Tất cả về mạng 5G - sự khác biệt và ứng dụng của nó

Công nghệ truyền thông di động thay đổi 10 năm một lần. Bất kỳ trong số đó cải thiện đáng kể tốc độ truyền thông tin. Đây là cách các dịch vụ mới và các loại nội dung mới xuất hiện. Người dùng có được niềm vui mới và một cấp độ mới của cuộc sống.

Thế hệ thứ năm của truyền thông di động (5G) hứa hẹn sẽ đột phá hơn bao giờ hết. Các chuyên gia cho rằng thông qua 5G, Internet of Things, ô tô tự lái và VR sẽ được chuyển từ các trang phương tiện kỹ thuật vào cuộc sống hàng ngày của con người. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ về mạng 5G.

5G là gì?

Mặc dù thực tế là truyền thông 4G vẫn chưa phổ biến toàn cầu, các công ty vẫn đang tiến hành các thử nghiệm 5G.

Internet 5G đang được tạo ra với xu hướng công nghệ sáng tạo. Nó tập trung vào việc kết nối nhiều loại thiết bị "thông minh" trong gia đình, hầu hết chúng sẽ hoạt động theo quy tắc "luôn trực tuyến". Về phần mình, truyền thông 4G chủ yếu được sử dụng trong vai trò của Internet di động.

5G (Thế hệ thứ năm) là một thế hệ mạng di động mới hoạt động trên cơ sở các định dạng viễn thông phù hợp với các định dạng 4G hiện tại.

Các định dạng cho truyền thông 5G vẫn đang trong giai đoạn thiết kế. Người ta cho rằng, trên thực tế, truyền thông thế hệ tiếp theo sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2020.

Nó sẽ được sử dụng ở đâu?

5G sẽ được sử dụng ở những nơi có nhu cầu về Internet tốc độ cao, ở các khu vực đô thị. Các tiêu chuẩn thế hệ sớm sẽ được áp dụng để bảo hiểm toàn diện.

Tổng quat

Người dùng thông thường hiện không cần tốc độ khổng lồ của thế hệ mới. Nhưng chúng nhất thiết sẽ xuất hiện sau khi công nghệ hội nhập, bởi như mọi người đã biết, con người nhanh chóng quen với những điều tốt đẹp.

Mạng đồng bộ hóa

Với chi phí kết nối thấp hơn, ngày càng có nhiều thiết bị được truy cập Wi-Fi. Hệ thống kết nối giữa điện thoại, cà phê và máy giặt, tai nghe, đèn và những thứ khác thành một "web" thống nhất được gọi là Internet of Things. Người ta ước tính rằng đến năm 2020 sẽ có hơn 26 tỷ thiết bị này trên hành tinh. Và số lượng kết nối, theo đó, sẽ còn nhiều hơn.

Khả năng “cảm nhận” của các tiện ích thông qua cảm biến và thực thi tác vụ từ xa sẽ được sử dụng trong quy hoạch địa phương, công nghệ nhà thông minh, các khái niệm giám sát hệ thống điện và sưởi, an ninh, xe buýt, taxi và bán lẻ.

Internet of Things cần tốc độ kết nối thấp nhưng đối với nhiều thiết bị.Các mạng chuyên dụng sử dụng băng thông thấp đã được thiết lập và các nhà sản xuất 5G sẵn sàng tham gia vào quá trình này.

Do đó, các tiêu chuẩn viễn thông sẽ phải hỗ trợ không chỉ người dùng di động, mà còn hỗ trợ các mặt hàng gia dụng "thông minh". Kiểm soát lưu lượng chắp vá như vậy nhất định sẽ giúp ích cho định dạng mới.

Sự chậm trễ

Rõ ràng là 5G sẽ có hỗ trợ cho công nghệ xe tự động và phần mềm VR. Trong tình huống này, thông tin phải đến trong thời gian thực. Khoảng thời gian khứ hồi trong 4G là hơn 10 ms, một khoảng thời gian rất dài.

Định dạng tiếp theo có khả năng thay đổi hoàn toàn kiến ​​trúc truyền thông với việc chuyển lưu trữ thông tin từ các trung tâm xử lý dữ liệu đến các nút cuối cùng, lên đến các thiết bị "thông minh".

Ví dụ, một chiếc ô tô đang di chuyển cần thông tin về vị trí của những chiếc xe gần đó. Các tiêu chuẩn hiện tại không còn có thể đối phó với luồng thông tin như vậy cho 3 máy. Sự chậm trễ đáng kể trong việc truyền thông tin đòi hỏi sự phân phối thông tin cục bộ.

Khả năng phản hồi của 5G dự kiến ​​sẽ đạt đến giới hạn. Độ trễ truyền sẽ không quá 1 ms, ngay cả ở tốc độ cuối cùng là 500 km / h. Sự chậm trễ này sẽ trở thành động lực chính thúc đẩy sự hình thành các công nghệ tiên tiến, bao gồm cả việc lái xe trong các khu vực đô thị và các hoạt động ở xa.

Các tính năng của 5G

Cách đây không lâu, nó đã tối ưu hóa hầu hết các đặc tính, nhưng việc lựa chọn công nghệ đảm bảo việc sử dụng chúng trong thực tế còn đi xa hơn. Trong số đó:

1. Các tần số siêu cao, trước đây không thực tế, đảm bảo tốc độ cao hơn nhiều.
2. Việc phát triển các khái niệm gửi thông tin theo từng phần nhỏ sẽ làm trì hoãn các thiết bị IoT trong một thời gian dài.
3. Giảm độ trễ cho các tác vụ cần phản hồi tức thì.

Sự khác biệt so với các tiêu chuẩn trước đây

Định dạng di động sáng tạo sẽ không xuất hiện cho đến năm 2020, nhưng các phân loại phù hợp đang được tạo ở tốc độ tối đa, cho thấy rõ ràng rằng 5G sẽ khác biệt đáng kể so với trước đó.

Tăng tốc độ

Dễ hiểu nhất là sự gia tăng tốc độ (ở mức độ thấp nhất), giảm độ trễ, sự gia tăng đáng kể về khối lượng thông tin liên lạc, điều cần thiết để đạt được sự hài lòng, nhu cầu về World Wide Web ngày càng tăng. Xu hướng là sau một thời gian, mọi thứ sẽ được kết nối mạng: từ các máy quét khác nhau cho đến các phương tiện.

Người tiêu dùng chính - người đăng ký

Trong các mạng hiện có, người dùng phải tự điều chỉnh: tín hiệu quá tệ - không thể di chuyển. 5G sẽ sử dụng các ăng-ten thông minh giúp biến đổi biểu đồ định hướng dựa trên nhu cầu của người dùng trong các môi trường cụ thể. Ví dụ, nếu một người dùng đang được phục vụ trong một phòng giam ngay bây giờ, thông tin cho anh ta sẽ đi qua một kênh hẹp, điều này sẽ làm tăng tỷ lệ nhiễu trên tín hiệu và cải thiện tốc độ truyền bá thông tin.

Chuyển đổi sang sóng mm

Nguồn quang phổ bị hạn chế và rất khó tìm được các tần số mong muốn trong các dải quen thuộc với mạng di động. Rõ ràng là tốc độ lan truyền thông tin tăng lên đáng kể đòi hỏi phổ tần số lớn hơn đáng kể. Một giải pháp hợp lý trong trường hợp này là chuyển sang vùng hàng chục GHz.

Hầu hết người dùng hiểu rằng khi tần suất hoạt động tăng lên, khoảng cách mạng sẽ nhanh chóng giảm xuống, hay nói cách khác là kích thước của cell. Về vấn đề này, cần đưa ra kết luận dựa trên điểm này: truyền thông thế hệ tiếp theo sẽ được sử dụng ở những nơi có nhu cầu truyền thông tin tốc độ cao. Nhân tiện, bảo hiểm đầy đủ vẫn chưa được xem xét.

Công nghệ MIMO

Ý nghĩa của nó là sử dụng nhiều anten ở phía cung cấp và đầu thu. Công nghệ này bắt nguồn từ các định nghĩa 3G. Hầu hết các mạng LTE MIMO hoạt động ở chế độ 2x2. Nói một cách đơn giản, hai ăng-ten là để cung cấp, hai ăng-ten để nhận.Ở chế độ 2x2, thông tin truyền qua hai kênh tự do đồng thời, điều này có thể làm tăng tốc độ truyền gần gấp đôi.

Bây giờ đã có điện thoại hỗ trợ chế độ 4x4. Than ôi, do kích thước nhỏ của điện thoại, việc tăng số lượng ăng-ten đến mức vô hạn là không thực tế. Một khó khăn khác là cần phải truyền các thông báo chính thức từ mỗi ăng-ten, điều này làm giảm hiệu quả của công nghệ.

Công nghệ thiết bị với thiết bị

Các tình huống người dùng nói chuyện ở khoảng cách hàng chục mét với nhau đã trở nên thường xuyên hơn. Do sử dụng công nghệ này, chỉ có lưu lượng tín hiệu sẽ đi qua kết nối của nhà điều hành, giúp đánh giá các cuộc gọi này và bản thân thông tin sẽ được truyền trực tiếp qua các thiết bị. Đây là ý nghĩa của công nghệ.

Đạt được thỏa thuận

Nếu tình hình với việc chỉ định một loạt các công nghệ có thể trở nên tốt hơn vào năm 2015, thì bản thân các công nghệ vẫn đang được tạo ra. Cần chỉ ra những công nghệ nào của thế hệ mới là cần thiết ngay lập tức và những công nghệ nào sẽ được giới thiệu sau một thời gian.

Mặc dù thiếu định dạng và tính quyết định về tầm quan trọng của công nghệ, các tập đoàn sản xuất đang cố gắng đi đầu trong việc hình thành và triển khai các công nghệ thế hệ mới để sau đó có được một vị trí thuận lợi.

Nokia đã công bố việc mua Alcatel-Lucent vào năm 2015 và công ty viễn thông Mỹ Verizon Wireless thông báo rằng 5G đầu tiên ở Mỹ sẽ là vào năm 2016.

Trở ngại kỹ thuật

Học viện Viễn thông. Fraunhofer ở Đức đã thử nghiệm với các tần số từ 40 đến 100 GHz, Samsung sử dụng 28 GHz trong nghiên cứu của riêng mình, và Nokia sử dụng hơn 70 GHz.

Hoạt động của các thiết bị trong dải bước sóng mm có đặc tính như truyền tín hiệu quá yếu, cường độ của tín hiệu này giảm đáng kể theo khoảng cách từ trạm gốc. Ngoài ra, nhiễu tín hiệu còn do cơ thể con người gây ra.

Ericsson nói gì?

Theo quan điểm của Ericsson Corporation, triển vọng như sau.

Các phương tiện không người lái sẽ giao tiếp với nhau. Trong trường hợp xảy ra tai nạn, chiếc xe gần vị trí xảy ra tai nạn nhất sẽ thông báo về sự cố cho tất cả các xe đi sau. Điều này sẽ cho họ cơ hội để giảm tốc độ kịp thời hoặc trong tình huống tắc nghẽn trên đường, để thiết kế một kế hoạch di chuyển khác.

Máy quét xe sẽ có thể tính toán thời tiết một cách chính xác và gửi thông tin qua 5G để chiếc xe có thể thiết kế hướng lái phù hợp.

Trong giao thông xã hội, 5G sẽ cho phép giám sát số lượng người chờ đợi tại các điểm dừng xe buýt. Người điều khiển phương tiện vượt qua điểm dừng vắng vẻ, điều động phụ xe đến các điểm ùn tắc.

Trong kỷ nguyên 5G, tất cả các thiết bị gia dụng sẽ được kết nối với nhau. Nếu trước đó, khi di chuyển từ phòng này sang phòng khác, một người phải mang theo thiết bị di động để tiếp tục, chẳng hạn như nghe một đài phát thanh thú vị, thì giờ đây, các loa kết nối ở các phòng khác nhau sẽ liên lạc với nhau và phát lại sẽ tiếp tục từ nơi dừng lại. Ngoài ra, người dùng có thể theo dõi mức tiêu thụ năng lượng của từng thiết bị hoặc tìm ra bao nhiêu năng lượng điện được tạo ra bởi pin năng lượng mặt trời.

Qualcomm cung cấp những gì?

Thương hiệu Qualcomm đã cung cấp công nghệ 4.5G LTE Advanced, việc tích hợp công nghệ này được lên kế hoạch cho tương lai gần. Do đó, công ty sẽ có thể phủ sóng cả dải tần số rộng hơn cần thiết cho định dạng 5G và các mạng LTE đã định vị trước đó, điều này sẽ giảm độ trễ và tăng băng thông.

Tính cụ thể:

• Băng thông tuyệt vời do sự kết hợp của các dải tần;
• Duy trì đồng bộ 23 nhà khai thác và tăng thông lượng thông qua tổng hợp tần số và truyền tải lưu lượng mạng giữa các nhà khai thác;
• Độ trễ giảm 10 lần, khi so sánh với LTE Advanced, trong quá trình sử dụng các tháp và tần số hiện có trong vòng 1-70 μs;
• Ứng dụng quỹ đường dây đến cho các nhu cầu của đường dây đi;
• Tăng số lượng anten tại các trạm gốc nhằm nâng cao vùng phủ sóng và cường độ tín hiệu;
• Tăng cường bảo tồn năng lượng của các thiết bị IoT bằng cách thu hẹp phổ tần xuống 1,4 MHz và 180 kHz (khoảng 10 năm trên một pin);
• 1 Gigabit mỗi giây để truyền dữ liệu giữa phương tiện, người dùng và thiết bị IoT;
• Phân tích môi trường mà không cần kích hoạt mạng không dây hoặc điều hướng tiện ích của người dùng.

Sử dụng 5G ngay hôm nay

5G được thiết kế để hoạt động ở nhiều dải tần. Các tần số thấp từ 600 đến 700 MHz có thể được chấp nhận cho tỉnh hoặc cho Internet of Things, vì các trạm gốc có phạm vi lớn. Tuy nhiên, tốc độ phổ biến thông tin và một khối lượng thông tin liên lạc ở mức thấp.

Phổ tần lên đến 6 GHz khắc phục được điểm trừ này, tuy nhiên, các BS tần số trung bình nên được lắp đặt thường xuyên hơn, điều này đã được chứng minh qua tình hình ở các thành phố lớn. RF lên đến 73 GHz đảm bảo tốc độ tối đa lên đến 20 Gigabit / giây. để nhận và lên đến 10 Gigabit / giây. để phân phối. Khó khăn chính là chất lượng của tín hiệu độc quyền trong đường ngắm của BS, phổ được sử dụng để bao phủ các khu vực cục bộ quan trọng.

Như đã đề cập, các tính năng cụ thể của 5G là băng thông cao và độ trễ thấp trong quá trình truyền dữ liệu. Kết quả đạt được thông qua việc sử dụng một công nghệ tiên tiến để ghép kênh tín hiệu NOMA, cho phép phục vụ đồng thời một số thuê bao trong một kênh. Các định dạng thế hệ trước sử dụng phân đoạn tạm thời, người dùng luân phiên trao đổi dữ liệu với trạm gốc.

Intel

Trước hết, cần nêu ra điểm đáng khen của Intel. Tại Thế vận hội mùa đông vừa qua ở Pyeongchang, công ty đã lắp đặt 5G. Camera UHD được kết nối với nó giúp bạn có thể phát trực tuyến các sự kiện thể thao với hiệu ứng hiện diện.

Các điểm phát sóng không dây cũng sử dụng các tính năng 5G và phục vụ nhiều thuê bao. Phần lớn thiết bị được lắp đặt ngoài trời - một thử nghiệm tuyệt vời về độ bền của thiết bị.

Tập đoàn cũng đã công bố quan hệ đối tác với NNT DoCoMo và việc lắp đặt 5G tại Thế vận hội 2020 ở Trung Quốc. Một trong những mục tiêu của quan hệ đối tác là thể hiện và sử dụng các khả năng mới của thành phố "thông minh".

Tại MWC năm nay, tập đoàn đã trình làng mẫu máy tính xách tay ý tưởng hỗ trợ 5G dựa trên modem XMM 8060 độc quyền của hãng. Con chip lớn hiện đang được lắp riêng với chip này. Để tăng hiệu quả, công ty đang nghiên cứu tích hợp mô-đun modem vào một hệ thống duy nhất.

Trong mọi trường hợp, điều quan trọng là công ty đang làm việc trên một tiêu chuẩn sáng tạo để biến máy tính xách tay thành một thiết bị linh hoạt hơn. Với tiện ích mới, người dùng sẽ không phải lo lắng về các mạng không dây công cộng không an toàn. Bạn cũng sẽ không cần phải bật điểm phát sóng Wi-Fi trên điện thoại của mình. Việc quảng cáo những sản phẩm mới đầu tiên được lên kế hoạch cho năm sau, các đối tác của Intel Corporation là Microsoft, Dell, HP và Lenovo.

Ngoài ra, nó được thành lập dựa trên sự hợp tác của Tập đoàn Intel với người tạo ra thiết bị điện tử di động - thương hiệu Spreadtrum. Mục tiêu của sự hợp tác là thiết kế dòng vi xử lý di động XMM 8000 của Intel với modem 5G tích hợp vào nửa cuối năm sau.

Qualcomm

Công ty lần đầu tiên công bố modem X50 vào năm 2016. Hiện đã có thông tin tiết lộ rằng SDX50 sẽ là một phần của chip Snapdragon 855 độc quyền, được sản xuất trên quy trình 7nm, sẽ được phát hành vào đầu năm sau. Không thể nói rằng phiên bản Qualcomm khá thiết thực để cài đặt trên điện thoại và máy tính bảng.

Huawei

Thương hiệu Huawei là một đối thủ khác trong cuộc đua 5G. Tại MWC năm nay, công ty đã giới thiệu modem Balong 5G01, đảm bảo tốc độ lên đến 2,3 Gigabit / giây. Than ôi, bây giờ kích thước của vi mạch không thể sử dụng nó trong điện thoại và máy tính bảng. Tuy nhiên, với sự thông minh của thương hiệu, sự xuất hiện của chip Kirin hỗ trợ 5G sẽ được mong đợi rất sớm.

Mạng Nokia

Công ty là nhà cung cấp thiết bị viễn thông lớn thứ hai sau thương hiệu Huawei.Công ty có thiết bị xử lý riêng hoạt động trong phổ LF, MF và HF. Đầu năm nay, Nokia đã công bố bộ vi xử lý 5G đầy đủ tính năng cho các trạm gốc Reef Shark. Thông lượng của một khối nằm trong khoảng 84 Gigabit / giây. Việc lắp đặt thiết bị thương mại dựa trên bộ xử lý sáng tạo đã được lên kế hoạch vào cuối năm nay.

Ai tham gia vào 5G ở Nga

Các nhà mạng viễn thông trong nước bắt kịp xu hướng chung. Họ đã hợp tác với các nhà cung cấp thiết bị mạng toàn cầu hàng đầu như Ericsson, Huawei và Nokia để phát triển các thiết bị 5G.

Cái loa

Nhà điều hành này là người đầu tiên thể hiện sự quan tâm đến công nghệ sáng tạo. Trở lại năm 2014, ông đã đồng ý với thương hiệu Huawei để hình thành 5G thí điểm. Họ đã được ra mắt năm nay trong World Cup 2018.

Vào mùa hè năm nay, Megafon đã ra mắt 5G đầu tiên ở Nga - cho các thành viên của cuộc họp kinh tế ở St.Petersburg. Tốc độ truyền bá thông tin bằng 1,24 Gigabit / giây. Megafon đã sử dụng thiết bị thương hiệu Huawei và chip của Qualcomm.

Cách đây không lâu, Megafon đã đồng ý với Nokia để phát triển 5G. Vào mùa thu, tại cuộc họp kinh doanh Nizhny Novgorod, họ đã cho thấy tốc độ truyền thông tin hàng đầu - 5 Gigabit / giây. Các thành viên của hội nghị đã được xem phát video UHD 360 độ trên màn hình từ kính VR.

MTS

Cô tham gia cuộc đua vào năm 2017. Giống như lần trước, công ty này cho rằng việc ra mắt 5G cho World Cup 2018. Việc triển khai thương mại, theo lịch trình của công ty, sẽ bắt đầu vào năm 2019-2020.

Vào mùa đông năm 2015, MTS đã ký một thỏa thuận về việc phát triển chung 5G với Ericsson, vào mùa xuân với Nokia và vào mùa thu với Samsung. MTS đã tiến hành thử nghiệm vào mùa thu trên thiết bị của Nokia. Tốc độ phổ biến thông tin đạt 4,5 Gigabit / giây.

Tele2

Vào mùa thu, chúng tôi đã ký một thỏa thuận với Nokia Corporation về việc hình thành 5G và thiết kế các dịch vụ trong lĩnh vực Internet of Things.

Beeline

Ông hiện đang đối thoại với các nhà cung cấp về các thử nghiệm 5G. Đại diện của hãng A. Aibasheva đã nói với Rusbase về điều này. Nhưng trước tiên, công ty có kế hoạch điều chỉnh cơ sở hạ tầng của riêng mình và làm việc với 4,5G. Trong tương lai, khóa đào tạo này sẽ cho phép họ tích hợp 5G ngay lập tức.

Khi nào 5G sẽ ra mắt?

Doanh số thương mại 5G được lên kế hoạch cho năm tới. Tất cả chúng đều được giới hạn trong các sự kiện thể thao đại chúng. Ví dụ, nhà khai thác di động KT Corporation ở Hàn Quốc đã ra mắt 5G tại Thế vận hội Pchenhang năm nay. MTS trong nước và Megafon có kế hoạch lắp đặt 5G tại Thế vận hội mùa hè 2020 ở Trung Quốc.

Hầu hết các chuyên gia đều tin tưởng rằng việc tích hợp 5G quy mô lớn sẽ bắt đầu sau năm 2020. Ericsson gần đây cho biết rằng 550 triệu thiết bị sẽ được kết nối với các mạng này vào năm 2022. Bây giờ các tập đoàn chỉ đang thử nghiệm thiết bị.

Giờ đây, 5G nhiều khả năng là một ý tưởng hơn là một công nghệ, vì vẫn chưa có định dạng chung. Để bắt đầu sử dụng đại trà kết nối này, cần tạo điều kiện công nghệ, lựa chọn tần số và chuyển sang thiết bị cải tiến.

5G trong RF

Những người đối thoại của Rusbase nhất trí rằng Liên bang Nga vẫn còn lâu mới đưa 5G vào phổ biến. Các nhà khai thác Nga vẫn chưa thu hồi vốn đầu tư của họ trong việc tạo ra mạng LTE. Hiện tại, vùng phủ sóng LTE đang ở mức 30%, liên quan đến việc các tổ chức viễn thông trong tương lai gần sẽ nỗ lực tăng giá trị này. Và 5G đối với họ chỉ là dự bị cho tương lai.

S. Skvortsova, trưởng bộ phận phát triển chiến lược của Tele2, tin rằng 5G sẽ được thương mại hóa vào năm 2021. Theo tuyên bố của cô, có một lựa chọn sơ bộ về con đường đi đến công nghệ 5G - LTE Advanced (LTE-A). Nó hỗ trợ tốc độ lên đến 100 Megabit / giây Dành cho những thuê bao có tính di động cao và 1 Gigabit / giây Dành cho người dùng tĩnh.

Vào tháng 5 năm ngoái, các phương tiện truyền thông đã công bố kế hoạch của Bộ Truyền thông về việc triển khai 5G tại các đại cực của Liên bang Nga vào năm 2020. Do đó, vào năm 2020, định dạng mới sẽ được tích hợp vào 8 đại siêu đại lý của Liên bang Nga và vào năm 2025 đã có ở 16 thành phố có dân số hơn 1 triệu người.

Phần kết luận

Kết luận, cần lưu ý rằng những thay đổi quy mô lớn trong truyền thông di động được mong đợi trong tương lai gần.Số lượng thiết bị kết nối mạng ở chế độ "luôn trực tuyến" sẽ tăng lên nhanh chóng. Một kịch bản có thể xảy ra khi TV sẽ chuyển sang mạng di động.