Vše o síti 5G - rozdíly a její aplikace

Technologie mobilní komunikace se mění každých 10 let. Kterýkoli z nich významně zvyšuje rychlost přenosu informací. Takto se objevují nové služby a nové typy obsahu. Uživatelé získají novou zábavu a novou úroveň života.

Pátá generace mobilní komunikace (5G) slibuje, že bude rušivější než kdy dříve. Odborníci tvrdí, že právě prostřednictvím 5G bude internet věcí, samojízdná auta a VR přenesen ze stránek technických médií do každodenního lidského života. V tomto článku vám řekneme vše o 5G síti.

Co je 5G?

Navzdory skutečnosti, že komunikace 4G dosud neskončila globálně, společnosti již provádějí testy 5G.

5G internet je vytvářen s ohledem na trendy inovativních technologií. Je zaměřen na připojení různých „inteligentních“ zařízení pro domácnost, z nichž většina bude fungovat podle pravidla „vždy online“. Komunikace 4G se naopak používá hlavně v roli mobilního internetu.

5G (pátá generace) je nová generace celulární sítě fungující na základě telekomunikačních formátů v souladu se současnými formáty 4G.

Formáty pro komunikaci 5G jsou stále ve fázi návrhu. Předpokládá se, že ve skutečnosti začne příští generace komunikace fungovat v roce 2024.

Kde bude použit?

5G se použije tam, kde je v metropolitních oblastech poptávka po vysokorychlostním internetu. Pro komplexní pokrytí budou použity standardy rané generace.

Přehled

Obyčejní uživatelé v současné době nepotřebují kolosální rychlosti nové generace. Ale nevyhnutelně se objeví po integraci technologie, protože, jak každý ví, lidé si rychle zvyknou na dobré věci.

Synchronizační pavučina

S nižšími náklady na připojení získává stále více zařízení přístup k Wi-Fi. Systém propojení telefonů, kávy a praček, náhlavních souprav, lamp a dalších věcí do souvislého „webu“ se nazývá internet věcí. Odhaduje se, že do roku 2024 bude na planetě více než 26 miliard těchto zařízení. A podle toho bude počet připojení ještě vyšší.

Schopnost „cítit“ přístroje prostřednictvím senzorů a vzdáleného provádění úkolů najde uplatnění v místním plánování, technologiích inteligentních domů, koncepcích monitorování elektrických a topných systémů, bezpečnosti, autobusech, taxislužbách a maloobchodu.

Internet věcí potřebuje nízkou rychlost připojení, ale pro mnoho zařízení.Dedikované sítě využívající nízkou šířku pásma již byly vytvořeny a výrobci 5G jsou ochotni se tohoto procesu účastnit.

V důsledku toho budou telekomunikační standardy muset podporovat nejen mobilní uživatele, ale také „chytré“ předměty pro domácnost. Ovládání takového nerovnoměrného provozu nutně pomůže novému formátu.

Zpoždění

Je jasné, že 5G bude mít podporu pro automatickou technologii vozidla a software VR. V této situaci by informace měly přicházet v reálném čase. Interval zpáteční cesty ve 4G je více než 10 ms, což je velmi dlouhá doba.

Další formát je schopen absolutně změnit komunikační architekturu s přenosem úložiště informací ze středisek zpracování dat do koncových uzlů až po „inteligentní“ zařízení.

Například jedoucí auto potřebuje informace o poloze blízkých vozidel. Současné standardy již nemohou zvládnout tok těchto informací u 3 strojů. Kolosální zpoždění v přenosu informací vyžaduje místní distribuci informací.

Odezva 5G je navržena tak, aby dosáhla limitu. Zpoždění přenosu nebude větší než 1 ms, a to ani při konečné rychlosti 500 km / h. Toto zpoždění se stane hlavní hnací silou formování inovativních technologií, včetně řízení v metropolitních oblastech a dálkových operací.

Vlastnosti 5G

Ne tak dávno se ukázalo, že optimalizuje většinu charakteristik, ale výběr technologií, které zaručují jejich použití v praxi, jde ještě dále. Mezi nimi:

1. Extrémně vysoké frekvence, které byly dříve nereálné, zaručují mnohem vyšší rychlosti.
2. Vývoj konceptů, které posílají informace v malých blocích, zpozdí zařízení IoT o delší dobu.
3. Snížená latence u úkolů, které vyžadují okamžitou reakci.

Rozdíly od předchozích norem

Inovativní mobilní formát se objeví až v roce 2024, ale řádné klasifikace se vytvářejí plnou rychlostí, takže je jasné, že 5G se bude výrazně lišit od předchozího.

Zvýšení rychlosti

Nejsrozumitelnější je zvýšení rychlosti (v několikanásobné míře), snížení latence, výrazné zvýšení objemu komunikace, která je nutná pro uspokojení, neustále rostoucí poptávka po World Wide Web. Trendem je, že po chvíli bude do sítě připojeno vše: od různých skenerů po vozidla.

Klíčový spotřebitel - předplatitel

Ve stávajících sítích se uživatel musí přizpůsobit: signál je příliš špatný - pohybovat se. 5G použije inteligentní antény, které transformují orientační graf na základě potřeb uživatelů v konkrétních prostředích. Například pokud je právě teď uživateli poskytována služba v buňce, informace pro něj projdou úzkým kanálem, což zvýší poměr šumu k signálu a zlepší rychlost šíření informací.

Přechod na mm vlny

Spektrální zdroj je omezený a je extrémně obtížné najít požadované frekvence v rozsazích známých celulární síti. Je zřejmé, že výrazné zvýšení rychlosti šíření informací vyžaduje podstatně větší frekvenční spektra. Rozumným řešením je v tomto případě přesun do oblasti desítek GHz.

Většina uživatelů chápe, že s nárůstem provozní frekvence se vzdálenost v síti rychle zmenšuje, jinými slovy, velikost buňky. V tomto ohledu stojí za to na základě tohoto bodu učinit závěr: komunikace nové generace se použije tam, kde je potřeba vysokorychlostního přenosu informací. Mimochodem, úplné pokrytí ještě není zohledněno.

Technologie MIMO

Jeho význam je použít více antén na straně příjmu a příjmu. Tato technologie pochází z definic 3G. Většina sítí LTE MIMO pracuje v režimu 2x2. Jednoduše řečeno, dvě antény jsou pro poskytování, dvě pro příjem.V režimu 2x2 informace protéká dvěma volnými kanály současně, což umožňuje téměř dvojnásobné zvýšení rychlosti šíření.

Nyní existují telefony, které podporují režim 4x4. Bohužel kvůli malým rozměrům telefonů je nereálné zvýšit počet antén na nekonečno. Dalším problémem je potřeba přenášet oficiální oznámení z každé antény, což snižuje účinnost technologie.

Technologie mezi zařízeními

Častější jsou situace, kdy uživatelé mluví ve vzdálenosti desítek metrů od sebe. Díky použití této technologie bude provozovatelem procházet pouze signální provoz, který umožňuje vyhodnotit tato volání, a samotné informace budou přenášeny přímo prostřednictvím zařízení. To je význam technologie.

Dosáhnout dohody

Pokud se situace s určením rozsahu možných technologií zlepšila ještě v roce 2015, pak se samotné technologie stále vytvářejí. Je nutné uvést, které technologie nové generace jsou okamžitě potřebné a které by měly být po nějaké době zavedeny.

I přes nedostatek formátu a rozhodnosti v důležitosti technologie se výrobní korporace snaží vést tvorbu a implementaci technologií nové generace, aby si následně získaly příznivé místo.

Nokia oznámila nákup Alcatel-Lucent již v roce 2015 a americká telekomunikační firma Verizon Wireless oznámila, že první 5G v Americe bude v roce 2016.

Technické překážky

Ústav telekomunikací. Fraunhofer v Německu experimentoval s frekvencemi od 40 do 100 GHz, společnost Samsung používá ve vlastním výzkumu 28 GHz a Nokia používá více než 70 GHz.

Provoz zařízení v mm spektru vlnových délek má takovou vlastnost jako příliš slabý přenos signálu, jehož síla se vzdáleností od základnové stanice významně snižuje. Rušení signálu je navíc způsobeno lidským tělem.

Co říká Ericsson?

Z pohledu společnosti Ericsson Corporation jsou vyhlídky následující.

Bezpilotní vozidla budou navzájem komunikovat. V případě nehody sdělí vozidlo nejblíže místu nehody všechna vozidla, která jej následují. To jim dá příležitost včas zpomalit nebo v případě dopravní zácpy na silnici navrhnout jiné schéma pohybu.

Skenery vozidel budou schopny správně vypočítat počasí a odesílat informace prostřednictvím 5G, aby vozidlo mohlo navrhnout správné směry jízdy.

V sociální dopravě 5G umožní sledovat počet lidí čekajících na autobusových zastávkách. Řidič vozidla projde opuštěným zastavením a provozovatel vyšle pomocné vozidlo do míst přetížení.

V éře 5G budou všechny domácí spotřebiče propojeny. Pokud předtím musel člověk při přechodu z jedné místnosti do druhé nosit přenosné zařízení, aby mohl pokračovat, například poslouchat zajímavé rádio, nyní se reproduktory připojené v různých místnostech navzájem kontaktují a přehrávání bude pokračovat ze zastaveného místa. Uživatel může navíc sledovat spotřebu energie každého zařízení nebo zjistit, kolik elektrické energie generují solární baterie.

Co Qualcomm nabízí?

Značka Qualcomm nabídla technologii 4.5G LTE Advanced, jejíž integrace je plánována v blízké budoucnosti. Z tohoto důvodu bude společnost schopna pokrýt jak širší frekvenční rozsah požadovaný pro formát 5G, tak dříve umístěné sítě LTE, což sníží latenci a zvýší propustnost.

Specifičnost:

• Vynikající šířka pásma díky kombinaci frekvenčních pásem;
• Synchronní údržba 23 operátorů a zvýšení propustnosti prostřednictvím agregace frekvencí a přenosu síťového provozu mezi operátory;
• 10násobné snížení latence ve srovnání s LTE Advanced během používání stávajících věží a frekvencí v rozmezí 1-70 μs;
• Aplikace prostředků příchozí linky pro potřeby odchozí linky;
• Zvýšení počtu antén na základnových stanicích za účelem zlepšení pokrytí a síly signálu;
• Zvýšení úspory energie zařízení IoT zúžením spektra na 1,4 MHz a 180 kHz (přibližně 10 let na jednu baterii);
• 1 Gigabit za sekundu pro přenos dat mezi vozidly, uživateli a zařízeními IoT;
• Analýza prostředí bez aktivace bezdrátové sítě nebo navigace v gadgetu uživatele.

Používání 5G dnes

5G je navrženo pro provoz ve více frekvenčních pásmech. Nízké frekvence od 600 do 700 MHz jsou přijatelné pro provincii nebo pro internet věcí, protože základnové stanice mají velký rozsah. Rychlost šíření informací a jediný objem komunikace jsou však na nízké úrovni.

Spektrum do 6 GHz toto mínus opravuje, avšak středofrekvenční BS by se měly instalovat mnohem častěji, což dokazuje situace ve velkých městech. RF až 73 GHz zaručuje maximální rychlost až 20 Gigabitů za sekundu. pro příjem a až 10 gigabitů / s k distribuci. Hlavním problémem je kvalita signálu výhradně v zorném poli BS, spektrum se používá k pokrytí kritických místních oblastí.

Jak již bylo zmíněno, specifickými vlastnostmi 5G jsou vysoká šířka pásma a nízká latence během šíření dat. Výsledkem je použití inovativní technologie pro multiplexování signálu NOMA, která umožňuje současný servis několika účastníků v jednom kanálu. Formáty rané generace používají dočasnou frakcionaci, uživatelé si střídavě vyměňují data se základnovou stanicí.

Intel

Nejprve je třeba zdůraznit zásluhy společnosti Intel. Na posledních zimních olympijských hrách v Pchjongčchangu firma nainstalovala 5G. K němu připojené kamery UHD umožňovaly vysílat sportovní události online s efektem přítomnosti.

Bezdrátové hotspoty také využívaly funkce 5G a sloužily mnoha předplatitelům. Lví podíl zařízení byl instalován venku - velký experiment v trvanlivosti gadgetů.

Společnost také oznámila partnerství s NNT DoCoMo a instalaci 5G na olympijských hrách 2024 v Číně. Jedním z cílů partnerství je ukázat a využívat nové schopnosti „inteligentního“ města.

Na letošním veletrhu MWC společnost představila koncept notebooku, který podporuje 5G na základě svého proprietárního modemu XMM 8060. Velký čip se nyní instaluje odděleně od čipu. Pro zvýšení efektivity společnost pracuje na integraci modemového modulu do jednoho systému.

V každém případě je důležité, že společnost pracuje na inovativním standardu, který transformuje notebook na ještě univerzálnější zařízení. S novým gadgetem se uživatel nebude muset starat o nezajištěné veřejné bezdrátové sítě. Ani v telefonu nebudete muset zapínat hotspot Wi-Fi. Reklama prvních nových produktů je plánována na příští rok, partnery společnosti Intel Corporation jsou Microsoft, Dell, HP a Lenovo.

Kromě toho bylo navázáno partnerství Intel Corporation s tvůrcem mobilní elektroniky - značkou Spreadtrum. Cílem této spolupráce je navrhnout do druhé poloviny příštího roku mobilní procesory Intel XMM 8000 s integrovaným 5G modemem.

Qualcomm

Firma poprvé oznámila modem X50 již v roce 2016. Nyní vyšlo najevo, že SDX50 bude součástí proprietárního čipu Snapdragon 855 vyrobeného pomocí 7nm procesu, který vyjde začátkem příštího roku. Nelze říci, že verze ochranné známky Qualcomm je docela praktická pro instalaci na telefony a tablety.

Huawei

Značka Huawei je dalším závodníkem v závodě 5G. Na letošním veletrhu MWC společnost předvedla svůj modem Balong 5G01, který zaručuje rychlost až 2,3 Gigabitů / s. Bohužel, nyní rozměry mikroobvodu neumožňují jeho použití v telefonech a tablet PC. Vzhledem k chytrosti značky je ale velmi brzy možné očekávat vznik čipu Kirin, který podporuje 5G.

Sítě Nokia

Společnost je druhým největším dodavatelem telekomunikačních zařízení po značce Huawei.Společnost má k dispozici vlastní zařízení, které pracuje v LF, MF a HF spektru. Začátkem tohoto roku společnost Nokia představila plně vybavené 5G procesory pro základní stanice Reef Shark. Propustnost jednoho bloku je v rozmezí 84 Gigabitů / s. Instalace obchodního vybavení založeného na inovativním procesoru byla plánována na konec tohoto roku.

Kdo se zabývá 5G v Ruské federaci

Domácí telekomunikační operátoři drží krok s obecným trendem. Při vývoji zařízení 5G navázali partnerství s předními světovými poskytovateli síťových zařízení, jako jsou Ericsson, Huawei a Nokia.

Megafon

Tento operátor jako první projevil zájem o inovativní technologii. V roce 2014 se se značkou Huawei dohodl na vytvoření pilotních 5G. Byly zahájeny letos během mistrovství světa v roce 2018.

V létě tohoto roku zahájil Megafon první 5G v Rusku - pro členy ekonomického setkání v Petrohradě. Rychlost šíření informací byla rovna 1,24 Gigabitů / s. Megafon použil vybavení značky Huawei a čip od Qualcommu.

Není to tak dávno, co Megafon souhlasil s Nokií s vývojem 5G. Na podzim na obchodním jednání v Nižním Novgorodu předvedli hlavní rychlost přenosu informací - 5 gigabitů za sekundu. Členům summitu bylo na displeji z VR brýlí zobrazeno 360stupňové UHD video vysílání.

MTS

Do závodu se zapojila v roce 2017. Stejně jako ta předchozí, i tato firma přisoudila uvedení na trh 5G světovému poháru 2018. Komerční implementace bude podle harmonogramu společnosti zahájena v letech 2019–2020.

V zimě roku 2015 podepsala společnost MTS dohodu o společném vývoji 5G se společností Ericsson, na jaře se společností Nokia a na podzim se společností Samsung. MTS provedla experimenty na podzim na zařízeních od společnosti Nokia. Rychlost šíření informací byla v rozmezí 4,5 Gigabitů / s.

Tele2

Na podzim jsme podepsali dohodu se společností Nokia Corporation o tvorbě 5G a designu služeb v oblasti internetu věcí.

Beeline

V současné době vede dialog s dodavateli o 5G testech. Zástupce firmy A. Aibasheva o tom řekl Rusbase. Nejprve ale společnost plánuje přizpůsobit vlastní infrastrukturu a pracovat s 4.5G. Do budoucna jim toto školení umožní okamžitou integraci 5G.

Kdy přichází 5G?

Obchodní prodeje 5G jsou plánovány na příští rok. Všechny jsou omezeny na masové sportovní akce. Například mobilní operátor KT Corporation v Jižní Koreji uvedl na letošní olympiádě v Pchenhangu 5G. Domácí MTS a Megafon plánují nainstalovat 5G na Letních olympijských hrách 2024 v Číně.

Většina odborníků věří, že rozsáhlá integrace 5G začne po roce 2024. Ericsson nedávno uvedl, že k těmto sítím bude v roce 2022 připojeno 550 milionů zařízení. Nyní společnosti pouze experimentují s vybavením.

Nyní je 5G spíše nápad než technologie, protože zatím neexistuje žádný běžný formát. Pro zahájení hromadného využívání tohoto spojení je nutné vytvořit technologické podmínky, zvolit frekvence a přejít na inovativní zařízení.

5G v RF

Účastníci Rusbase jsou jednomyslní, že Ruská federace je stále daleko od rozšířeného zavedení 5G. Ruští operátoři dosud nevrátili své vlastní investice do vytváření sítí LTE. V tuto chvíli je pokrytí LTE do 30%, v souvislosti s nímž v blízké budoucnosti budou telekomunikační organizace usilovat o zvýšení této hodnoty. A 5G pro ně je jen rezervou pro budoucnost.

S. Skvortsova, vedoucí strategického rozvoje společnosti Tele2, věří, že 5G bude komercializováno do roku 2021. Podle jejího prohlášení existuje předběžná možnost na cestě k technologii 5G - LTE Advanced (LTE-A). Podporuje rychlosti až 100 megabitů za sekundu. Pro předplatitele s vysokou mobilitou a 1 gigabitů za sekundu, pro stacionární uživatele.

V květnu loňského roku sdělovací prostředky oznámily plány ministerstva komunikací na zavedení 5G na megalopolích Ruské federace do roku 2024. V důsledku toho bude v roce 2024 nový formát integrován do 8 megalopol Ruské federace a v roce 2025 již do 16 měst, kde počet obyvatel přesahuje 1 milion lidí.

Závěr

Závěrem je třeba poznamenat, že v blízké budoucnosti se očekávají rozsáhlé změny v buněčné komunikaci.Počet zařízení připojených k síti v režimu „vždy online“ se rychle zvýší. Je pravděpodobné, že se televizor přepne na mobilní sítě.