformarán el gráfico de orientación en función de las necesidades del usuario en entornos específicos. Por ejemplo, si un usuario está siendo atendido en una celda en este momento, la información para él pasará a través de un canal estrecho, lo que aumentará la relación ruido-señal y mejorará la velocidad de difusión de la información.

Transición a ondas mm

La fuente espectral es limitada y es extremadamente difícil encontrar las frecuencias deseadas en los rangos familiares para la red celular. Está claro que un aumento significativo en la velocidad de difusión de la información requiere espectros de frecuencia significativamente mayores. Una solución razonable en este caso es moverse al área de decenas de GHz.

La mayoría de los usuarios comprenden que con un aumento en la frecuencia de operación, la distancia de la red disminuye rápidamente, en otras palabras, el tamaño de la celda. En este sentido, vale la pena sacar una conclusión con base en este punto: la comunicación de próxima generación se utilizará cuando exista una necesidad de transferencia de información a alta velocidad. Por cierto, aún no se considera la cobertura completa.

Tecnología MIMO

Su significado es utilizar múltiples antenas en los lados de suministro y recepción. Esta tecnología se originó en las definiciones de 3G. La mayoría de las redes LTE MIMO funcionan en modo 2x2. En pocas palabras, dos antenas sirven para proporcionar y dos para recibir.En el modo 2x2, la información fluye a través de dos canales libres simultáneamente, lo que permite aumentar la velocidad de propagación casi al doble.

Ahora hay teléfonos que admiten el modo 4x4. Por desgracia, debido al pequeño tamaño de los teléfonos, no es realista aumentar el número de antenas hasta el límite. Otra dificultad es la necesidad de transmitir anuncios oficiales desde cada antena, lo que reduce la efectividad de la tecnología.

Tecnología de dispositivo a dispositivo

Las situaciones en las que los usuarios hablan a una distancia de decenas de metros entre sí se han vuelto más frecuentes. Debido al uso de esta tecnología, solo el tráfico de señales pasará por la conexión del operador, lo que permite evaluar estas llamadas, y la información en sí se transmitirá directamente a través de los dispositivos. Este es el significado de tecnología.

Llegar a un acuerdo

Si la situación con la designación de la gama de posibles tecnologías mejoró en 2015, entonces las tecnologías en sí mismas todavía se están creando. Es necesario indicar qué tecnologías de la nueva generación se necesitan de inmediato y cuáles deben introducirse después de un tiempo.

A pesar de la falta de formato y decisión en la importancia de la tecnología, las corporaciones manufactureras están tratando de liderar la formación e implementación de tecnologías de nueva generación para luego obtener un lugar favorable.

Nokia anunció su compra de Alcatel-Lucent en 2015, y la empresa de telecomunicaciones estadounidense Verizon Wireless anunció que el primer 5G en Estados Unidos sería en 2016.

Obstáculos técnicos

Instituto de Telecomunicaciones. Fraunhofer en Alemania ha experimentado con frecuencias que van de 40 a 100 GHz, Samsung usa 28 GHz en su propia investigación y Nokia usa más de 70 GHz.

El funcionamiento de dispositivos en el espectro mm de longitudes de onda tiene la propiedad de una transmisión de señal excesivamente débil, cuya fuerza disminuye significativamente con la distancia desde la estación base. Además, la interferencia de la señal es causada por el cuerpo humano.

¿Qué dice Ericsson?

Desde el punto de vista de Ericsson Corporation, las perspectivas son las siguientes.

Los vehículos no tripulados se comunicarán entre sí. En caso de accidente, el automóvil más cercano al lugar del accidente informará sobre el incidente a todos los vehículos que lo sigan. Esto les dará la oportunidad de reducir la velocidad de manera oportuna o, en una situación de congestión en la carretera, diseñar otro esquema de movimiento.

Los escáneres de vehículos podrán calcular correctamente el clima y enviar información a través de 5G para que el vehículo pueda diseñar las direcciones de conducción adecuadas.

En transporte social, 5G permitirá monitorear la cantidad de personas que esperan en las paradas de autobús. El conductor del vehículo pasará una parada desierta y el operador enviará el vehículo auxiliar a los puntos de congestión.

En la era 5G, todos los electrodomésticos estarán interconectados. Si antes de eso, mientras pasaba de una habitación a otra, una persona tenía que llevar un dispositivo portátil para poder seguir, por ejemplo, escuchando una radio interesante, ahora los altavoces conectados en diferentes habitaciones se pondrán en contacto entre sí y la reproducción continuará desde el lugar detenido. Además, el usuario puede rastrear el consumo de energía de cada dispositivo o averiguar cuánta energía eléctrica generan las baterías solares.

¿Qué ofrece Qualcomm?

La marca Qualcomm ha ofrecido tecnología 4.5G LTE Advanced, cuya integración está prevista para un futuro próximo. Debido a esto, la compañía podrá cubrir tanto el rango de frecuencia más amplio requerido para el formato 5G como las redes LTE ubicadas anteriormente, lo que reducirá la latencia y aumentará el rendimiento.

Especificidad:

• Excelente ancho de banda debido a la combinación de bandas de frecuencia;
• Mantener 23 operadores de forma sincrónica y aumentar el rendimiento mediante la agregación de frecuencias y la transmisión del tráfico de red entre operadores;
• Reducción de 10 veces en la latencia en comparación con LTE Advanced, durante el uso de torres existentes y frecuencias dentro de 1-70 μs;
• Aplicación de fondos de línea entrante para las necesidades de la línea saliente;
• Incrementar el número de antenas en las estaciones base para mejorar la cobertura y la fuerza de la señal;
• Aumento de la conservación de energía de los dispositivos de IoT al reducir el espectro a 1,4 MHz y 180 kHz (aproximadamente 10 años con una batería);
• 1 Gigabit por segundo para la transferencia de datos entre vehículos, usuarios y dispositivos de IoT;
• Análisis del entorno sin activar la red inalámbrica ni navegar por el dispositivo del usuario.

Usando 5G hoy

5G está diseñado para operar en múltiples bandas de frecuencia. Las bajas frecuencias de 600 a 700 MHz son aceptables para la provincia o para el Internet de las cosas, ya que las estaciones base tienen un amplio alcance. Pero la velocidad de difusión de la información y un solo volumen de comunicación se encuentran en un nivel bajo.

El espectro de hasta 6 GHz corrige este inconveniente, sin embargo, las BS de frecuencia media deberían instalarse con mucha más frecuencia, como lo demuestra la situación en las grandes ciudades. RF de hasta 73 GHz garantiza velocidades máximas de hasta 20 Gigabits / seg. para recibir y hasta 10 Gigabits / seg. para distribución. La principal dificultad es la calidad de la señal exclusivamente en la línea de visión de la BS, el espectro se utiliza para cubrir áreas locales críticas.

Como se mencionó, las características específicas de 5G son un alto ancho de banda y baja latencia durante la propagación de datos. El resultado se logra mediante el uso de una tecnología innovadora para multiplexar la señal NOMA, que permite el servicio simultáneo de varios suscriptores en un canal. Los formatos de primera generación utilizan el fraccionamiento temporal, en el que los usuarios intercambian datos alternativamente con la estación base.

Intel

En primer lugar, es necesario destacar los méritos de Intel Corporation. En los últimos Juegos Olímpicos de Invierno en Pyeongchang, la empresa instaló 5G. Las cámaras UHD conectadas a él permitieron transmitir eventos deportivos en línea con efecto de presencia.

Los hotspots inalámbricos también usaban funciones 5G y servían a muchos suscriptores. La mayor parte del equipo se instaló al aire libre, un gran experimento en la durabilidad de los dispositivos.

La corporación también anunció una asociación con NNT DoCoMo y la instalación de 5G en los Juegos Olímpicos de 2020 en China. Uno de los objetivos de la asociación es mostrar y utilizar las nuevas capacidades de la ciudad "inteligente".

En el MWC de este año, la corporación dio a conocer un concepto de computadora portátil que admite 5G basado en su módem propietario XMM 8060. El chip grande ahora se está instalando por separado del chip. Para aumentar la eficiencia, la empresa está trabajando para integrar el módulo de módem en un solo sistema.

En cualquier caso, lo importante es que la corporación está trabajando en un estándar innovador que transforma el portátil en un dispositivo aún más versátil. Con el nuevo dispositivo, el usuario no tendrá que preocuparse por las redes inalámbricas públicas no seguras. Tampoco necesitará activar el punto de acceso Wi-Fi en su teléfono. La publicidad de los primeros productos nuevos está prevista para el próximo año, los socios de Intel Corporation son Microsoft, Dell, HP y Lenovo.

Además, se estableció sobre la asociación de Intel Corporation con el creador de la electrónica móvil: la marca Spreadtrum. El objetivo de la colaboración es diseñar la serie XMM 8000 de procesadores móviles de Intel con un módem 5G integrado para la segunda mitad del próximo año.

Qualcomm

La empresa anunció por primera vez el módem X50 en 2016. Ahora se revela que el SDX50 será parte del chip Snapdragon 855 patentado, fabricado con un proceso de 7 nm, que se lanzará a principios del próximo año. Cabe decir que la versión Qualcomm de la marca es bastante práctica para instalar en teléfonos y tabletas.

Huawei

La marca Huawei es otro competidor en la carrera 5G. En el MWC de este año, la firma mostró su módem Balong 5G01, que garantiza velocidades de hasta 2,3 Gigabits / seg. Por desgracia, ahora las dimensiones del microcircuito no permiten su uso en teléfonos y tabletas. Pero, dada la inteligencia de la marca, debería esperarse muy pronto la aparición del chip Kirin, que admite 5G.

Nokia Networks

La empresa es el segundo mayor proveedor de equipos de telecomunicaciones después de la marca Huawei.La empresa tiene a su disposición equipos que operan en el espectro LF, MF y HF. A principios de este año, Nokia presentó procesadores 5G con todas las funciones para las estaciones base Reef Shark. El rendimiento de un bloque está dentro de los 84 Gigabits / seg. La instalación de equipos comerciales basados ​​en el procesador innovador estaba prevista para finales de este año.

Quién está involucrado en 5G en Rusia

Los operadores de telecomunicaciones nacionales se mantienen al día con la tendencia general. Se han asociado con los principales proveedores de equipos de red globales como Ericsson, Huawei y Nokia para desarrollar dispositivos 5G.

Megáfono

Este operador fue el primero en mostrar interés en la tecnología innovadora. En 2014, acordó con la marca Huawei para formar 5G piloto. Fueron lanzados este año durante la Copa del Mundo 2018.

En el verano de este año, Megafon lanzó el primer 5G en Rusia, para los miembros de la economía reunidos en San Petersburgo. La velocidad de difusión de la información fue igual a 1,24 Gigabits / seg. Megafon utilizó equipos de la marca Huawei y un chip de Qualcomm.

No hace mucho, Megafon acordó con Nokia desarrollar 5G. En otoño, en la reunión de negocios de Nizhny Novgorod, mostraron la tasa de transferencia de información líder: 5 Gigabits / seg. A los miembros de la cumbre se les mostró una transmisión de video UHD de 360 ​​grados en la pantalla de las gafas de realidad virtual.

MTS

Se unió a la carrera en 2017. Al igual que la anterior, esta firma atribuyó los lanzamientos de lanzamiento de 5G a la Copa del Mundo 2018. La implementación comercial, según el cronograma de la compañía, comenzará en 2019-2020.

En el invierno de 2015, MTS firmó un acuerdo sobre el desarrollo colectivo de 5G con Ericsson, en primavera con Nokia y en otoño con Samsung. MTS realizó experimentos en otoño con equipos de Nokia. La velocidad de diseminación de la información fue de 4.5 Gigabits / seg.

Tele2

En el otoño, firmamos un acuerdo con Nokia Corporation sobre la formación de 5G y el diseño de servicios en el campo del Internet de las cosas.

Línea recta

Actualmente está en diálogo con los proveedores sobre las pruebas de 5G. El representante de la firma A. Aibasheva le dijo a Rusbase sobre esto. Pero primero, la compañía planea adaptar su propia infraestructura y trabajar con 4.5G. En el futuro, esta capacitación les permitirá integrar instantáneamente 5G.

¿Cuándo llegará el 5G?

Las ventas comerciales de 5G están previstas para el próximo año. Todos ellos se limitan a eventos deportivos masivos. Por ejemplo, el operador móvil KT Corporation en Corea del Sur lanzó 5G en los Juegos Olímpicos de Pchenhang de este año. MTS y Megafon nacionales planean instalar 5G en los Juegos Olímpicos de Verano de 2020 en China.

La mayoría de los expertos confían en que la integración 5G a gran escala comenzará después de 2020. Ericsson dijo recientemente que 550 millones de dispositivos se conectarán a estas redes en 2022. Ahora las corporaciones solo están experimentando con equipos.

Ahora 5G es más una idea que una tecnología, ya que todavía no existe un formato común. Para que comience el uso masivo de esta conexión, es necesario crear condiciones tecnológicas, seleccionar frecuencias y cambiar a equipos innovadores.

5G en RF

Los interlocutores de Rusbase son unánimes en que la Federación de Rusia aún está lejos de la introducción generalizada de 5G. Los operadores rusos aún no han recuperado sus propias inversiones en la creación de redes LTE. Por el momento, la cobertura LTE se encuentra dentro del 30%, en relación con lo cual en un futuro cercano las organizaciones de telecomunicaciones se preocuparán por aumentar este valor. Y el 5G para ellos es solo una reserva para el futuro.

S. Skvortsova, jefa de desarrollo estratégico de Tele2, cree que 5G se comercializará en 2021. Según su declaración, existe una opción preliminar en el camino hacia la tecnología 5G - LTE Advanced (LTE-A). Admite velocidades de hasta 100 Megabits / seg. Para suscriptores con alta movilidad y 1 Gigabits / seg., Para usuarios estacionarios.

En mayo del año pasado, los medios anunciaron los planes del Ministerio de Comunicaciones para lanzar 5G en las megalópolis de la Federación de Rusia para 2020. En consecuencia, en 2020 el nuevo formato se integrará en 8 megalópolis de la Federación de Rusia, y en 2025 ya en 16 ciudades donde la población supera el millón de personas.

Conclusión

En conclusión, cabe señalar que se esperan cambios a gran escala en las comunicaciones celulares en un futuro próximo.El número de dispositivos conectados a la red en el modo "siempre en línea" aumentará rápidamente. Es probable que ocurra un escenario en el que la televisión cambie a redes celulares.