Totul despre rețeaua 5G - diferențe și aplicația sa

Tehnologiile de comunicații mobile se schimbă la fiecare 10 ani. Oricare dintre ele îmbunătățește semnificativ viteza de transfer a informațiilor. Așa apar noi servicii și noi tipuri de conținut. Utilizatorii au o distracție nouă și un nou nivel de viață.

A cincea generație de comunicații celulare (5G) promite să fie mai perturbatoare ca niciodată. Experții susțin că prin intermediul 5G Internetul obiectelor, mașinile cu conducere automată și VR vor fi transferate de pe paginile mass-media tehnice în viața de zi cu zi a omului. În acest articol, vă vom spune totul despre rețeaua 5G.

Ce este 5G?

În ciuda faptului că comunicarea 4G nu a devenit încă globală, companiile efectuează deja teste 5G.

5G Internet este creat având în vedere tendințele tehnologice inovatoare. Este axat pe conectarea unei varietăți de dispozitive „inteligente” de uz casnic, dintre care majoritatea vor funcționa conform regulii „întotdeauna online”. Comunicarea 4G, la rândul său, este utilizată în principal în rolul internetului celular.

5G (Fifth Generation) este o nouă generație a rețelei celulare care funcționează pe baza formatelor de telecomunicații în conformitate cu formatele actuale 4G.

Formatele pentru comunicațiile 5G sunt încă în faza de proiectare. Se presupune că, în realitate, următoarea generație de comunicare va începe să funcționeze în 2020.

Unde va fi folosit?

5G va fi utilizat acolo unde există o cerere de internet de mare viteză, în zonele metropolitane. Standardele de generație timpurie vor fi aplicate pentru o acoperire completă.

Prezentare generală

Utilizatorii obișnuiți nu au nevoie în prezent de viteza colosală a noii generații. Dar ele vor apărea neapărat după integrarea tehnologiei, deoarece, după cum știe toată lumea, oamenii se obișnuiesc rapid cu lucruri bune.

Pânză de păianjen de sincronizare

Cu costuri mai mici de conectare, din ce în ce mai multe dispozitive au acces la Wi-Fi. Sistemul de interconectare a telefoanelor, cafelei și mașinilor de spălat, căștilor, lămpilor și altor lucruri într-un „web” coerent se numește Internetul obiectelor. Se estimează că până în 2020 vor exista peste 26 de miliarde de astfel de dispozitive pe planetă. Iar numărul de conexiuni, în consecință, va fi și mai mare.

Capacitatea gadgeturilor de a „simți” prin senzori și executarea de la distanță a sarcinilor va fi folosită în planificare locală, tehnologii inteligente pentru case, concepte de monitorizare electrică și de încălzire, securitate, autobuze, taxiuri și retail.

Internetul obiectelor are nevoie de o viteză de conectare redusă, dar pentru multe dispozitive.Au fost deja stabilite rețele dedicate care utilizează lățime de bandă scăzută, iar producătorii 5G sunt dispuși să participe la acest proces.

În consecință, standardele de telecomunicații vor trebui să sprijine nu numai utilizatorii de telefonie mobilă, ci și articolele de uz casnic „inteligente”. Controlul unui astfel de trafic neuniform va ajuta la noul format.

Întârziere

Este clar că 5G va avea suport pentru tehnologia automată a vehiculelor și software-ul VR. În această situație, informațiile ar trebui să vină în timp real. Intervalul dus-întors în 4G este mai mare de 10 ms, ceea ce reprezintă o perioadă foarte lungă de timp.

Următorul format este capabil să schimbe absolut arhitectura de comunicare cu transferul stocării informațiilor de la centrele de procesare a datelor la nodurile finale, până la dispozitive „inteligente”.

De exemplu, o mașină în mișcare are nevoie de informații despre locația vehiculelor din apropiere. Standardele actuale nu mai pot face față fluxului de astfel de informații pentru 3 mașini. Întârzierile colosale în transmiterea informațiilor necesită distribuirea locală a informațiilor.

Răspunsul 5G este programat să atingă limita. Întârzierea transmisiei nu va fi mai mare de 1 ms, chiar și la o viteză finală de 500 km / h. Această întârziere va deveni principala forță motrice din spatele formării tehnologiilor inovatoare, inclusiv conducerea în zonele metropolitane și operațiunile la distanță.

Caracteristici ale 5G

Nu cu mult timp în urmă, sa dovedit a optimiza majoritatea caracteristicilor, dar alegerea tehnologiilor care garantează utilizarea lor în practică merge mai departe. Printre ei:

1. Frecvențele ultra-înalte, care anterior nu erau realiste, garantează viteze mult mai mari.
2. Dezvoltarea conceptelor care trimit informații în bucăți mici va întârzia dispozitivele IoT pentru o perioadă prelungită.
3. Latență redusă pentru sarcinile care necesită răspuns instantaneu.

Diferențe față de standardele anterioare

Formatul mobil inovator nu va apărea până în 2020, dar sunt create clasificări adecvate la viteză maximă, ceea ce face clar că 5G va fi semnificativ diferit de cel anterior.

Creșterea vitezei

Cea mai ușor de înțeles este o creștere a vitezei (în cel mai mic grad), o scădere a latenței, o creștere semnificativă a volumului de comunicare, care este necesară pentru satisfacție, o cerere în continuă creștere pentru World Wide Web. Tendința este că după un timp totul va fi conectat la rețea: de la diferite scanere la vehicule.

Consumator cheie - abonat

În rețelele existente, utilizatorul trebuie să se adapteze: semnalul este prea rău - pentru a se deplasa. 5G va utiliza antene inteligente care transformă graficul de orientare pe baza nevoilor utilizatorilor în medii specifice. De exemplu, dacă un utilizator este deservit într-o celulă chiar acum, informațiile pentru el vor trece printr-un canal îngust, ceea ce va crește raportul zgomot-semnal și va îmbunătăți viteza de diseminare a informațiilor.

Trecerea la undele mm

Sursa spectrală este limitată și este extrem de dificil să găsești frecvențele dorite în intervalele familiare rețelei celulare. Este clar că o creștere semnificativă a vitezei de diseminare a informațiilor necesită spectre de frecvență semnificativ mai mari. O soluție rezonabilă în acest caz este mutarea în zona de zeci de GHz.

Majoritatea utilizatorilor înțeleg că odată cu creșterea frecvenței de funcționare, distanța rețelei scade rapid, cu alte cuvinte, dimensiunea celulei. În acest sens, merită să se facă o concluzie pe baza acestui punct: comunicarea de următoarea generație va fi utilizată acolo unde este nevoie de transfer de informații de mare viteză. Apropo, acoperirea completă nu este încă luată în considerare.

Tehnologie MIMO

Înțelesul său este de a utiliza mai multe antene pe partea de alimentare și recepție. Această tehnologie a apărut în definițiile 3G. Majoritatea rețelelor LTE MIMO funcționează în modul 2x2. Pur și simplu, două antene sunt pentru furnizare, două pentru recepție.În modul 2x2, informațiile circulă simultan prin două canale libere, ceea ce face posibilă creșterea vitezei de propagare de aproape două ori.

Acum există telefoane care acceptă modul 4x4. Din păcate, datorită dimensiunilor mici ale telefoanelor, este nerealist să crești numărul de antene până la nelimitate. O altă dificultate este necesitatea de a transmite anunțuri oficiale de la fiecare antenă, ceea ce reduce eficiența tehnologiei.

Tehnologie de la dispozitiv la dispozitiv

Situațiile în care utilizatorii vorbesc la o distanță de zeci de metri unul de altul au devenit mai frecvente. Datorită utilizării acestei tehnologii, numai traficul de semnal va trece prin conexiunea operatorului, ceea ce face posibilă evaluarea acestor apeluri, iar informațiile în sine vor fi transmise direct prin intermediul dispozitivelor. Acesta este sensul tehnologiei.

Ajunge la acord

Dacă situația cu desemnarea gamei de tehnologii posibile a devenit mai bună în 2015, atunci tehnologiile în sine sunt încă create. Este necesar să se indice ce tehnologii din noua generație sunt necesare imediat și care ar trebui introduse după un timp.

În ciuda lipsei de format și a decisivității în importanța tehnologiei, corporațiile producătoare încearcă să conducă formarea și implementarea tehnologiilor de nouă generație pentru a obține ulterior un loc favorabil.

Nokia a anunțat achiziționarea Alcatel-Lucent în 2015, iar firma de telecomunicații americane Verizon Wireless a anunțat că primul 5G din America va fi în 2016.

Obstacole tehnice

Institutul de Telecomunicații. Fraunhofer din Germania a experimentat cu frecvențe cuprinse între 40 și 100 GHz, Samsung utilizează 28 GHz în propriile cercetări, iar Nokia utilizează mai mult de 70 GHz.

Funcționarea dispozitivelor în spectrul mm al lungimilor de undă are o astfel de proprietate ca transmisia semnalului excesiv de slabă, a cărei forță scade semnificativ cu distanța față de stația de bază. În plus, interferența semnalului este cauzată de corpul uman.

Ce spune Ericsson?

Din punctul de vedere al Ericsson Corporation, perspectivele sunt următoarele.

Vehiculele fără pilot vor comunica între ele. În cazul unui accident, mașina cea mai apropiată de locul accidentului va informa despre incident tuturor vehiculelor care îl urmează. Acest lucru le va oferi posibilitatea de a încetini în timp util sau, într-o situație de aglomerație pe drum, de a proiecta o altă schemă de mișcare.

Scannerele de vehicule vor putea calcula corect vremea și vor trimite informații prin 5G, astfel încât vehiculul să poată proiecta direcțiile de conducere corespunzătoare.

În transportul social, 5G va permite monitorizarea numărului de persoane care așteaptă la stațiile de autobuz. Șoferul vehiculului va trece printr-o oprire pustie, iar operatorul va trimite vehiculul auxiliar în punctele de aglomerație.

În era 5G, toate aparatele electrocasnice vor fi interconectate. Dacă înainte de aceasta, în timp ce se deplasa dintr-o cameră în alta, o persoană trebuia să transporte un dispozitiv portabil pentru a continua, de exemplu, ascultând un radio interesant, acum difuzoarele conectate în camere diferite se vor contacta și redarea va continua din locul oprit. În plus, utilizatorul poate urmări consumul de energie al fiecărui dispozitiv sau poate afla câtă energie electrică este generată de bateriile solare.

Ce oferă Qualcomm?

Marca Qualcomm a oferit tehnologie avansată 4.5G LTE, a cărei integrare este planificată pentru viitorul apropiat. Datorită acestui fapt, compania va putea acoperi atât gama de frecvențe mai largă necesară pentru formatul 5G, cât și rețelele LTE localizate anterior, ceea ce va reduce latența și va crește capacitatea de producție.

Specificitate:

• Lățime de bandă excelentă datorită combinației de benzi de frecvență;
• Menținerea sincronă a 23 de operatori și creșterea randamentului prin agregarea frecvenței și transmiterea traficului de rețea între operatori;
• Reducerea de 10 ori a latenței, în comparație cu LTE Advanced, în timpul utilizării turnurilor și frecvențelor existente în intervalul 1-70 μs;
• Aplicarea fondurilor liniei de intrare pentru nevoile liniei de ieșire;
• Creșterea numărului de antene la stațiile de bază pentru a îmbunătăți acoperirea și puterea semnalului;
• Creșterea conservării energiei dispozitivelor IoT prin îngustarea spectrului la 1,4 MHz și 180 kHz (aproximativ 10 ani cu o baterie);
• 1 gigabit pe secundă pentru transferul de date între vehicule, utilizatori și dispozitive IoT;
• Analiza mediului fără activarea rețelei wireless sau navigarea în gadgetul utilizatorului.

Folosind 5G astăzi

5G este conceput pentru a funcționa în mai multe benzi de frecvență. Frecvențele joase de la 600 la 700 MHz sunt acceptabile pentru provincie sau pentru internetul obiectelor, deoarece stațiile de bază au o gamă largă. Dar viteza de diseminare a informațiilor și un singur volum de comunicare sunt la un nivel scăzut.

Spectrul de până la 6 GHz corectează acest minus, cu toate acestea, BS-urile cu frecvență medie ar trebui instalate mult mai des, lucru dovedit de situația din orașele mari. RF de până la 73 GHz garantează viteze maxime de până la 20 Gigabits / sec. pentru primire și până la 10 Gigabits / sec. pentru distribuire. Principala dificultate este calitatea semnalului exclusiv în linia de vedere a BS, spectrul este utilizat pentru a acoperi zonele locale critice.

După cum sa menționat, caracteristicile specifice 5G sunt lățimea de bandă mare și latența scăzută în timpul propagării datelor. Rezultatul este obținut prin utilizarea unei tehnologii inovatoare de multiplexare a semnalului NOMA, care permite deservirea simultană a mai multor abonați pe un singur canal. Formatele de primă generație folosesc fracționarea temporară, utilizatorii schimbând alternativ date cu stația de bază.

Intel

În primul rând, este necesar să evidențiem meritele Intel. La ultimele Jocuri Olimpice de iarnă de la Pyeongchang, firma a instalat 5G. Camerele UHD conectate la aceasta au făcut posibilă difuzarea evenimentelor sportive online cu efectul prezenței.

Hotspoturile wireless au folosit, de asemenea, funcții 5G și au deservit mulți abonați. Cea mai mare parte a echipamentului a fost instalată în aer liber - un experiment minunat în ceea ce privește durabilitatea gadgeturilor.

De asemenea, corporația a anunțat un parteneriat cu NNT DoCoMo și instalarea 5G la Jocurile Olimpice din 2020 din China. Unul dintre obiectivele parteneriatului este de a arăta și utiliza noile capacități ale orașului „inteligent”.

La MWC din acest an, corporația a dezvăluit un concept laptop care acceptă 5G pe baza modemului propriu XMM 8060. Cipul mare este acum instalat separat de cip. Pentru a crește eficiența, compania lucrează la integrarea modulului modem într-un singur sistem.

În orice caz, important este că corporația lucrează la un standard inovator care transformă laptopul într-un dispozitiv și mai versatil. Cu noul obiect gadget, utilizatorul nu va trebui să-și facă griji cu privire la rețelele fără fir publice nesecurizate. Nici nu va trebui să porniți hotspotul Wi-Fi de pe telefon. Publicitatea primelor produse noi este planificată pentru anul viitor, partenerii Intel Corporation sunt Microsoft, Dell, HP și Lenovo.

În plus, sa stabilit despre parteneriatul Intel Corporation cu creatorul de electronice mobile - marca Spreadtrum. Scopul colaborării este de a proiecta seria de procesoare mobile XMM 8000 Intel cu un modem 5G integrat până în a doua jumătate a anului viitor.

Qualcomm

Firma a anunțat pentru prima dată modemul X50 în 2016. S-a dezvăluit acum că SDX50 va face parte din cipul proprietar Snapdragon 855, realizat utilizând un proces de 7nm, care va fi lansat la începutul anului viitor. Nu se poate spune că versiunea Qualcomm este destul de practică pentru instalarea pe telefoane și tablete PC.

Huawei

Brandul Huawei este încă un partener în cursa 5G. La MWC din acest an, firma și-a prezentat modemul Balong 5G01, care garantează viteze de până la 2,3 Gigați / sec. Din păcate, acum dimensiunile microcircuitului nu fac posibilă utilizarea acestuia în telefoane și tablete PC. Dar, având în vedere inteligența mărcii, ar trebui să se aștepte foarte curând apariția cipului Kirin care acceptă 5G.

Rețele Nokia

Compania este al doilea cel mai mare furnizor de echipamente de telecomunicații după marca Huawei.Compania are la dispoziție echipamente care funcționează în spectrul LF, MF și HF. La începutul acestui an, Nokia a prezentat procesoare 5G complete pentru stațiile de bază Reef Shark. Debitul unui bloc este de 84 Gigabits / sec. Instalarea echipamentelor comerciale pe baza procesorului inovator a fost planificată la sfârșitul acestui an.

Cine este implicat în 5G în Rusia

Operatorii interni de telecomunicații țin pasul cu tendința generală. Ei au colaborat cu furnizori mondiali de echipamente de rețea precum Ericsson, Huawei și Nokia pentru a dezvolta dispozitive 5G.

Megafon

Acest operator a fost primul care s-a arătat interesat de tehnologia inovatoare. În 2014, el a fost de acord cu marca Huawei să formeze pilot 5G. Au fost lansate anul acesta în timpul Cupei Mondiale din 2018.

În vara acestui an, Megafon a lansat primul 5G în Rusia - pentru membrii economiei întâlnindu-se la Sankt Petersburg. Viteza de diseminare a informațiilor a fost egală cu 1,24 Gigabits / sec. Megafon a folosit echipamente marca Huawei și un cip de la Qualcomm.

Nu cu mult timp în urmă, Megafon a fost de acord cu Nokia să dezvolte 5G. În toamnă, la întâlnirea de afaceri de la Nijni Novgorod, aceștia au arătat cea mai mare rată de transfer de informații - 5 Gigați / sec. Membrii summitului li s-a arătat un videoclip UHD de 360 ​​de grade difuzat pe un ecran de ochelari VR.

MTS

S-a alăturat cursei în 2017. La fel ca și precedentul, această firmă a atribuit lansările lansării 5G Cupei Mondiale 2018. Implementarea comercială, conform programului companiei, va începe în 2019-2020.

În iarna anului 2015, MTS a semnat un acord privind dezvoltarea colectivă a 5G cu Ericsson, în primăvară cu Nokia și în toamnă cu Samsung. MTS a efectuat experimente în toamnă pe echipamente de la Nokia. Viteza de diseminare a informațiilor a fost de 4,5 Gigabits / sec.

Tele2

În toamnă, am semnat un acord cu Nokia Corporation privind formarea 5G și proiectarea serviciilor în domeniul Internetului obiectelor.

Linie dreaptă

În prezent, el este în dialog cu furnizorii despre încercările 5G. Reprezentantul firmei A. Aibasheva i-a spus lui Rusbase despre acest lucru. În primul rând, compania intenționează să își adapteze propria infrastructură și să funcționeze cu 4.5G. În viitor, acest antrenament le va permite să integreze instantaneu 5G.

Când vine 5G?

Vânzările comerciale 5G sunt planificate pentru anul viitor. Toate acestea sunt limitate la evenimente sportive de masă. De exemplu, operatorul de telefonie mobilă KT Corporation din Coreea de Sud a lansat 5G la Jocurile Olimpice de la Pchenhang din acest an. MTS și Megafon intenționează să instaleze 5G la Jocurile Olimpice de vară din 2020 din China.

Majoritatea experților sunt încrezători că integrarea 5G la scară largă va începe după 2020. Ericsson a spus recent că 550 de milioane de dispozitive vor fi conectate la aceste rețele în 2022. Acum corporațiile experimentează doar echipamente.

Acum, 5G este mai probabil o idee decât o tehnologie, deoarece nu există încă un format comun. Pentru a începe utilizarea în masă a acestei conexiuni, este necesar să se creeze condiții tehnologice, să se selecteze frecvențele și să se treacă la echipamente inovatoare.

5G în RF

Interlocutorii Rusbase sunt unanimi că Federația Rusă este încă departe de introducerea pe scară largă a 5G. Operatorii ruși nu și-au recuperat încă propriile investiții în crearea rețelelor LTE. În prezent, acoperirea LTE este în limita a 30%, în legătură cu care, în viitorul apropiat, organizațiile de telecomunicații vor porni asupra creșterii acestei valori. Și 5G pentru ei este doar o rezervă pentru viitor.

S. Skvortsova, șef de dezvoltare strategică la Tele2, consideră că 5G va fi comercializat până în 2021. Potrivit declarației sale, există o opțiune preliminară pe calea către tehnologia 5G - LTE Advanced (LTE-A). Acceptă viteze de până la 100 Megabiți / sec. Pentru abonații cu mobilitate ridicată și 1 Gigați / sec. Pentru utilizatorii staționari.

În mai anul trecut, mass-media a anunțat planurile Ministerului Comunicațiilor de a lansa 5G în megalopolurile Federației Ruse până în 2020. În consecință, în 2020 noul format va fi integrat în 8 megalopoluri ale Federației Ruse și, în 2025, deja în 16 orașe în care populația este mai mare de 1 milion de oameni.

Concluzie

În concluzie, trebuie remarcat faptul că în viitorul apropiat se așteaptă modificări la scară largă în comunicațiile celulare.Numărul de dispozitive conectate la rețea în modul „întotdeauna online” va crește rapid. Un scenariu este probabil când televizorul va trece la rețelele celulare.