Minden az 5G hálózatról – különbségek és alkalmazása

A mobilkommunikációs technológiák 10 évente változnak. Bármelyikük jelentősen javítja az információátvitel sebességét. Így jelennek meg az új szolgáltatások, új típusú tartalmak. A felhasználók új szórakozást és új életszínvonalat kapnak.

A celluláris kommunikáció (5G) ötödik generációja minden eddiginél nagyobb áttörést ígér. A szakértők azzal érvelnek, hogy az 5G-nek köszönhető, hogy a tárgyak internete, a pilóta nélküli járművek és a VR átkerül a technikai média oldalairól az emberi mindennapokba. Ebben a cikkben mindent elmondunk az 5G hálózatról.

Mi az 5G?

Bár a 4G még nem globális, a vállalatok már tesztelik az 5G-t.

Az 5G internet a technológia innovatív trendjeit figyelembe véve jön létre. Különféle háztartási "okos" eszközök csatlakoztatására összpontosít, amelyek többsége a "mindig online" szabály szerint működik. A 4G kommunikációt a maga részéről elsősorban a mobilinternet szerepében használják.

Az 5G (Fifth Generation) a mobilhálózat új generációja, amely távközlési formátumok alapján működik a jelenlegi 4G formátumoknak megfelelően.

Az 5G kommunikációs formátumok még tervezési fázisban vannak. Feltételezhető, hogy a valóságban a következő generációs kommunikáció 2022-ben fog működni.

Hol fogják használni?

Az 5G-t ott fogják használni, ahol igény mutatkozik a nagy sebességű internetre, a nagyvárosokban. A teljes lefedettséghez a korai generációs szabványokat kell alkalmazni.

Felülvizsgálat

A hétköznapi felhasználóknak jelenleg nincs szükségük az új generáció kolosszális sebességére. De minden bizonnyal a technológia integrációja után fognak megjelenni, mert mint mindenki tudja, az emberek hamar megszokják a jót.

A szinkronizálás "webje".

Az alacsonyabb csatlakozási költségek miatt több eszköz fér hozzá a Wi-Fi-hez. A telefonok, kávé- és mosógépek, fejhallgatók, lámpák és egyebek teljes „hálóvá” való összekapcsolásának rendszerét a dolgok internetének nevezik.A feltételezések szerint 2022-re több mint 26 milliárd ilyen eszköz lesz a bolygón. És a kapcsolatok száma még magasabb lesz.

A modulok azon képességét, hogy „érzékeljenek” az érzékelőkön keresztül, és távolról végezzenek feladatokat, hasznosak lesznek a helyi tervezésben, az okosotthon-technológiákban, az elektromos és fűtési ellátás felügyeletére, a biztonságra, a buszokra, taxikra és a kiskereskedelemre.

A dolgok internetéhez kicsi kapcsolati sebességre van szükség, de sok eszközhöz. Kis sávokat használó, dedikált hálózatokat már létrehoztak, és az 5G gyártók hajlandóak részt venni ebben a folyamatban.

Következésképpen a távközlési szabványoknak nem csak a mobilfelhasználókat kell támogatniuk, hanem az „okos” háztartási cikkeket is. Az ilyen heterogén forgalom szabályozása segítheti az új formátumot.

Késleltetés

Nyilvánvaló, hogy az 5G támogatni fogja az automatikus TC technológiát és a VR szoftvert. Ebben a helyzetben az információnak a tényleges idő módban kell érkeznie. A 4G adás-vételi intervallum több mint 10 ms, ami nagyon hosszú idő.

A következő formátum képes teljesen megváltoztatni a kommunikáció architektúráját az információtárolás átvitelével az adatfeldolgozó központoktól a végső csomópontokig, egészen az "intelligens" eszközökig.

Például egy mozgó autónak információra van szüksége egy közeli jármű helyéről. A jelenlegi szabványok már nem képesek megbirkózni az ilyen információk áramlásával 3 autó esetében. Az információtovábbításban bekövetkező hatalmas késések az információ helyi elosztását teszik szükségessé.

A tervek szerint az 5G válaszsebessége lesz a határ.Az átviteli késleltetés 500 km/h végsebességnél sem lesz több 1 ms-nál. Ez a késés lesz az innovatív technológiák kialakításának fő hajtóereje, beleértve a nagyvárosi területeken történő vezetést és a távoli műveleteket.

5G jellemzők

Nem is olyan régen még a legtöbb jellemzőt optimalizálni lehetett, de a gyakorlatban való használatukat garantáló technológiák választéka tovább megy. Közöttük:

1. Az ultramagas frekvenciák, amelyek korábban irreálisak voltak, sokkal nagyobb sebességet garantálnak.
2. Az információkat apró darabokban küldő koncepciók fejlesztése hosszabb időre késlelteti a tárgyak internete eszközeinek tevékenységét.
3. Az azonnali választ igénylő feladatok késleltetésének csökkentése.

Eltérések a korábbi szabványoktól

Egy innovatív mobilformátum csak 2022-ben érkezik meg, de a megfelelő besorolások teljes sebességgel készülnek, így egyértelmű, hogy az 5G nagyon más lesz, mint amilyen volt.

Sebességnövelés

A legérthetőbb a sebességnövekedés (legalább többszöröse), a késleltetés csökkenése, a kommunikáció mennyiségének jelentős növekedése, amely a világháló iránti folyamatosan növekvő igény kielégítéséhez szükséges. A tendencia az, hogy egy idő után minden a hálózatra fog kapcsolódni: a különféle szkennerektől a járművekig.

Kulcsfogyasztó – előfizető

A meglévő hálózatokban a felhasználónak alkalmazkodnia kell: a jel túl rossz - mozogni. Az 5G intelligens antennákat fog használni, amelyek bizonyos körülmények között átalakítják a tájolási grafikont a felhasználók igényei szerint.Például, ha egy felhasználót éppen egy cellában szolgálnak ki, a számára információ egy keskeny csatornán halad át, ami növeli a zaj/jel arányt, és javítja az információ terjedési sebességét.

Átmenet mm-hullámokra

A spektrumforrás korlátozott, és rendkívül nehéz megtalálni a kívánt frekvenciákat a mobilhálózat számára ismert tartományokban. Nyilvánvaló, hogy az információterjedés sebességének jelentős növeléséhez lényegesen nagyobb frekvenciaspektrumokra van szükség. Ebben az esetben ésszerű megoldás a több tíz GHz-es szférára való átállás.

A legtöbb felhasználó megérti, hogy a működési frekvencia növekedésével a hálózati távolság gyorsan csökken, más szóval a cella mérete. Ebből a szempontból érdemes levonni a következtetést: új generációs kommunikációt alkalmaznak ott, ahol nagy sebességű információátvitelre van szükség. A teljes lefedettséget egyébként még nem vesszük figyelembe.

MIMO technológia

Jelentése több antenna használata a szolgáltató és a vevő oldalon. Ez a technológia a 3G-re vonatkozó definíciókból származik. A legtöbb LTE hálózatban a MIMO 2x2 módban működik. Egyszerűen fogalmazva, két antenna az adáshoz, kettő a vételhez. 2x2 módban az információ egyszerre két szabad csatornán halad át, ami lehetővé teszi a terjedési sebesség közel kétszeresét.

Ma már vannak olyan telefonok, amelyek támogatják a 4x4 módot. Sajnos a telefonok kis mérete miatt nem életszerű az antennák számát a végtelenségig növelni. További nehézséget jelent, hogy minden antennáról hivatalos közleményeket kell továbbítani, ami csökkenti a technológia hatékonyságát.

Eszközök közötti technológia

Egyre gyakoribbá váltak azok a helyzetek, amikor a felhasználók több tíz méter távolságra beszélnek egymástól. Ennek a technológiának köszönhetően csak a jelforgalom megy keresztül a kezelői kommunikáción, ami lehetővé teszi ezeknek a hívásoknak a kiértékelését, és magát az információt közvetlenül az eszközökön keresztül továbbítják. Ez a technológia lényege.

megállapodásra jutni

Ha még 2015-ben javult a helyzet a lehetséges technológiák körének kijelölésével, akkor maguk a technológiák még mindig készülnek. Meg kell határozni, hogy mely új generációs technológiákra van szükség azonnal, és melyeket kell egy idő után bevezetni.

A formátumok hiánya és a technológia fontosságának határozottsága ellenére a gyártó vállalatok igyekeznek élen járni a következő generációs technológiák kialakításában és bevezetésében, hogy utólag kedvező helyre kerüljenek.

A Nokia még 2015-ben bejelentette, hogy megvásárolja az Alcatel-Lucentet, a Verizon Wireless amerikai távközlési cég pedig bejelentette, hogy Amerika első 5G-je 2016-ban lesz.

Technikai akadályok

Távközlési Intézet. A németországi Fraunhofer 40-100 GHz-es frekvenciákkal végzett kísérleteket, a Samsung 28 GHz-et, a Nokia pedig több mint 70 GHz-et használ.

A mm-es hullámhossz-spektrumban lévő eszközök működésének olyan tulajdonsága van, mint a túl gyenge jelátvitel, amelynek erőssége a bázisállomástól való távolsággal jelentősen csökken. Ezenkívül a jel interferenciáját az emberi test okozza.

Mit mond Ericsson?

Az Ericsson Corporation szempontjából a kilátások a következők.

A pilóta nélküli járművek adatokat cserélnek egymással.Baleset esetén a baleset helyszínéhez legközelebbi autó értesíti az őt követő összes járművet a történtekről. Ez lehetőséget ad számukra, hogy időben lelassítsanak, vagy torlódásos helyzetben más mozgásmintát tervezzenek.

A jármű szkennerei megfelelően kiszámítják az időjárást, és 5G-n keresztül elküldik az információkat, így a jármű megtervezi a megfelelő vezetési mintát.

A közösségi közlekedés területén az 5G lehetővé teszi a buszmegállókban várakozók számának nyomon követését. A jármű vezetője áthalad egy elhagyott megállón, az üzemeltető pedig egy segédjárművet küld a torlódási pontjaikra.

Az 5G korszakban minden háztartási készülék összekapcsolódik. Ha ezt megelőzően, amikor egyik szobából a másikba költözött, az embernek hordozható eszközt kellett viselnie ahhoz, hogy például egy érdekes rádiót hallgathasson, most a különböző helyiségekben csatlakoztatott hangszórók érintkeznek egymással, és a lejátszás folytatódik a megállt hely. Ezen kívül a felhasználó nyomon követheti az egyes eszközök energiafogyasztását, vagy megtudhatja, mennyi elektromos energiát termelnek a napelemek.

Mit kínál a Qualcomm?

A Qualcomm márka 4,5G LTE Advanced technológiát kínált, amelynek integrálását a közeljövőben tervezik. Ennek köszönhetően a cég az 5G formátumhoz szükséges szélesebb frekvenciatartományt és a korábban elhelyezett LTE hálózatokat egyaránt le tudja majd fedni, ami csökkenti a késleltetést és növeli az áteresztőképességet.

Specifikusság:

• Kiváló sávszélesség a frekvenciatartományok kombinációjának köszönhetően;
• 23 szolgáltató szinkron támogatása és az áteresztőképesség növelése frekvencia aggregálással és a hálózati forgalom szolgáltatók közötti átvitelével;
• 10-szeres késleltetési idő az LTE Advancedhez képest, a meglévő tornyok és frekvenciák használatával 1-70 µs-on belül;
• A bejövő vonal pénzeszközeinek felhasználása a kimenő vonal szükségleteire;
• Az antennák számának növelése a bázisállomásokon a lefedettség és a jelerősség javítása érdekében;
• Az IoT-eszközök energiamegtakarításának növelése a spektrum 1,4 MHz-re és 180 kHz-re szűkítésével (kb. 10 év egy akkumulátorral);
• 1 Gigabit/másodperc a járművek, a felhasználók és az IoT-eszközök közötti adatátvitelhez;
• A környezet elemzése a vezeték nélküli hálózat aktiválása vagy a felhasználó modulján való navigálás nélkül.

5G használat ma

Az 5G-t több frekvenciasávban való működésre tervezték. A 600-700 MHz-es LF elfogadható a tartományban vagy a dolgok internetében, mivel a bázisállomások nagy hatótávolságúak. De az információ terjesztésének sebessége és az egységes kommunikáció mennyisége alacsony szinten van.

A 6 GHz-ig terjedő spektrum korrigálja ezt a mínuszt, azonban a középfrekvenciás BS-t sokkal gyakrabban kell telepíteni, ami bizonyítja a nagyvárosok helyzetét. Az RF 73 GHz-ig garantálja a maximális sebességet akár 20 Gbps-ig. fogadására és akár 10 Gigabit/mp. terjesztésére. A fő nehézség a jel minősége csak a BS látóterében, a spektrumot a kritikus helyi területek lefedésére használják.

Mint már említettük, az 5G sajátosságai a nagy sávszélesség és az alacsony késleltetés az adatelosztás során.Az eredményt az innovatív NOMA jelmultiplexelési technológia alkalmazásával érik el, amely lehetővé teszi több előfizető szinkron kiszolgálását egy csatornán. A korai generációs formátumok időbeli frakcionálást használnak, a felhasználók felváltva cserélnek adatot a bázisállomással.

Intel

Először is ki kell emelni az Intel Corporation előnyeit. A legutóbbi pjongcshangi téli olimpián a cég telepítette az 5G-t. A hozzá csatlakoztatott UHD kamerák lehetővé tették a sportesemények online közvetítését a jelenlét hatására.

A vezeték nélküli hálózati hozzáférési pontok 5G funkciókat is használtak, és sok előfizetőt szolgáltak ki. A berendezések oroszlánrészét a szabadban telepítették – ez egy nagyszerű kísérlet a kütyük tartósságára vonatkozóan.

A vállalat emellett bejelentette, hogy partnerséget köt az NNT DoCoMo-val az 5G telepítésére a 2022-es kínai olimpián. A partnerség egyik célja az "okos" város új képességeinek bemutatása és felhasználása.

Az idei MWC-n a vállalat bemutatott egy 5G-t támogató koncepció laptopot, amely a szabadalmaztatott XMM 8060 modemre épül, most a nagy chipet a chiptől külön telepítik. A hatékonyság növelése érdekében a cég a modemmodul egységes rendszerbe való integrálásán dolgozik.

Mindenesetre az a fontos, hogy a vállalat egy olyan innovatív szabványon dolgozik, amely a laptopot még sokoldalúbb eszközzé alakítja. Az új szerkentyűvel a felhasználónak nem kell aggódnia a nem biztonságos nyilvános vezeték nélküli hálózatok miatt. A Wi-Fi hotspotot sem kell bekapcsolnia a telefonon. Az első új termékek reklámozását jövőre tervezik, az Intel partnerei a Microsoft, a Dell, a HP és a Lenovo.

Ezen túlmenően megállapították, hogy az Intel a mobil elektronika megalkotójával, a Spreadtrum márkával társult. Az együttműködés célja az Intel XMM 8000 sorozatából integrált 5G modemmel ellátott mobil processzorok sorozatának megtervezése a jövő év második felére.

Qualcomm

A cég először 2016-ban jelentette be az X50 modemet. Mostanra megállapították, hogy az SDX50 egy szabadalmaztatott 7 nm-es Snapdragon 855 chip része lesz, amely jövő év elején jelenik meg. Lehetetlen nem azt mondani, hogy a Qualcomm márkájú verzió meglehetősen praktikus a telefonokra és táblaszámítógépekre történő telepítéshez.

Huawei

A Huawei márka egy másik egyenrangú szereplő az 5G-ért folyó versenyben. Az idei MWC-n a cég bemutatta Balong 5G01 modemét, amely 2,3 Gigabit/mp sebességet garantál. Sajnos a mikroáramkör méretei nem teszik lehetővé telefonokban és táblagépekben való használatát. A márka fürgesége miatt azonban hamarosan várható az 5G-t támogató Kirin chip megjelenése.

Nokia Networks

A vállalat a Huawei márka után a második legnagyobb távközlési berendezések szállítója. A cég rendelkezésére áll LF, MF és HF spektrumban működő berendezések. Az év elején a Nokia teljes értékű 5G processzorokat mutatott be a Reef Shark bázisállomásokhoz. Egy blokk átviteli sebessége 84 Gigabit/mp. Az innovatív processzorra épülő kiskereskedelmi berendezések telepítését ez év végére tervezték.

Ki foglalkozik 5G-vel az Orosz Föderációban

A hazai távközlési szolgáltatók nem maradnak el az általános trendtől. Együttműködnek a vezető globális hálózati berendezések gyártóival, köztük az Ericssonnal, a Huawei-vel és a Nokiával, amelyek 5G-eszközöket fejlesztenek.

Megafon

Ez az üzemeltető volt az első, aki érdeklődést mutatott az innovatív technológia iránt. Még 2014-ben megállapodott a Huawei márkával 5G-pilóták létrehozásáról. Idén indították útjára a 2018-as világbajnokságon.

Idén nyáron a Megafon elindította az első 5G-t az Orosz Föderációban – a Szentpéterváron találkozó gazdasági szereplők számára. Az információterjesztés sebessége 1,24 Gigabit/sec volt. A Megafon Huawei márkájú berendezéseket és egy Qualcomm chipet használt.

Nem is olyan régen a Megafon megállapodott a Nokiával az 5G fejlesztéséről. Ősszel a Nyizsnyij Novgorod-i üzleti találkozón a vezető adatátviteli sebességet mutatták - 5 Gigabit / mp. A csúcstalálkozó tagjainak VR-szemüvegről 360 fokos UHD videót vetítettek egy kijelzőn.

MTS

2017-ben csatlakozott a versenyhez. Az előzőhöz hasonlóan ez a cég is a 2018-as világbajnokságnak tulajdonította az 5G bevezetését. A kereskedelmi megvalósítás a cég ütemezése szerint 2019-2020-ban kezdődik.

2015 telén az MTS megállapodást írt alá az 5G kollektív fejlesztéséről az Ericssonnal, tavasszal - a Nokiával, ősszel - a Samsunggal. Az MTS ősszel kísérleteket végzett a Nokia berendezéseivel. Az információterjesztés sebessége 4,5 gigabit/mp volt.

Tele2

Ősszel megállapodást írtunk alá a Nokia Corporation-nel az 5G kialakításáról és szolgáltatások tervezéséről a tárgyak internete területén.

Beeline

Jelenleg párbeszédet folytat a beszállítókkal az 5G-próbákról. Erről A. Aibasheva, a cég felhatalmazott képviselője nyilatkozott a Rusbaznak. De először a vállalat azt tervezi, hogy adaptálja saját infrastruktúráját, és 4,5G-vel dolgozik. A jövőben ez a képzés lehetővé teszi számukra, hogy azonnal integrálják az 5G-t.

Mikor jelenik meg az 5G?

Az 5G kereskedelmi bevezetését jövőre tervezik. Mindegyik tömeges sporteseményekre korlátozódik.Például a dél-koreai mobilszolgáltató, a KT Corporation elindította az 5G-t az idei pchenhani olimpián. A hazai MTS és a Megafon azt tervezi, hogy a 2022-es kínai nyári olimpián telepíti az 5G-t.

A legtöbb szakértő biztos abban, hogy 2022 után megkezdődik a nagyszabású 5G integráció. Az Ericsson márka nemrég azt közölte, hogy 2022-ben 550 millió eszköz csatlakozik ezekhez a hálózatokhoz. És most a vállalatok csak berendezésekkel kísérleteznek.

Jelenleg az 5G inkább ötlet, mint technológia, mivel még nincs közös formátum. Ahhoz, hogy ennek a kommunikációnak a tömeges használata megkezdődhessen, technológiai feltételeket kell teremteni, frekvenciákat kell kiválasztani és innovatív berendezésekre kell váltani.

5G Oroszországban

A Rusbase beszélgetőpartnerei egyöntetűen egyetértenek abban, hogy az Orosz Föderáció még mindig messze van az 5G széles körű bevezetésétől. Az orosz szolgáltatók még nem térítették meg saját befektetéseiket az LTE hálózatok létrehozásába. Jelenleg az LTE-lefedettség 30%-on belül van, ezért a közeljövőben a távközlési szervezetek ennek az értéknek a növekedését fogják szem előtt tartani. Az 5G pedig számukra csak tartalék a jövőre nézve.

S. Skvorcova, a Tele2 stratégiai fejlesztési vezetője úgy véli, hogy az 5G-t 2022-ig kereskedelmi forgalomba helyezik. Nyilatkozata szerint van egy előzetes lehetőség az 5G - LTE Advanced (LTE-A) technológia felé vezető úton. Támogatja a 100 Mbit/s sebességet a nagy mobilitású előfizetők és az 1 Gigabit/s sebességet az álló felhasználók számára.

Tavaly májusban a média bejelentette a Kommunikációs Minisztérium azon terveit, hogy 2022-ig bevezeti az 5G-t az Orosz Föderáció megavárosaiban. Következésképpen 2022-ben az új formátumot az Orosz Föderáció 8 megavárosába, 2025-ben pedig már 16, több mint 1 millió lakosú városba integrálják.

Következtetés

Összegzésként érdemes megjegyezni, hogy a közeljövőben nagy léptékű változások várhatók a cellás kommunikációban. A hálózatra "mindig online" módban csatlakoztatott eszközök száma gyorsan nő. Nagyon valószínű, hogy a TV át fog térni mobilhálózatra.