Wszystko o sieci 5G - różnice i jej zastosowanie

Technologie komunikacji mobilnej zmieniają się co 10 lat. Każdy z nich znacznie poprawia szybkość przesyłania informacji. Tak pojawiają się nowe usługi i nowe rodzaje treści. Użytkownicy zyskują nową zabawę i nowy poziom życia.

Piąta generacja komunikacji komórkowej (5G) zapowiada się bardziej destrukcyjnie niż kiedykolwiek. Eksperci przekonują, że to dzięki 5G Internet rzeczy, samojezdne samochody i VR zostaną przeniesione ze stron mediów technicznych do codziennego życia człowieka. W tym artykule opowiemy Ci wszystko o sieci 5G.

Co to jest 5G?

Pomimo tego, że komunikacja 4G nie stała się jeszcze globalna, firmy już prowadzą testy 5G.

Internet 5G tworzony jest z myślą o innowacyjnych trendach technologicznych. Koncentruje się na podłączaniu różnych domowych urządzeń „inteligentnych”, z których większość będzie działać zgodnie z zasadą „zawsze online”. Z kolei komunikacja 4G jest wykorzystywana głównie w roli Internetu komórkowego.

5G (Fifth Generation) to nowa generacja sieci komórkowej działająca w oparciu o formaty telekomunikacyjne zgodne z obecnymi formatami 4G.

Formaty komunikacji 5G są nadal w fazie projektowania. Zakłada się, że w rzeczywistości kolejna generacja komunikacji zacznie działać w 2020 roku.

Gdzie będzie używany?

5G będzie wykorzystywane tam, gdzie jest zapotrzebowanie na szybki Internet w obszarach metropolitalnych. W celu zapewnienia kompleksowego pokrycia zostaną zastosowane standardy wczesnej generacji.

Przegląd

Zwykli użytkownicy nie potrzebują obecnie kolosalnych prędkości nowej generacji. Ale nieuchronnie pojawią się po integracji technologii, bo jak wszyscy wiedzą, ludzie szybko przyzwyczajają się do dobrych rzeczy.

Pajęczyna synchronizacji

Dzięki niższym kosztom połączenia coraz więcej urządzeń uzyskuje dostęp do Wi-Fi. System łączenia telefonów, kawy i pralek, słuchawek, lamp i innych rzeczy w spójną „sieć” nazywany jest Internetem Rzeczy. Szacuje się, że do 2020 roku na planecie będzie ponad 26 miliardów takich urządzeń. W związku z tym liczba połączeń będzie jeszcze wyższa.

Zdolność gadżetów do „czucia” za pomocą czujników i zdalnej realizacji zadań znajdzie zastosowanie w planowaniu lokalnym, technologiach inteligentnych domów, koncepcjach monitorowania instalacji elektrycznej i ogrzewania, bezpieczeństwie, autobusach, taksówkach i handlu detalicznym.

Internet rzeczy wymaga niskiej szybkości połączenia, ale dla wielu urządzeń.Dedykowane sieci wykorzystujące niską przepustowość już powstały, a producenci 5G są skłonni uczestniczyć w tym procesie.

W konsekwencji standardy telekomunikacyjne będą musiały wspierać nie tylko użytkowników mobilnych, ale także „inteligentne” artykuły gospodarstwa domowego. Kontrolowanie takiego niejednolitego ruchu z pewnością pomoże nowemu formatowi.

Opóźnienie

Oczywiste jest, że 5G będzie obsługiwać technologię automatycznych pojazdów i oprogramowanie VR. W takiej sytuacji informacje powinny przychodzić w czasie rzeczywistym. Odstęp w obie strony w 4G jest dłuższy niż 10 ms, co jest bardzo długim czasem.

Kolejny format jest w stanie całkowicie zmienić architekturę komunikacji, przenosząc przechowywanie informacji z centrów przetwarzania danych do węzłów końcowych, aż po „inteligentne” urządzenia.

Na przykład jadący samochód potrzebuje informacji o lokalizacji pobliskich pojazdów. Obecne standardy nie radzą sobie już z przepływem takich informacji dla 3 maszyn. Kolosalne opóźnienia w przekazywaniu informacji wymagają lokalnej dystrybucji informacji.

Szybkość reakcji 5G ma osiągnąć limit. Opóźnienie transmisji nie przekroczy 1 ms, nawet przy końcowej prędkości 500 km / h. Opóźnienie to stanie się główną siłą napędową tworzenia innowacyjnych technologii, w tym jazdy w obszarach metropolitalnych i operacji zdalnych.

Funkcje 5G

Nie tak dawno okazało się, że optymalizuje większość cech, ale wybór technologii gwarantujących ich zastosowanie w praktyce idzie dalej. Pomiędzy nimi:

1. Ultra-wysokie częstotliwości, które wcześniej były nierealistyczne, gwarantują znacznie wyższe prędkości.
2. Opracowanie koncepcji, które wysyłają informacje w małych fragmentach, opóźni urządzenia IoT na dłuższy czas.
3. Zmniejszone opóźnienie zadań wymagających natychmiastowej odpowiedzi.

Różnice w stosunku do poprzednich standardów

Innowacyjny format mobilny pojawi się dopiero w 2020 roku, ale na pełnych obrotach tworzone są odpowiednie klasyfikacje, które pokazują, że 5G będzie się znacząco różniło od poprzedniego.

Wzrost prędkości

Najbardziej zrozumiałe jest zwiększenie prędkości (w najmniejszym stopniu kilkakrotnie), zmniejszenie opóźnień, znaczny wzrost ilości komunikacji, która jest wymagana do satysfakcji, stale rosnące zapotrzebowanie na World Wide Web. Trend jest taki, że po chwili wszystko będzie podłączone do sieci: od różnych skanerów po pojazdy.

Kluczowy odbiorca - abonent

W istniejących sieciach użytkownik musi się dostosować: sygnał jest zbyt zły - aby się poruszać. 5G będzie wykorzystywać inteligentne anteny, które przekształcają wykres orientacji w zależności od potrzeb użytkowników w określonych środowiskach. Na przykład, jeśli użytkownik jest teraz obsługiwany w komórce, informacje dla niego przejdą przez wąski kanał, co zwiększy stosunek szumu do sygnału i poprawi szybkość rozpowszechniania informacji.

Przejście do fal mm

Źródło widmowe jest ograniczone i niezwykle trudno jest znaleźć żądane częstotliwości w zakresach znanych sieci komórkowej. Oczywiste jest, że znaczny wzrost szybkości rozpowszechniania informacji wymaga znacznie większych widm częstotliwości. Rozsądnym rozwiązaniem w tym przypadku jest przeniesienie się w obszar kilkudziesięciu GHz.

Większość użytkowników rozumie, że wraz ze wzrostem częstotliwości roboczej odległość sieci szybko maleje, innymi słowy, rozmiar komórki. W związku z tym warto wyciągnąć wniosek na tej podstawie: komunikacja nowej generacji będzie wykorzystywana tam, gdzie istnieje potrzeba szybkiego przesyłania informacji. Nawiasem mówiąc, pełne pokrycie nie jest jeszcze brane pod uwagę.

Technologia MIMO

Jego znaczenie polega na zastosowaniu wielu anten po stronie zasilającej i odbiorczej. Technologia ta wywodzi się z definicji 3G. Większość sieci LTE MIMO działa w trybie 2x2. Mówiąc najprościej, dwie anteny służą do dostarczania, a dwie do odbioru.W trybie 2x2 informacja przepływa jednocześnie przez dwa wolne kanały, co umożliwia prawie dwukrotne zwiększenie prędkości propagacji.

Teraz są telefony obsługujące tryb 4x4. Niestety, ze względu na mały rozmiar telefonów nierealne jest zwiększanie liczby anten do nieograniczonej liczby. Kolejną trudnością jest konieczność nadawania oficjalnych komunikatów z każdej anteny, co obniża skuteczność technologii.

Technologia urządzenie-urządzenie

Sytuacje, w których użytkownicy rozmawiają w odległości kilkudziesięciu metrów od siebie, stały się częstsze. Dzięki zastosowaniu tej technologii przez łącze operatora przechodzi tylko ruch sygnalizacyjny, co umożliwia ocenę tych połączeń, a sama informacja będzie przekazywana bezpośrednio przez urządzenia. Takie jest znaczenie technologii.

Osiągnąć porozumienie

Jeśli sytuacja z wyznaczeniem zakresu możliwych technologii uległa poprawie już w 2015 roku, to same technologie wciąż powstają. Trzeba od razu wskazać, które technologie nowej generacji są potrzebne, a które po jakimś czasie.

Mimo braku formatu i zdecydowania co do wagi technologii, koncerny produkcyjne starają się przewodzić powstawaniu i wdrażaniu technologii nowej generacji, aby później zająć korzystne miejsce.

Nokia ogłosiła zakup Alcatela-Lucenta w 2015 roku, a amerykańska firma telekomunikacyjna Verizon Wireless ogłosiła, że ​​pierwsze 5G w Ameryce pojawi się w 2016 roku.

Przeszkody techniczne

Instytut Telekomunikacji. Fraunhofer w Niemczech eksperymentował z częstotliwościami w zakresie od 40 do 100 GHz, Samsung we własnych badaniach wykorzystuje 28 GHz, a Nokia ponad 70 GHz.

Praca urządzeń w paśmie fal o długości mm ma taką właściwość, jak zbyt słaba transmisja sygnału, którego siła znacznie maleje wraz z odległością od stacji bazowej. Ponadto zakłócenia sygnału są powodowane przez ludzkie ciało.

Co mówi Ericsson?

Z punktu widzenia Ericsson Corporation perspektywy są następujące.

Bezzałogowe pojazdy będą się ze sobą komunikować. W razie wypadku samochód najbliżej miejsca wypadku poinformuje o zdarzeniu wszystkie jadące po nim pojazdy. Daje im to możliwość szybkiego spowolnienia lub, w sytuacji zatoru na drodze, zaprojektowania innego schematu ruchu.

Skanery pojazdów będą mogły poprawnie obliczać pogodę i przesyłać informacje przez 5G, aby pojazd mógł zaprojektować właściwe kierunki jazdy.

W transporcie społecznym 5G pozwoli na monitorowanie liczby osób oczekujących na przystankach autobusowych. Kierowca pojazdu minie opuszczony przystanek, a operator wyśle ​​pojazd pomocniczy w miejsca zatoru.

W erze 5G wszystkie urządzenia domowe będą ze sobą połączone. Jeśli wcześniej, przemieszczając się z jednego pokoju do drugiego, osoba musiała nosić przy sobie urządzenie przenośne, aby kontynuować np. Słuchanie ciekawego radia, to teraz głośniki podłączone w różnych pokojach będą się ze sobą stykać i odtwarzanie będzie kontynuowane z miejsca zatrzymania. Ponadto użytkownik może śledzić zużycie energii przez każde urządzenie lub dowiedzieć się, ile energii elektrycznej wytwarzają baterie słoneczne.

Co oferuje Qualcomm?

Marka Qualcomm zaoferowała technologię 4.5G LTE Advanced, której integracja planowana jest w najbliższej przyszłości. Dzięki temu firma będzie mogła pokryć zarówno szerszy zakres częstotliwości wymagany dla formatu 5G, jak i wcześniej zlokalizowane sieci LTE, co zmniejszy opóźnienia i zwiększy przepustowość.

Specyficzność:

• Doskonała przepustowość dzięki połączeniu pasm częstotliwości;
• Utrzymanie synchronizacji 23 operatorów i zwiększenie przepustowości poprzez agregację częstotliwości i przesył ruchu sieciowego między operatorami;
• 10-krotne zmniejszenie opóźnienia w porównaniu z LTE Advanced podczas korzystania z istniejących wież i częstotliwości w zakresie 1-70 μs;
• Wykorzystanie środków z linii przychodzącej na potrzeby linii wychodzącej;
• Zwiększenie liczby anten w stacjach bazowych w celu poprawy zasięgu i siły sygnału;
• Zwiększenie oszczędności energii urządzeń IoT poprzez zawężenie widma do 1,4 MHz i 180 kHz (około 10 lat na jednej baterii);
• 1 Gigabit na sekundę do przesyłania danych między pojazdami, użytkownikami i urządzeniami IoT;
• Analiza otoczenia bez aktywowania sieci bezprzewodowej czy nawigacji po gadżecie użytkownika.

Korzystanie z 5G dzisiaj

5G jest zaprojektowany do pracy w wielu pasmach częstotliwości. Niskie częstotliwości od 600 do 700 MHz są dopuszczalne dla prowincji lub dla Internetu rzeczy, ponieważ stacje bazowe mają duży zasięg. Jednak szybkość rozpowszechniania informacji i pojedynczy wolumen komunikacji są na niskim poziomie.

Widmo do 6 GHz koryguje ten minus, jednak stacje bazowe średniej częstotliwości powinny być instalowane znacznie częściej, o czym świadczy sytuacja w dużych miastach. RF do 73 GHz gwarantuje maksymalne prędkości do 20 gigabitów / sek. do odbioru i do 10 Gigabitów / sek. do dystrybucji. Główną trudnością jest jakość sygnału wyłącznie w polu widzenia stacji bazowej, widmo jest wykorzystywane do pokrycia krytycznych obszarów lokalnych.

Jak wspomniano, specyficzne cechy 5G to wysoka przepustowość i małe opóźnienia podczas propagacji danych. Efekt osiągnięto dzięki zastosowaniu innowacyjnej technologii multipleksowania sygnału NOMA, która pozwala na jednoczesną obsługę kilku abonentów w jednym kanale. Formaty wczesnej generacji wykorzystują tymczasowe frakcjonowanie, użytkownicy na przemian wymieniają dane ze stacją bazową.

Intel

Przede wszystkim należy podkreślić zalety Intela. Na ostatnich Zimowych Igrzyskach Olimpijskich w Pyeongchang firma zainstalowała 5G. Podłączone do niego kamery UHD umożliwiły transmisję wydarzeń sportowych w Internecie z efektem obecności.

Bezprzewodowe hotspoty również wykorzystywały funkcje 5G i obsługiwały wielu abonentów. Lwia część sprzętu została zainstalowana na zewnątrz - wspaniały eksperyment z trwałością gadżetu.

Korporacja ogłosiła również partnerstwo z NNT DoCoMo i instalację 5G na Igrzyskach Olimpijskich 2020 w Chinach. Jednym z celów partnerstwa jest pokazanie i wykorzystanie nowych możliwości „inteligentnego” miasta.

Na tegorocznych targach MWC korporacja zaprezentowała koncepcyjny laptop, który obsługuje 5G w oparciu o własny modem XMM 8060. Duży chip jest teraz instalowany oddzielnie od chipa. Aby zwiększyć wydajność, firma pracuje nad integracją modułu modemu w jeden system.

W każdym razie ważne jest to, że korporacja pracuje nad innowacyjnym standardem, który przekształci laptopa w jeszcze bardziej uniwersalne urządzenie. Dzięki nowemu gadżetowi użytkownik nie będzie musiał martwić się o niezabezpieczone publiczne sieci bezprzewodowe. Nie musisz też włączać hotspotu Wi-Fi w telefonie. Reklama pierwszych nowych produktów planowana jest na przyszły rok, partnerami Intel Corporation są Microsoft, Dell, HP i Lenovo.

Dodatkowo powstała o współpracy Intel Corporation z twórcą mobilnej elektroniki - marką Spreadtrum. Celem współpracy jest zaprojektowanie serii procesorów mobilnych Intel XMM 8000 ze zintegrowanym modemem 5G do drugiej połowy przyszłego roku.

Qualcomm

Firma po raz pierwszy ogłosiła modem X50 w 2016 roku. Teraz ujawniono, że SDX50 będzie częścią zastrzeżonego układu Snapdragon 855, wykonanego przy użyciu procesu 7 nm, który zostanie wydany na początku przyszłego roku. Nie można powiedzieć, że wersja Qualcomm jest dość praktyczna do instalacji na telefonach i tabletach.

Huawei

Marka Huawei jest kolejnym rówieśnikiem w wyścigu 5G. Na tegorocznym MWC firma zaprezentowała swój modem Balong 5G01, który gwarantuje prędkość do 2,3 Gb / s. Niestety, teraz wymiary mikroukładu nie pozwalają na użycie go w telefonach i tabletach. Ale biorąc pod uwagę spryt marki, pojawienie się chipa Kirin obsługującego 5G powinno się spodziewać bardzo szybko.

Nokia Networks

Firma jest drugim co do wielkości dostawcą sprzętu telekomunikacyjnego po marce Huawei.Firma dysponuje sprzętem pracującym w paśmie LF, MF i HF. Na początku tego roku Nokia zaprezentowała w pełni funkcjonalne procesory 5G do stacji bazowych Reef Shark. Przepustowość jednego bloku mieści się w granicach 84 gigabitów / sek. Na koniec tego roku zaplanowano instalację sprzętu handlowego opartego na innowacyjnym procesorze.

Kto jest zaangażowany w 5G w Rosji

Krajowi operatorzy telekomunikacyjni nadążają za ogólnym trendem. Współpracowali z wiodącymi globalnymi dostawcami sprzętu sieciowego, takimi jak Ericsson, Huawei i Nokia, aby opracować urządzenia 5G.

Megafon

Operator ten jako pierwszy wykazał zainteresowanie innowacyjną technologią. W 2014 roku zgodził się z marką Huawei na utworzenie pilotażowych 5G. Zostały uruchomione w tym roku podczas mundialu 2018.

Latem tego roku Megafon uruchomił pierwsze 5G w Rosji - dla członków ekonomicznego spotkania w Sankt Petersburgu. Szybkość rozpowszechniania informacji wynosiła 1,24 gigabitów / s. Megafon korzystał ze sprzętu marki Huawei i chipa firmy Qualcomm.

Nie tak dawno Megafon zgodził się z Nokią na rozwój 5G. Jesienią na spotkaniu biznesowym w Niżnym Nowogrodzie pokazali wiodącą szybkość przesyłania informacji - 5 gigabitów / sek. Uczestnikom szczytu pokazano 360-stopniową transmisję wideo UHD na wyświetlaczu z okularów VR.

MTS

Do wyścigu dołączyła w 2017 roku. Podobnie jak poprzednia, firma ta przypisała uruchomienie 5G Mistrzostwom Świata 2018. Komercyjne wdrożenie zgodnie z harmonogramem firmy rozpocznie się w latach 2019-2020.

Zimą 2015 roku MTS podpisał umowę o zbiorowym rozwoju 5G z firmą Ericsson, wiosną z Nokią, a jesienią z Samsungiem. MTS przeprowadził jesienią eksperymenty na sprzęcie firmy Nokia. Szybkość rozpowszechniania informacji wynosiła 4,5 gigabitów / sek.

Tele2

Jesienią podpisaliśmy umowę z Nokia Corporation na powstanie 5G i projektowanie usług z zakresu Internetu Rzeczy.

Linia powietrzna

Obecnie prowadzi rozmowy z dostawcami na temat testów 5G. Przedstawiciel firmy A. Aibasheva powiedział o tym Rusbase. Ale najpierw firma planuje dostosować własną infrastrukturę i pracować z 4,5G. W przyszłości to szkolenie umożliwi im natychmiastową integrację 5G.

Kiedy nadejdzie 5G?

Sprzedaż w handlu 5G planowana jest na przyszły rok. Wszystkie ograniczają się do masowych imprez sportowych. Na przykład operator komórkowy KT Corporation w Korei Południowej uruchomił 5G na tegorocznych igrzyskach olimpijskich w Pchenhang. Krajowe MTS i Megafon planują zainstalować 5G na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2020 w Chinach.

Większość ekspertów jest przekonana, że ​​integracja 5G na dużą skalę rozpocznie się po 2020 roku. Ericsson powiedział niedawno, że w 2022 roku do tych sieci będzie podłączonych 550 milionów urządzeń. Teraz korporacje tylko eksperymentują ze sprzętem.

Teraz 5G jest bardziej prawdopodobnym pomysłem niż technologią, ponieważ nie ma jeszcze wspólnego formatu. Aby rozpocząć masowe wykorzystanie tego połączenia, konieczne jest stworzenie warunków technologicznych, dobór częstotliwości i przejście na innowacyjny sprzęt.

5G w RF

Rozmówcy Rusbase są zgodni co do tego, że Federacji Rosyjskiej nadal daleko do powszechnego wprowadzenia 5G. Rosyjscy operatorzy nie odzyskali jeszcze własnych inwestycji w tworzenie sieci LTE. W tej chwili zasięg LTE mieści się w granicach 30%, w związku z czym w najbliższej przyszłości organizacje telekomunikacyjne będą się zastanawiać nad zwiększaniem tej wartości. A dla nich 5G to tylko rezerwa na przyszłość.

S. Skvortsova, szef działu rozwoju strategicznego w Tele2, uważa, że ​​5G zostanie skomercjalizowane do 2021 roku. Według jej wypowiedzi na drodze do 5G - technologii LTE Advanced (LTE-A) jest wstępna opcja. Obsługuje prędkości do 100 megabitów / s. Dla abonentów o dużej mobilności i 1 gigabitów / s. Dla użytkowników stacjonarnych.

W maju ubiegłego roku media ogłosiły plany Ministerstwa Łączności dotyczące uruchomienia 5G w megalopoliach Federacji Rosyjskiej do 2020 roku. W efekcie w 2020 roku nowy format zostanie zintegrowany z 8 megalopolisami Federacji Rosyjskiej, a w 2025 roku już w 16 miastach o liczbie mieszkańców przekraczającej 1 milion.

Wniosek

Podsumowując, należy zauważyć, że w najbliższej przyszłości spodziewane są duże zmiany w komunikacji komórkowej.Liczba urządzeń podłączonych do sieci w trybie „zawsze online” będzie szybko wzrastać. Prawdopodobny jest scenariusz, w którym telewizor przełączy się na sieci komórkowe.