Tutto sulla rete 5G: differenze e sua applicazione

Le tecnologie di comunicazione mobile cambiano ogni 10 anni. Ognuno di essi migliora significativamente la velocità di trasferimento delle informazioni. Ecco come appaiono i nuovi servizi e nuovi tipi di contenuto. Gli utenti ottengono un nuovo divertimento e un nuovo livello di vita.

La quinta generazione di comunicazioni cellulari (5G) promette di essere più dirompente che mai. Gli esperti sostengono che è attraverso il 5G che l'Internet of Things, le auto a guida autonoma e la realtà virtuale verranno trasferite dalle pagine dei media tecnici alla vita quotidiana dell'uomo. In questo articolo, ti diremo tutto sulla rete 5G.

Cos'è il 5G?

Nonostante il fatto che la comunicazione 4G non sia ancora diventata globale, le aziende stanno già conducendo test 5G.

Internet 5G viene creato tenendo conto delle tendenze tecnologiche innovative. Si concentra sul collegamento di una varietà di dispositivi domestici "intelligenti", la maggior parte dei quali funzionerà secondo la regola "sempre online". La comunicazione 4G, da parte sua, è utilizzata principalmente nel ruolo di Internet cellulare.

5G (Fifth Generation) è una nuova generazione di rete cellulare operante sulla base dei formati di telecomunicazione secondo gli attuali formati 4G.

I formati per le comunicazioni 5G sono ancora in fase di progettazione. Si presume che in realtà la prossima generazione di comunicazioni inizierà a funzionare nel 2020.

Dove verrà utilizzato?

Il 5G verrà utilizzato laddove è richiesta Internet ad alta velocità, nelle aree metropolitane. Verranno applicati standard di prima generazione per una copertura completa.

Panoramica

Gli utenti ordinari attualmente non hanno bisogno delle velocità colossali della nuova generazione. Ma appariranno necessariamente dopo l'integrazione della tecnologia, perché, come tutti sanno, le persone si abituano rapidamente alle cose buone.

Ragnatela di sincronizzazione

Con costi di connessione inferiori, sempre più dispositivi accedono al Wi-Fi. Il sistema di interconnessione di telefoni, caffè e lavatrici, auricolari, lampade e altre cose in una "rete" coerente è chiamato Internet of Things. Si stima che entro il 2020 ci saranno più di 26 miliardi di questi dispositivi sul pianeta. E il numero di connessioni, di conseguenza, sarà ancora più alto.

La capacità dei gadget di "sentire" attraverso i sensori e l'esecuzione di attività remote troverà impiego nella pianificazione locale, nelle tecnologie per la casa intelligente, nei concetti di monitoraggio elettrico e del riscaldamento, nella sicurezza, negli autobus, nei taxi e nella vendita al dettaglio.

L'Internet of Things richiede una bassa velocità di connessione, ma per molti dispositivi.Sono già state stabilite reti dedicate che utilizzano una larghezza di banda ridotta e i produttori di 5G sono disposti a partecipare a questo processo.

Di conseguenza, gli standard di telecomunicazione dovranno supportare non solo gli utenti mobili, ma anche gli articoli per la casa "intelligenti". Il controllo di tale traffico irregolare è destinato ad aiutare il nuovo formato.

Ritardo

È chiaro che il 5G supporterà la tecnologia dei veicoli automatici e il software VR. In questa situazione, le informazioni dovrebbero arrivare in tempo reale. L'intervallo di andata e ritorno in 4G è superiore a 10 ms, che è un tempo molto lungo.

Il formato successivo è in grado di cambiare in modo assoluto l'architettura di comunicazione con il trasferimento della memorizzazione delle informazioni dai centri di elaborazione dati ai nodi finali, fino ai dispositivi "intelligenti".

Ad esempio, un'auto in movimento necessita di informazioni sulla posizione dei veicoli vicini. Gli standard attuali non possono più far fronte al flusso di tali informazioni per 3 macchine. Ritardi colossali nella trasmissione delle informazioni richiedono la distribuzione locale delle informazioni.

La reattività del 5G è destinata a raggiungere il suo limite. Il ritardo di trasmissione non sarà superiore a 1 ms, anche a una velocità finale di 500 km / h. Questo ritardo diventerà la principale forza trainante dietro la formazione di tecnologie innovative, compresa la guida nelle aree metropolitane e le operazioni remote.

Caratteristiche del 5G

Non molto tempo fa si è scoperto che ottimizzava la maggior parte delle caratteristiche, ma la scelta delle tecnologie che ne garantiscono l'utilizzo concreto va oltre. Tra loro:

1. Le frequenze altissime, che prima non erano realistiche, garantiscono velocità molto più elevate.
2. Lo sviluppo di concetti che inviano informazioni in piccoli blocchi ritarderà i dispositivi IoT per un periodo prolungato.
3. Latenza ridotta per attività che richiedono una risposta immediata.

Differenze rispetto agli standard precedenti

L'innovativo formato mobile non apparirà fino al 2020, ma vengono create classificazioni adeguate a tutta velocità, rendendo chiaro che il 5G sarà significativamente diverso dal precedente.

Aumento della velocità

Il più comprensibile è un aumento della velocità (almeno di parecchie volte), una diminuzione della latenza, un aumento significativo del volume di comunicazione, richiesto per la soddisfazione, una domanda in costante aumento per il World Wide Web. La tendenza è che dopo un po 'tutto sarà connesso alla rete: dai vari scanner ai veicoli.

Consumatore chiave - abbonato

Nelle reti esistenti, l'utente deve adattarsi: il segnale è troppo brutto - per muoversi. Il 5G utilizzerà antenne intelligenti che trasformano il grafico di orientamento in base alle esigenze dell'utente in ambienti specifici. Ad esempio, se un utente viene servito in una cella in questo momento, le informazioni per lui passeranno attraverso un canale stretto, il che aumenterà il rapporto rumore / segnale e migliorerà la velocità di diffusione delle informazioni.

Transizione alle onde mm

La sorgente spettrale è limitata ed è estremamente difficile trovare le frequenze desiderate negli intervalli familiari alla rete cellulare. È chiaro che un aumento significativo della velocità di diffusione delle informazioni richiede spettri di frequenza significativamente più grandi. Una soluzione ragionevole in questo caso è spostarsi nell'area delle decine di GHz.

La maggior parte degli utenti capisce che con un aumento della frequenza operativa, la distanza della rete diminuisce rapidamente, in altre parole, la dimensione della cella. A questo proposito, vale la pena trarre una conclusione basata su questo punto: la comunicazione di prossima generazione verrà utilizzata laddove è necessario un trasferimento di informazioni ad alta velocità. A proposito, la copertura completa non è ancora stata presa in considerazione.

Tecnologia MIMO

Il suo significato è utilizzare più antenne sui lati di alimentazione e ricezione. Questa tecnologia ha avuto origine nelle definizioni 3G. La maggior parte delle reti LTE MIMO funziona in modalità 2x2. In poche parole, due antenne servono per fornire, due per ricevere.In modalità 2x2, le informazioni fluiscono attraverso due canali liberi contemporaneamente, il che consente di aumentare la velocità di propagazione quasi due volte.

Ora ci sono telefoni che supportano la modalità 4x4. Purtroppo, a causa delle dimensioni ridotte dei telefoni, non è realistico aumentare il numero di antenne all'infinito. Un'altra difficoltà è la necessità di trasmettere annunci ufficiali da ciascuna antenna, il che riduce l'efficacia della tecnologia.

Tecnologia da dispositivo a dispositivo

Le situazioni in cui gli utenti parlano a una distanza di decine di metri l'uno dall'altro sono diventate più frequenti. Grazie all'uso di questa tecnologia, solo il traffico di segnali passerà attraverso la connessione dell'operatore, il che rende possibile valutare queste chiamate e le informazioni stesse verranno trasmesse direttamente attraverso i dispositivi. Questo è il significato della tecnologia.

Raggiungere un accordo

Se la situazione con la designazione dello spettro di possibili tecnologie è migliorata nel 2015, le tecnologie stesse sono ancora in fase di creazione. È necessario indicare quali tecnologie della nuova generazione sono necessarie immediatamente e quali dovrebbero essere introdotte dopo un po 'di tempo.

Nonostante la mancanza di formato e risolutezza nell'importanza della tecnologia, le società di produzione stanno cercando di guidare la formazione e l'implementazione di tecnologie di nuova generazione per ottenere successivamente un posto favorevole.

Nokia ha annunciato l'acquisto di Alcatel-Lucent nel 2015 e la società di telecomunicazioni statunitense Verizon Wireless ha annunciato che il primo 5G in America sarebbe stato nel 2016.

Ostacoli tecnici

Istituto di telecomunicazioni. Fraunhofer in Germania ha sperimentato frequenze che vanno da 40 a 100 GHz, Samsung utilizza 28 GHz nella propria ricerca e Nokia utilizza più di 70 GHz.

Il funzionamento dei dispositivi nello spettro mm delle lunghezze d'onda ha una proprietà come una trasmissione del segnale eccessivamente debole, la cui forza diminuisce in modo significativo con la distanza dalla stazione base. Inoltre, l'interferenza del segnale è causata dal corpo umano.

Cosa dice Ericsson?

Dal punto di vista di Ericsson Corporation, le prospettive sono le seguenti.

I veicoli senza pilota comunicheranno tra loro. In caso di incidente, l'auto più vicina al luogo dell'incidente racconterà l'incidente a tutti i veicoli che la seguono. Ciò darà loro l'opportunità di rallentare in modo tempestivo o, in una situazione di congestione stradale, di progettare un altro schema di movimento.

Gli scanner del veicolo saranno in grado di calcolare correttamente il tempo e inviare informazioni tramite 5G in modo che il veicolo possa progettare le indicazioni stradali corrette.

Nel trasporto sociale, il 5G consentirà di monitorare il numero di persone in attesa alle fermate degli autobus. L'autista del veicolo supererà una fermata deserta e l'operatore invierà il veicolo ausiliario nei punti di congestione.

Nell'era 5G, tutti gli elettrodomestici saranno interconnessi. Se prima, mentre si spostava da una stanza all'altra, una persona doveva portare con sé un dispositivo portatile per poter continuare, ad esempio, ad ascoltare una radio interessante, ora gli altoparlanti collegati in stanze diverse si metteranno in contatto tra loro e la riproduzione proseguirà dal punto interrotto. Inoltre, l'utente può monitorare il consumo di energia di ogni dispositivo o scoprire quanta energia elettrica viene generata dalle batterie solari.

Cosa offre Qualcomm?

Il marchio Qualcomm ha offerto la tecnologia 4.5G LTE Advanced, la cui integrazione è prevista per il prossimo futuro. Per questo motivo, la società sarà in grado di coprire sia la gamma di frequenze più ampia richiesta per il formato 5G sia le reti LTE precedentemente localizzate, il che ridurrà la latenza e aumenterà il throughput.

Specificità:

• Ottima larghezza di banda grazie alla combinazione di bande di frequenza;
• Mantenere 23 operatori in modo sincrono e aumentare il throughput attraverso l'aggregazione di frequenze e la trasmissione del traffico di rete tra operatori;
• Riduzione di 10 volte della latenza rispetto a LTE Advanced, durante l'uso di torri esistenti e frequenze entro 1-70 μs;
• Applicazione dei fondi di linea in entrata per le esigenze della linea in uscita;
• Aumentare il numero di antenne nelle stazioni base per migliorare la copertura e la potenza del segnale;
• Aumento del risparmio energetico dei dispositivi IoT restringendo lo spettro a 1,4 MHz e 180 kHz (circa 10 anni con una batteria);
• 1 Gigabit al secondo per il trasferimento dati tra veicoli, utenti e dispositivi IoT;
• Analisi dell'ambiente senza attivare la rete wireless o navigare nel gadget dell'utente.

Usando il 5G oggi

Il 5G è progettato per funzionare in più bande di frequenza. Le basse frequenze da 600 a 700 MHz sono accettabili per la provincia o per l'Internet of Things, poiché le stazioni base hanno una vasta gamma. Ma la velocità di diffusione delle informazioni e un unico volume di comunicazione sono a un livello basso.

Lo spettro fino a 6 GHz corregge questo meno, tuttavia, le BS a media frequenza dovrebbero essere installate molto più spesso, il che è dimostrato dalla situazione nelle grandi città. RF fino a 73 GHz garantisce velocità massime fino a 20 Gigabit / sec. per la ricezione e fino a 10 Gigabit / sec. per la distribuzione. La difficoltà principale è la qualità del segnale esclusivamente nella linea di vista della BS, lo spettro è utilizzato per coprire aree locali critiche.

Come accennato, le caratteristiche specifiche del 5G sono l'elevata larghezza di banda e la bassa latenza durante la propagazione dei dati. Il risultato è ottenuto attraverso l'utilizzo di una tecnologia innovativa per il multiplexing del segnale NOMA, che consente il servizio simultaneo di più abbonati in un canale. I formati di prima generazione utilizzano il frazionamento temporaneo, con gli utenti che scambiano dati alternativamente con la stazione base.

Intel

Prima di tutto, è necessario evidenziare i meriti di Intel Corporation. Alle ultime Olimpiadi invernali di Pyeongchang, l'azienda ha installato il 5G. Le telecamere UHD ad esso collegate hanno permesso di trasmettere online eventi sportivi con effetto di presenza.

Gli hotspot wireless utilizzavano anche le funzionalità 5G e servivano molti abbonati. La parte del leone dell'attrezzatura è stata installata all'aperto: un grande esperimento sulla durata dei gadget.

La società ha anche annunciato una partnership con NNT DoCoMo e l'installazione del 5G alle Olimpiadi del 2020 in Cina. Uno degli obiettivi della partnership è mostrare e utilizzare le nuove capacità della città “intelligente”.

Al MWC di quest'anno, la società ha presentato un concept laptop che supporta il 5G basato sul suo modem proprietario XMM 8060. Il chip di grandi dimensioni viene ora installato separatamente dal chip. Per aumentare l'efficienza, l'azienda sta lavorando all'integrazione del modulo modem in un unico sistema.

In ogni caso, l'importante è che l'azienda stia lavorando a uno standard innovativo che trasformi il laptop in un dispositivo ancora più versatile. Con il nuovo gadget, l'utente non dovrà preoccuparsi delle reti wireless pubbliche non protette. Non dovrai nemmeno attivare l'hotspot Wi-Fi sul tuo telefono. La pubblicità dei primi nuovi prodotti è prevista per il prossimo anno, i partner di Intel Corporation sono Microsoft, Dell, HP e Lenovo.

Inoltre, è stata fondata la partnership di Intel Corporation con il creatore di elettronica mobile, il marchio Spreadtrum. L'obiettivo della collaborazione è progettare la serie XMM 8000 di processori mobili Intel con un modem 5G integrato entro la seconda metà del prossimo anno.

Qualcomm

L'azienda ha annunciato per la prima volta il modem X50 nel 2016. È stato ora rivelato che l'SDX50 farà parte del chip proprietario Snapdragon 855, realizzato utilizzando un processo a 7 nm, che sarà rilasciato all'inizio del prossimo anno. Va detto che la versione Qualcomm del marchio è abbastanza pratica per l'installazione su telefoni e tablet PC.

Huawei

Il marchio Huawei è ancora un altro pari nella corsa al 5G. Al MWC di quest'anno, l'azienda ha mostrato il suo modem Balong 5G01, che garantisce velocità fino a 2,3 Gigabit / sec. Ahimè, ora le dimensioni del microcircuito non consentono di utilizzarlo in telefoni e tablet PC. Ma, vista l'intelligenza del brand, dovrebbe essere previsto molto presto l'emergere del chip Kirin che supporta il 5G.

Nokia Networks

L'azienda è il secondo più grande fornitore di apparecchiature per le telecomunicazioni dopo il marchio Huawei.L'azienda dispone di apparecchiature che operano nello spettro LF, MF e HF. All'inizio di quest'anno, Nokia ha presentato processori 5G con funzionalità complete per le stazioni base Reef Shark. La velocità effettiva di un blocco è di 84 Gigabit / sec. L'installazione di apparecchiature commerciali basate sull'innovativo processore era prevista per la fine di quest'anno.

Chi è impegnato nel 5G nella Federazione Russa

Gli operatori di telecomunicazioni nazionali tengono il passo con la tendenza generale. Hanno collaborato con i principali fornitori di apparecchiature di rete globali come Ericsson, Huawei e Nokia per sviluppare dispositivi 5G.

Megafono

Questo operatore è stato il primo a mostrare interesse per la tecnologia innovativa. Nel 2014, ha concordato con il marchio Huawei di formare 5G pilota. Sono stati lanciati quest'anno durante la Coppa del Mondo 2018.

Nell'estate di quest'anno, Megafon ha lanciato il primo 5G in Russia, per i membri della riunione sull'economia a San Pietroburgo. La velocità di diffusione delle informazioni è stata pari a 1,24 Gigabit / sec. Megafon ha utilizzato apparecchiature del marchio Huawei e un chip di Qualcomm.

Non molto tempo fa, Megafon ha concordato con Nokia di sviluppare il 5G. In autunno, all'incontro di lavoro di Nizhny Novgorod, hanno mostrato la velocità di trasferimento delle informazioni principale: 5 Gigabit / sec. Ai membri del vertice è stata mostrata una trasmissione video UHD a 360 gradi sul display da occhiali VR.

MTS

Si è unita alla gara nel 2017. Come la precedente, questa azienda ha attribuito i lanci del 5G alla Coppa del Mondo 2018. L'implementazione commerciale, secondo il programma dell'azienda, inizierà nel 2019-2020.

Nell'inverno del 2015, MTS ha firmato un accordo sullo sviluppo collettivo del 5G con Ericsson, in primavera con Nokia e in autunno con Samsung. MTS ha condotto esperimenti in autunno sulle apparecchiature Nokia. La velocità di diffusione delle informazioni è stata di 4,5 Gigabit / sec.

Tele2

In autunno abbiamo firmato un accordo con Nokia Corporation per la formazione del 5G e la progettazione di servizi nel campo dell'Internet of Things.

Beeline

Attualmente sta dialogando con i fornitori sui test 5G. Il rappresentante della ditta A. Aibasheva ne ha parlato a Rusbase. Ma prima, l'azienda prevede di adattare la propria infrastruttura e lavorare con 4.5G. In futuro, questa formazione consentirà loro di integrare immediatamente il 5G.

Quando arriverà il 5G?

Le vendite commerciali del 5G sono previste per il prossimo anno. Tutti sono limitati agli eventi sportivi di massa. Ad esempio, l'operatore di telefonia mobile KT Corporation in Corea del Sud ha lanciato il 5G alle Olimpiadi di Pchenhang di quest'anno. MTS e Megafon hanno in programma di installare il 5G alle Olimpiadi estive del 2020 in Cina.

La maggior parte degli esperti è fiduciosa che l'integrazione 5G su larga scala inizierà dopo il 2020. Ericsson ha recentemente affermato che 550 milioni di dispositivi saranno collegati a queste reti nel 2022. Ora le aziende stanno solo sperimentando con le attrezzature.

Ora il 5G è più probabilmente un'idea che una tecnologia, poiché non esiste ancora un formato comune. Affinché l'uso di massa di questa connessione abbia inizio, è necessario creare condizioni tecnologiche, selezionare le frequenze e passare ad apparecchiature innovative.

5G in RF

Gli interlocutori di Rusbase sono unanimi sul fatto che la Federazione Russa sia ancora lontana dall'introduzione diffusa del 5G. Gli operatori russi non hanno ancora recuperato i propri investimenti nella creazione di reti LTE. Al momento, la copertura LTE è entro il 30%, in relazione alla quale nel prossimo futuro le organizzazioni di telecomunicazioni si concentreranno sull'aumento di questo valore. E il 5G per loro è solo una riserva per il futuro.

S. Skvortsova, responsabile dello sviluppo strategico di Tele2, ritiene che il 5G sarà commercializzato entro il 2021. Secondo la sua dichiarazione, c'è un'opzione preliminare sulla strada per il 5G: la tecnologia LTE Advanced (LTE-A). Supporta velocità fino a 100 Megabit / sec. Per abbonati con mobilità elevata e 1 Gigabit / sec., Per utenti fissi.

A maggio dello scorso anno, i media hanno annunciato i piani del Ministero delle comunicazioni per il lancio del 5G nelle megalopoli della Federazione Russa entro il 2020. Di conseguenza, nel 2020 il nuovo formato sarà integrato in 8 megalopoli della Federazione Russa, e nel 2025 già in 16 città dove la popolazione è più di 1 milione di persone.

Conclusione

In conclusione, va notato che nel prossimo futuro sono attesi cambiamenti su larga scala nelle comunicazioni cellulari.Il numero di dispositivi collegati alla rete in modalità "sempre online" aumenterà rapidamente. È probabile uno scenario in cui la TV passerà alle reti cellulari.