Все про 5G сеть — отличия и ее применение

Технологии мобильной связи меняются каждые 10 лет. Каждый из них значительно увеличивает скорость передачи информации. Вот как выглядят новые сервисы и новые типы контента. Пользователи получают новое развлечение и новый уровень жизни.

Пятое поколение сотовой связи (5G) обещает быть более разрушительным, чем когда-либо. Эксперты утверждают, что именно через 5G Интернет вещей, беспилотные автомобили и виртуальная реальность будут перенесены со страниц технических медиа в повседневную жизнь человека. В этой статье мы расскажем вам все о сети 5G.

Что такое 5G?

Несмотря на то, что подключение 4G еще не стало глобальным, компании уже проводят тесты 5G.

Интернет 5G был создан с учетом тенденций в области инновационных технологий. Он ориентирован на подключение различных домашних «умных» устройств, большинство из которых будут работать по правилу «всегда онлайн». Связь 4G, в свою очередь, в основном используется в роли сотового Интернета.

5G (пятое поколение) — это сотовая сеть нового поколения, работающая на основе телекоммуникационных форматов в соответствии с текущими форматами 4G.

Форматы для связи 5G все еще находятся на стадии планирования. На самом деле предполагается, что связь следующего поколения заработает в 2021 году.

Где будет использоваться?

5G будет использоваться там, где есть спрос на высокоскоростной Интернет, в мегаполисах. Стандарты первого поколения будут применяться для полного покрытия.

Обзор

Обычным пользователям сейчас не нужны колоссальные скорости нового поколения. Но они обязательно появятся после интеграции технологий, потому что, как всем известно, люди быстро привыкают к хорошему.

«Паутина» синхронизации

При более низкой стоимости подключения все больше и больше устройств получают доступ к Wi-Fi. Система объединения телефонов, кофе и стиральных машин, наушников, ламп и прочего в единую «паутину» называется Интернетом вещей. По оценкам, к 2021 году на планете будет более 26 миллиардов таких устройств. И количество подключений, как следствие, будет еще больше.

Способность гаджетов «слышать» через датчики и удаленное выполнение задач найдет применение в местном планировании, технологиях умного дома, концепциях мониторинга электричества и отопления, безопасности, автобусах, такси и в розничной торговле.

Интернет вещей требует медленной скорости соединения, но для многих устройств. Выделенные сети с низкой пропускной способностью уже созданы, и производители 5G готовы участвовать в этом процессе.

Следовательно, телекоммуникационные стандарты должны будут поддерживать не только мобильных пользователей, но и «умные» предметы домашнего обихода. Контроль такого нерегулярного трафика призван помочь новому формату.

Задержка

понятно, что 5G будет поддерживать автоматические автомобильные технологии и программное обеспечение VR. В этой ситуации информация должна поступать в режиме реального времени. Время приема-передачи в 4G составляет более 10 мс, что очень много.

Следующий формат способен полностью изменить архитектуру связи путем передачи хранилища информации от центров обработки данных к конечным узлам, вплоть до интеллектуальных «устройств.

Например, движущемуся автомобилю нужна информация о местонахождении ближайших транспортных средств. Текущие стандарты уже не могут справиться с потоком такой информации для 3 машин. Колоссальные задержки в передаче информации требуют местного распространения информации.

Скорость отклика 5G должна достичь предела. Задержка передачи не превышает 1 мс даже при конечной скорости 500 км / ч. Эта задержка станет основной движущей силой формирования инновационных технологий, в том числе вождения в мегаполисах и удаленных операциях.

Особенности 5G

Не так давно получилось оптимизировать большинство функций, но выбор технологий, гарантирующих их использование на практике, идет дальше. Между ними:

1. Ранее нереалистичные сверхвысокие частоты гарантируют гораздо более высокие скорости.
2. Разработка концепций, которые отправляют информацию небольшими порциями, задержит устройства Интернета вещей на длительный период.
3. Уменьшение задержки для задач, требующих немедленного ответа.

Отличия от предыдущих стандартов

Инновационный мобильный формат появится не раньше 2021 года, но адекватные рейтинги создаются полным ходом, что дает понять, что 5G будет значительно отличаться от предыдущего.

Повышение скорости

Наиболее понятным является увеличение скорости (как минимум в несколько раз), уменьшение латентности, значительное увеличение объема коммуникации, которая необходима для удовлетворения, неуклонно растущий спрос на всемирную паутину. Тенденция такая: что через некоторое время к сети будет подключено все: от различных сканеров до транспортных средств.

Ключевой потребитель – абонент

В существующих сетях пользователю приходится адаптироваться: сигнал слишком плохой — двигаться. 5G будет использовать интеллектуальные антенны, которые преобразуют диаграмму ориентации в соответствии с потребностями пользователей в конкретных условиях. Например, если пользователь обслуживается в ячейке в это время, информация для него будет проходить по узкому каналу, что увеличит отношение шум / сигнал и улучшит скорость распространения информации.

Переход на мм-волны

Спектральный источник ограничен, и чрезвычайно сложно найти нужные частоты в диапазонах, знакомых сотовой сети. Понятно, что для значительного увеличения скорости распространения информации требуются значительно более широкие частотные спектры. Разумным решением в этом случае является переход в область десятков ГГц.

Большинство пользователей понимают, что с увеличением рабочей частоты расстояние в сети быстро уменьшается, другими словами, размер соты. В связи с этим стоит сделать вывод на основании этого: связь следующего поколения будет использоваться там, где есть потребность в высокоскоростной передаче информации. Кстати, полное покрытие пока не рассматривается.

Технология MIMO

Его смысл заключается в использовании нескольких антенн на приемной и подающей сторонах. Эта технология возникла в определениях 3G. Большинство сетей LTE MIMO работают в режиме 2×2. Короче говоря, две антенны используются для обеспечения, две — для приема. В режиме 2×2 информация проходит по двум свободным каналам одновременно, что позволяет увеличить скорость распространения почти вдвое.

Теперь есть телефоны, поддерживающие режим 4х4. К сожалению, из-за небольшого размера телефонов бесконечно увеличивать количество антенн нереально. Еще одна сложность — необходимость транслировать официальные объявления с каждой антенны, что снижает эффективность технологии.

Технология «device-to-device»

Участились ситуации, когда пользователи разговаривают на расстоянии десятков метров друг от друга. Благодаря использованию этой технологии через соединение оператора будет проходить только сигнальный трафик, что позволяет оценивать эти вызовы, а сама информация будет передаваться напрямую через устройства. В этом смысл техники.

Достичь согласия

Если в 2015 году ситуация с обозначением диапазона возможных технологий улучшилась, то сами технологии все еще создаются. Необходимо указать, какие технологии следующего поколения нужны немедленно, а какие нужно внедрять через какое-то время.

Несмотря на отсутствие формата и неизменную важность технологий, производственные компании пытаются стимулировать обучение и внедрение технологий следующего поколения, чтобы впоследствии занять выгодное место.

Nokia объявила о покупке Alcatel-Lucent в 2015 году, а американская телекоммуникационная компания Verizon Wireless объявила, что первый в Америке 5G появится в 2016 году.

Технические препятствия

Институт связи. Фраунгофер в Германии экспериментировал с частотами от 40 до 100 ГГц, Samsung использует в своих исследованиях 28 ГГц, а Nokia использует более 70 ГГц.

Работа устройств в диапазоне длин волн мм имеет такое свойство, как чрезмерно слабая передача сигнала, сила которого значительно уменьшается с удалением от базовой станции. Кроме того, помехи сигналам вызывает человеческое тело.

Что говорит Ericsson?

С точки зрения корпорации Ericsson, перспективы следующие.

Беспилотные автомобили будут общаться друг с другом. В случае аварии автомобиль, ближайший к месту аварии, сообщит о аварии всем следующим транспортным средствам. Это даст им возможность своевременно сбавить скорость или, в ситуации затора на дороге, разработать другую схему движения.

Сканеры транспортных средств смогут правильно рассчитывать время и отправлять информацию через 5G, чтобы транспортное средство могло определять правильные направления движения.

В социальном транспорте 5G позволит отслеживать количество людей, ожидающих на автобусных остановках. Водитель транспортного средства пересечет безлюдную остановку, а оператор отправит вспомогательное транспортное средство к точкам заторов.

В эпоху 5G все устройства будут связаны между собой. Если раньше при переходе из комнаты в комнату человеку приходилось носить с собой портативное устройство, чтобы продолжить, например, слушать интересное радио, то теперь подключенные колонки в разных комнатах будут контактировать друг с другом и воспроизведение будет продолжаться со стационарного место. Кроме того, пользователь может контролировать потребление энергии каждым устройством или узнать, сколько электроэнергии вырабатывают солнечные батареи.

Что предлагает Qualcomm?

Бренд Qualcomm предложил технологию 4.5G LTE Advanced, интеграция которой ожидается в ближайшем будущем. Благодаря этому компания сможет покрыть как более широкий частотный диапазон, необходимый для формата 5G, так и ранее локализованные сети LTE, что снизит задержку и увеличит пропускную способность.

Специфика:

• Отличная полоса пропускания за счет комбинации частотных диапазонов;
• Синхронное обслуживание 23 операторов и увеличение пропускной способности за счет агрегации частот и передачи сетевого трафика между операторами;
• снижение задержки в 10 раз по сравнению с LTE Advanced при использовании существующих вышек и частот в пределах 1-70 мкс;
• Использование средств входящей линии для нужд истекающей линии;
• Увеличьте количество антенн на базовых станциях, чтобы улучшить зону покрытия и мощность сигнала;
• Повышение энергосбережения IoT-устройств за счет сужения диапазона до 1,4 МГц и 180 кГц (около 10 лет с одной батареей);
• 1 гигабит в секунду для передачи данных между транспортными средствами, пользователями и устройствами IoT;
• Анализ окружения без активации беспроводной сети или просмотра гаджета пользователя.

Использование 5G сегодня

5G предназначен для работы в нескольких частотных диапазонах. Низкие частоты от 600 до 700 МГц приемлемы для провинции или Интернета вещей, так как базовые станции имеют большой диапазон. Но скорость распространения информации и единичный объем общения на низком уровне.

Спектр до 6 ГГц исправляет это меньше, однако БС средней частоты следует устанавливать гораздо чаще, что демонстрирует ситуация в крупных городах. RF до 73 ГГц гарантирует максимальную скорость до 20 Гбит / с для приема и до 10 Гбит / с для распределения. Основная сложность — качество сигнала исключительно в поле зрения БС, спектр используется для покрытия локальных критических участков.

Как уже упоминалось, отличительными чертами 5G являются высокая пропускная способность и низкая задержка при распространении данных. Результат достигается за счет использования инновационной технологии мультиплексирования сигналов NOMA, которая позволяет одновременно обслуживать несколько абонентов в одном канале. Форматы поколения 1 используют временное разделение, когда пользователи по очереди обмениваются данными с базовой станцией.

Intel

Прежде всего, необходимо выделить достоинства корпорации Intel. На последних зимних Олимпийских играх в Пхенчхане компания установила 5G. Подключенные к нему UHD-камеры позволяли транслировать спортивные мероприятия в режиме онлайн с эффектом присутствия.

Точки беспроводного доступа также использовали возможности 5G и обслуживали множество абонентов. Львиная доля оборудования была установлена ​​на открытом воздухе — отличный эксперимент над долговечностью гаджетов.

Компания также объявила о партнерстве с NNT DoCoMo и установке 5G на Олимпийских играх 2021 года в Китае. Одна из задач партнерства — показать и использовать новые возможности «умного города.

В этом году на выставке MWC компания представила концептуальный ноутбук с поддержкой 5G на базе проприетарного модема XMM 8060. Теперь большой чип устанавливается отдельно от чипа. Для повышения эффективности компания работает над интеграцией модемного модуля в единую систему.

В любом случае важно то, что компания работает над инновационным стандартом, который превращает ноутбук в еще более универсальное устройство. С новым гаджетом пользователю не придется беспокоиться о незащищенных публичных беспроводных сетях. Вам даже не нужно активировать точку доступа Wi-Fi на вашем телефоне. Реклама первых новинок ожидается в следующем году, партнерами корпорации Intel являются Microsoft, Dell, HP и Lenovo.

Кроме того, налажено партнерство корпорации Intel с создателем мобильной электроники брендом Spreadtrum. Целью сотрудничества является разработка серии мобильных процессоров Intel XMM 8000 со встроенным модемом 5G ко второй половине следующего года.

Qualcomm

Компания впервые анонсировала модем X50 в 2016 году. Теперь стало известно, что SDX50 будет частью проприетарного чипа Snapdragon 855, изготовленного по 7-нм техпроцессу, который будет выпущен в начале следующего года. Нельзя сказать, что фирменная версия Qualcomm достаточно практична для установки на телефоны и планшеты.

Huawei

Бренд Huawei — еще один конкурент в гонке 5G. На выставке MWC в этом году компания представила модем Balong 5G01, который обеспечивает скорость до 2,3 Гбит / с. Увы, сейчас размеры микросхемы не позволяют использовать ее в телефонах и планшетах. Но с учетом интеллекта бренда появление чипа Kirin, поддерживающего 5G, следует ожидать очень скоро.

Nokia Networks

Компания является вторым по величине поставщиком телекоммуникационного оборудования после бренда Huawei. У компании есть оборудование, работающее в НЧ, СЧ и ВЧ спектре. Ранее в этом году Nokia представила полные процессоры 5G для базовых станций Reef Shark. Пропускная способность одного блока находится в пределах 84 Гигабит / сек. Установка торгового оборудования на базе инновационного процессора запланирована на конец этого года.

Кто занимается 5G в РФ

Национальные операторы связи следуют общей тенденции. Они установили партнерские отношения с ведущими мировыми поставщиками сетевого оборудования, такими как Ericsson, Huawei и Nokia, для разработки устройств 5G.

Мегафон

Этот оператор первым проявил интерес к инновационным технологиям. В 2014 году он договорился с брендом Huawei о создании пилотной сети 5G. Они были запущены в этом году во время ЧМ-2018.

Летом этого года «Мегафон» запустил первую в России сеть 5G — для участников деловой встречи в Санкт-Петербурге. Скорость распространения информации равнялась 1,24 Гигабит / сек. «Мегафон» использовал оборудование марки Huawei и чип Qualcomm.

Не так давно «Мегафон» договорился с Nokia о разработке 5G. Осенью на деловой встрече в Нижнем Новгороде показали основную скорость передачи информации — 5 Гигабит / сек. Участникам саммита была показана 360-градусная видеотрансляция в формате UHD на экране очков виртуальной реальности.

МТС

Он участвовал в тендере в 2017 году. Как и в предыдущем, эта компания связала запуск 5G с чемпионатом мира по футболу 2018. Коммерческое внедрение, согласно графику компании, начнется в 2019–2020 годах.

Зимой 2015 года МТС подписала коллективное соглашение о разработке 5G с Ericsson, весной с Nokia и осенью с Samsung. Осенью МТС проводила эксперименты с оборудованием Nokia. Скорость распространения информации составила 4,5 Гигабит / сек.

Tele2

Осенью мы подписали соглашение с Nokia о формировании 5G и проектировании сервисов в сфере Интернета вещей.

Билайн

В настоящее время он ведет диалог с поставщиками по поводу испытаний 5G. Об этом Rusbase сообщила представитель фирмы А. Айбашева. Но сначала компания планирует адаптировать свою инфраструктуру и работать с 4.5G. В будущем это обучение позволит им мгновенно интегрировать 5G.

Когда появится 5G?

Коммерческие продажи 5G запланированы на следующий год. Все они ограничены массовыми спортивными мероприятиями. Например, южнокорейский оператор мобильной связи KT Corporation запустил 5G на Олимпийских играх в Пченханге в этом году. Национальные МТС и Мегафон планируют установить 5G на летних Олимпийских играх 2021 года в Китае.

Большинство экспертов уверены, что широкомасштабная интеграция 5G начнется после 2021 года. Недавно Ericsson заявила, что в 2022 году к этим сетям будут подключены 550 миллионов устройств. А сейчас компании просто экспериментируют с оборудованием.

Сейчас 5G — это скорее идея, чем технология, поскольку пока нет единого формата. Чтобы началось массовое использование этого подключения, необходимо создать технологические условия, выбрать частоты и перейти к инновационному оборудованию.

5G в РФ

Собеседники Rusbase единодушны в том, что Российской Федерации еще далеко до повсеместного внедрения 5G. Российские операторы пока не окупили вложения в создание сетей LTE. На данный момент покрытие LTE находится в пределах 30%, поэтому в ближайшем будущем телекоммуникационные организации сосредоточат внимание на увеличении этого значения. И 5G для них всего лишь задел на будущее.

Начальник управления стратегического развития Tele2 С. Скворцова считает, что 5G будет коммерциализирована к 2021 году. По его заявлению, есть предварительный вариант на пути к технологии 5G — LTE Advanced (LTE-A). Поддерживает скорость до 100 Мегабит / сек. Для абонентов с высокой мобильностью и 1 Гигабит / сек. Для стационарных пользователей.

В мае прошлого года СМИ объявили о планах Минкомсвязи к 2021 году запустить 5G в мегаполисах Российской Федерации. В результате в 2021 году новый формат будет интегрирован в 8 мегаполисах Российской Федерации, и в 2025 году уже в 16 городах с населением более миллиона человек.

Заключение

В заключение следует отметить, что в ближайшее время в сотовой связи ожидаются масштабные изменения. Количество устройств, подключенных к сети в режиме «всегда онлайн», будет быстро расти. Вероятен сценарий, когда телевидение переключится на сотовые сети.