Tudo sobre rede 5G - diferenças e sua aplicação

As tecnologias de comunicação móvel mudam a cada 10 anos. Qualquer um deles melhora significativamente a velocidade de transferência de informações. É assim que novos serviços e novos tipos de conteúdo aparecem. Os usuários obtêm uma nova diversão e um novo nível de vida.

A quinta geração de comunicações celulares (5G) promete ser mais disruptiva do que nunca. Especialistas argumentam que é por meio do 5G que a Internet das Coisas, os carros autônomos e a RV serão transferidos das páginas da mídia técnica para a vida cotidiana humana. Neste artigo, contaremos tudo sobre a rede 5G.

O que é 5G?

Apesar do fato de a comunicação 4G ainda não ter se tornado global, as empresas já estão realizando testes 5G.

O 5G Internet está sendo criado com tendências tecnológicas inovadoras em mente. Ele se concentra em conectar uma variedade de dispositivos domésticos "inteligentes", a maioria dos quais funcionará de acordo com a regra "sempre online". A comunicação 4G, por sua vez, é usada principalmente na função de Internet celular.

5G (Quinta Geração) é uma nova geração da rede celular operando com base em formatos de telecomunicações de acordo com os atuais formatos 4G.

Os formatos para comunicações 5G ainda estão em fase de design. Supõe-se que, na realidade, a próxima geração de comunicação começará a funcionar em 2020.

Onde será usado?

O 5G será usado onde houver demanda por Internet de alta velocidade, em áreas metropolitanas. Os padrões da primeira geração serão aplicados para uma cobertura abrangente.

Visão geral

Os usuários comuns atualmente não precisam das velocidades colossais da nova geração. Mas eles necessariamente aparecerão após a integração da tecnologia, pois, como todos sabem, as pessoas se acostumam rapidamente com as coisas boas.

Teia de aranha de sincronização

Com custos de conexão mais baixos, mais e mais dispositivos estão obtendo acesso ao wi-fi. O sistema de interconexão de telefones, café e máquinas de lavar, fones de ouvido, lâmpadas e outras coisas em uma "teia" coerente é chamado de Internet das Coisas. Estima-se que até 2020 haverá mais de 26 bilhões desses dispositivos no planeta. E o número de conexões, consequentemente, será ainda maior.

A capacidade dos gadgets de “sentir” por meio de sensores e execução remota de tarefas será usada no planejamento local, tecnologias de casa inteligente, conceitos de monitoramento elétrico e de aquecimento, segurança, ônibus, táxis e varejo.

A Internet das Coisas precisa de uma velocidade de conexão baixa, mas para muitos dispositivos.Redes dedicadas usando baixa largura de banda já foram estabelecidas e os fabricantes 5G estão dispostos a participar desse processo.

Conseqüentemente, os padrões de telecomunicações terão que suportar não apenas usuários móveis, mas também itens domésticos "inteligentes". O controle desse tráfego irregular ajudará o novo formato.

Demora

É claro que o 5G terá suporte para tecnologia de veículos automáticos e software de RV. Nessa situação, as informações devem vir em tempo real. O intervalo de ida e volta em 4G é de mais de 10 ms, que é um tempo muito longo.

O próximo formato é capaz de mudar totalmente a arquitetura de comunicação com a transferência de armazenamento de informações dos centros de processamento de dados aos nós finais, até dispositivos "inteligentes".

Por exemplo, um carro em movimento precisa de informações sobre a localização de veículos próximos. Os padrões atuais não conseguem mais lidar com o fluxo dessas informações para 3 máquinas. Atrasos colossais na transmissão de informações exigem distribuição local de informações.

A capacidade de resposta do 5G está programada para atingir o limite. O atraso de transmissão não será superior a 1 ms, mesmo a uma velocidade final de 500 km / h. Esse atraso se tornará a principal força motriz por trás da formação de tecnologias inovadoras, incluindo a condução em áreas metropolitanas e operações remotas.

Recursos do 5G

Não faz muito tempo, acabou otimizando a maioria das características, mas a escolha de tecnologias que garantam seu uso na prática vai além. Entre eles:

1. Freqüências ultra-altas, que antes eram irrealistas, garantem velocidades muito mais altas.
2. O desenvolvimento de conceitos que enviam informações em pequenos blocos atrasará os dispositivos IoT por um longo período.
3. Latência reduzida para tarefas que precisam de resposta instantânea.

Diferenças dos padrões anteriores

O formato móvel inovador não aparecerá até 2020, mas classificações adequadas estão sendo criadas a toda velocidade, deixando claro que o 5G será significativamente diferente do anterior.

Aumento de velocidade

O mais compreensível é um aumento na velocidade (no mínimo), uma diminuição na latência, um aumento significativo no volume de comunicação, que é necessário para a satisfação, uma demanda cada vez maior pela World Wide Web. A tendência é que depois de um tempo tudo esteja conectado à rede: de vários scanners a veículos.

Consumidor principal - assinante

Nas redes existentes, o usuário deve se adaptar: o sinal é muito ruim - para se mover. 5G usará antenas inteligentes que transformam o gráfico de orientação com base nas necessidades do usuário em ambientes específicos. Por exemplo, se um usuário for atendido em uma célula agora, as informações para ele passarão por um canal estreito, o que aumentará a relação ruído-sinal e aumentará a velocidade de disseminação da informação.

Transição para ondas mm

A fonte espectral é limitada e é extremamente difícil encontrar as frequências desejadas nas faixas familiares à rede celular. É claro que um aumento significativo na velocidade de disseminação da informação requer espectros de frequência significativamente maiores. Uma solução razoável neste caso é mover para a área de dezenas de GHz.

A maioria dos usuários entende que com o aumento da frequência de operação, a distância da rede diminui rapidamente, ou seja, o tamanho da célula. A este respeito, vale a pena fazer uma conclusão a partir deste ponto: a comunicação da próxima geração será usada onde houver necessidade de transferência de informação em alta velocidade. A propósito, a cobertura total ainda não foi considerada.

Tecnologia MIMO

Seu significado é usar várias antenas nos lados de fornecimento e recebimento. Essa tecnologia teve origem nas definições 3G. A maioria das redes LTE MIMO opera no modo 2x2. Simplificando, duas antenas são para fornecer e duas para receber.No modo 2x2, a informação flui por dois canais livres simultaneamente, o que permite aumentar a velocidade de propagação quase duas vezes.

Agora, existem telefones que suportam o modo 4x4. Infelizmente, devido ao pequeno tamanho dos telefones, não é realista aumentar o número de antenas até o limite. Outra dificuldade é a necessidade de transmissão de anúncios oficiais de cada antena, o que reduz a eficácia da tecnologia.

Tecnologia dispositivo a dispositivo

Situações em que os usuários falam a uma distância de dezenas de metros um do outro tornaram-se mais frequentes. Com o uso dessa tecnologia, apenas o tráfego de sinais passará pela conexão da operadora, o que permite avaliar essas ligações, e as próprias informações serão transmitidas diretamente pelos aparelhos. Este é o significado da tecnologia.

Chegar a um acordo

Se a situação com a designação da gama de tecnologias possíveis melhorou em 2015, então as próprias tecnologias ainda estão sendo criadas. É necessário indicar quais tecnologias da nova geração são necessárias imediatamente e quais devem ser introduzidas depois de um tempo.

Apesar da falta de formato e de determinação na importância da tecnologia, as empresas manufatureiras estão tentando liderar a formação e implementação de tecnologias de nova geração para posteriormente obter um lugar favorável.

A Nokia anunciou a compra da Alcatel-Lucent em 2015, e a empresa de telecomunicações americana Verizon Wireless anunciou que o primeiro 5G na América seria em 2016.

Obstáculos técnicos

Instituto de Telecomunicações. Fraunhofer na Alemanha experimentou frequências que variam de 40 a 100 GHz, a Samsung usa 28 GHz em suas próprias pesquisas e a Nokia usa mais de 70 GHz.

A operação de dispositivos no espectro mm de comprimentos de onda tem uma propriedade como transmissão de sinal excessivamente fraca, cuja intensidade diminui significativamente com a distância da estação base. Além disso, a interferência do sinal é causada pelo corpo humano.

O que Ericsson diz?

Do ponto de vista da Ericsson Corporation, as perspectivas são as seguintes.

Os veículos não tripulados se comunicarão uns com os outros. Em caso de acidente, o carro mais próximo do local do acidente informará sobre o incidente a todos os veículos que o seguirem. Isso lhes dará a oportunidade de desacelerar em tempo hábil ou, em uma situação de congestionamento na estrada, de projetar outro esquema de movimento.

Os scanners de veículos serão capazes de calcular o tempo corretamente e enviar informações via 5G para que o veículo possa projetar as instruções de direção adequadas.

No transporte social, o 5G permitirá monitorar a quantidade de pessoas esperando nos pontos de ônibus. O motorista do veículo passará por uma parada deserta, e o operador enviará o veículo auxiliar aos pontos de congestionamento.

Na era 5G, todos os eletrodomésticos estarão interligados. Se antes, ao se deslocar de uma sala para outra, uma pessoa precisava carregar um dispositivo portátil para continuar, por exemplo, ouvindo um rádio interessante, agora as caixas de som conectadas em salas diferentes entrarão em contato e a reprodução continuará do local parado. Além disso, o usuário pode rastrear o consumo de energia de cada dispositivo ou saber quanta energia elétrica é gerada pelas baterias solares.

O que a Qualcomm oferece?

A marca Qualcomm ofereceu tecnologia 4.5G LTE Advanced, cuja integração está planejada para um futuro próximo. Devido a isso, a empresa será capaz de cobrir a faixa de frequência mais ampla necessária para o formato 5G e redes LTE previamente localizadas, o que reduzirá a latência e aumentará o rendimento.

Especificidade:

• Excelente largura de banda devido à combinação de bandas de frequência;
• Manter 23 operadoras de forma síncrona e aumentar o rendimento através da agregação de frequência e transmissão do tráfego de rede entre as operadoras;
• Redução de 10 vezes na latência, quando comparada com LTE Advanced, durante o uso de torres existentes e frequências de 1-70 μs;
• Aplicação dos fundos da linha de entrada para as necessidades da linha de saída;
• Aumentar o número de antenas nas estações base para melhorar a cobertura e a força do sinal;
• Aumento na conservação de energia dos dispositivos IoT, estreitando o espectro para 1,4 MHz e 180 kHz (cerca de 10 anos com uma bateria);
• 1 Gigabit por segundo para transferência de dados entre veículos, usuários e dispositivos IoT;
• Análise do ambiente sem ativar a rede sem fio ou navegar no gadget do usuário.

Usando 5G hoje

5G é projetado para operar em várias bandas de frequência. Baixas frequências de 600 a 700 MHz são aceitáveis ​​para a província ou para a Internet das coisas, uma vez que as estações base têm um grande alcance. Mas a velocidade de disseminação da informação e um único volume de comunicação estão em um nível baixo.

O espectro de até 6 GHz corrige esse menos, porém, BSs de média frequência deveriam ser instalados com muito mais frequência, o que é comprovado pela situação das grandes cidades. RF de até 73 GHz garante velocidades máximas de até 20 Gigabits / seg. para receber e até 10 Gigabits / seg. para distribuição. A principal dificuldade é a qualidade do sinal exclusivamente na linha de visada do BS, o espectro é utilizado para cobrir áreas locais críticas.

Conforme mencionado, os recursos específicos do 5G são alta largura de banda e baixa latência durante a propagação de dados. O resultado é alcançado por meio da utilização de uma tecnologia inovadora de multiplexação do sinal NOMA, que permite o atendimento simultâneo de vários assinantes em um canal. Os formatos de geração anterior usam fracionamento temporário, os usuários trocam dados alternadamente com a estação base.

Intel

Antes de mais nada, é preciso destacar os méritos da Intel. Nos últimos Jogos Olímpicos de Inverno em Pyeongchang, a empresa instalou o 5G. As câmeras UHD conectadas a ele possibilitaram a transmissão de eventos esportivos online com efeito de presença.

Os hotspots sem fio também usavam recursos 5G e atendiam a muitos assinantes. A maior parte do equipamento foi instalada ao ar livre - um grande experimento em durabilidade de gadgets.

A corporação também anunciou uma parceria com a NNT DoCoMo e a instalação do 5G nas Olimpíadas de 2020 na China. Um dos objetivos da parceria é mostrar e usar os novos recursos da cidade "inteligente".

No MWC deste ano, a corporação revelou um laptop conceito que suporta 5G baseado no modem proprietário XMM 8060. Agora, o grande chip é instalado separadamente do chip. Para aumentar a eficiência, a empresa está trabalhando na integração do módulo do modem em um único sistema.

Em todo caso, o importante é que a corporação esteja trabalhando em um padrão inovador que transforme o laptop em um aparelho ainda mais versátil. Com o novo gadget, o usuário não terá que se preocupar com redes sem fio públicas inseguras. Você também não precisará ligar o ponto de acesso Wi-Fi no seu telefone. A publicidade dos primeiros novos produtos está prevista para o próximo ano, os parceiros da Intel Corporation são Microsoft, Dell, HP e Lenovo.

Além disso, foi estabelecido sobre a parceria da Intel Corporation com o criador da eletrônica móvel - a marca Spreadtrum. O objetivo da colaboração é projetar a série XMM 8000 de processadores móveis da Intel com um modem 5G integrado até o segundo semestre do próximo ano.

Qualcomm

A empresa anunciou o modem X50 pela primeira vez em 2016. Foi agora revelado que o SDX50 fará parte do chip proprietário Snapdragon 855, feito usando um processo de 7 nm, que será lançado no início do próximo ano. Não se pode dizer que a versão Qualcomm é bastante prática para instalação em telefones e tablets.

Huawei

A marca Huawei é mais um concorrente na corrida 5G. No MWC deste ano, a empresa exibiu seu modem Balong 5G01, que garante velocidades de até 2,3 Gigabits / s. Infelizmente, agora as dimensões do microcircuito não permitem usá-lo em telefones e tablets. Mas, dada a inteligência da marca, o surgimento do chip Kirin que suporta 5G deve ser esperado em breve.

Nokia Networks

A empresa é o segundo maior fornecedor de equipamentos de telecomunicações depois da marca Huawei.A empresa dispõe de equipamentos próprios que operam nos espetros LF, MF e HF. No início deste ano, a Nokia lançou processadores 5G com recursos completos para as estações base Reef Shark. A taxa de transferência de um bloco está dentro de 84 Gigabits / s. A instalação de equipamentos comerciais baseados no processador inovador estava prevista para o final deste ano.

Quem está envolvido em 5G na Rússia

As operadoras de telecomunicações domésticas acompanham a tendência geral. Eles fizeram parceria com fornecedores líderes de equipamentos de rede globais, como Ericsson, Huawei e Nokia para desenvolver dispositivos 5G.

Megafone

Esta operadora foi a primeira a mostrar interesse em tecnologia inovadora. Em 2014, ele concordou com a marca Huawei para formar 5Gs piloto. Eles foram lançados este ano durante a Copa do Mundo de 2018.

No verão deste ano, Megafon lançou o primeiro 5G na Rússia - para membros da economia reunidos em São Petersburgo. A velocidade de disseminação da informação foi igual a 1,24 Gigabits / seg. A Megafon usou equipamentos da marca Huawei e um chip da Qualcomm.

Não muito tempo atrás, Megafon concordou com a Nokia para desenvolver 5G. No outono, na reunião de negócios de Nizhny Novgorod, eles mostraram a taxa de transferência de informações líder - 5 Gigabits / s. Os membros da cúpula assistiram a uma transmissão de vídeo UHD de 360 ​​graus em uma tela de óculos de realidade virtual.

MTS

Ela entrou na corrida em 2017. À semelhança da anterior, esta empresa atribuiu os lançamentos de 5G ao Mundial de 2018. A implementação comercial, de acordo com o calendário da empresa, terá início em 2019-2020.

No inverno de 2015, a MTS assinou um acordo sobre o desenvolvimento coletivo de 5G com a Ericsson, na primavera com a Nokia e no outono com a Samsung. A MTS conduziu experimentos no outono em equipamentos da Nokia. A velocidade de disseminação da informação era de 4,5 Gigabits / seg.

Tele2

No outono, assinamos um acordo com a Nokia Corporation sobre a formação do 5G e o design de serviços na área da Internet das Coisas.

Beeline

Ele está atualmente em diálogo com fornecedores sobre os testes 5G. O representante da empresa A. Aibasheva disse a Rusbase sobre isso. Mas, primeiro, a empresa planeja adaptar sua própria infraestrutura e trabalhar com 4.5G. No futuro, este treinamento permitirá que eles integrem o 5G instantaneamente.

Quando chega o 5G?

As vendas de comércio 5G estão planejadas para o próximo ano. Todos eles são limitados a eventos esportivos de massa. Por exemplo, a operadora móvel KT Corporation na Coreia do Sul lançou o 5G nas Olimpíadas de Pchenhang deste ano. A MTS doméstica e a Megafon planejam instalar o 5G nos Jogos Olímpicos de Verão de 2020 na China.

A maioria dos especialistas está confiante de que a integração 5G em grande escala começará após 2020. A Ericsson disse recentemente que 550 milhões de dispositivos serão conectados a essas redes em 2022. Agora as empresas estão apenas experimentando equipamentos.

Agora, o 5G é mais provavelmente uma ideia do que uma tecnologia, uma vez que ainda não existe um formato comum. Para que o uso massivo dessa conexão comece, é necessário criar condições tecnológicas, selecionar frequências e mudar para equipamentos inovadores.

5G em RF

Os interlocutores da Rusbase são unânimes em afirmar que a Federação Russa ainda está longe de uma introdução generalizada do 5G. As operadoras russas ainda não recuperaram seus próprios investimentos na criação de redes LTE. Neste momento, a cobertura LTE está na ordem dos 30%, pelo que num futuro próximo as organizações de telecomunicações se debruçarão sobre o aumento deste valor. E o 5G para eles é apenas uma reserva para o futuro.

S. Skvortsova, chefe de desenvolvimento estratégico da Tele2, acredita que o 5G será comercializado até 2021. Segundo seu comunicado, há uma opção preliminar no caminho para a tecnologia 5G - LTE Advanced (LTE-A). Suporta velocidades de até 100 Megabits / s. Para assinantes com alta mobilidade e 1 Gigabits / s. Para usuários fixos.

Em maio do ano passado, a mídia anunciou os planos do Ministério das Comunicações de lançar 5G nas megalópoles da Federação Russa até 2020. Consequentemente, em 2020 o novo formato será integrado em 8 megalópoles da Federação Russa, e em 2025 já em 16 cidades onde a população é de mais de 1 milhão de pessoas.

Conclusão

Em conclusão, deve-se notar que mudanças em grande escala nas comunicações celulares são esperadas em um futuro próximo.O número de dispositivos conectados à rede no modo "sempre online" aumentará rapidamente. É provável que haja um cenário em que a TV mudará para redes celulares.