Omrežje 5G: pregled, opis in hitrost. 5G omrežja naslednje generacije

5G, naslednja generacija komunikacijskih standardov, bo podpirala internet stvari, pametne avtomobile in drugo opremo.

Novi mobilni standard se ne bo pojavil do leta 2020, vendar se ustrezne specifikacije razvijajo s polno hitrostjo in postane jasno, da bo standard 5G bistveno drugačen od 4G. Gre za povečanje hitrosti izmenjave informacij za mobilne telefone in tablične računalnike ter številne druge rešitve, pri čemer ima vsaka svojo lastno zahtevo.

Napovedi podjetja Ericsson

Kako bo tehnologija 5G delovala in zakaj je to potrebno, če je že zdaj izjemno hiter mobilni internet?

Po mnenju Ericsson je prihodnost takšna.

Vozila brez motorja, priključena na omrežje, si bodo med seboj izmenjevale informacije. V primeru nesreče bo avtomobil, ki je najbližji kraju nesreče, prijavil vsa vozila, ki mu sledijo. To jim bo omogočilo, da vnaprej zmanjšajo hitrost ali, v primeru prometnih zastojev, izračunajo novo pot.

Senzorji avtomobila bodo natančneje izmerili vremenske razmere in poslali podatke prek omrežja 5G, tako da bo avtomobil izračunal najboljšo pot.

Na področju javnega prevoza bo omrežje 5G omogočilo spremljanje števila čakajočih potnikov v realnem času na postajah. Voznik avtobusa bo ustavil potnike brez potnikov, odpremnik pa bo poslal dodaten prevoz do krajev prezasedenosti.

V času vseh 5G zabavne elektronike bo povezan. Če je bilo prej, je prehod iz ene sobe v drugo, ki se prenese iz prenosne naprave za nadaljevanje, na primer, poslušate svojo najljubšo radijsko postajo, zdaj zvočniki v različnih prostorih se bo stik s seboj in poslušanje nadaljuje s prekinjeno mestu. Poleg tega bo možno spremljati porabo energije vsako napravo, ali pa da bi ugotovili, koliko električne energije je proizvedene iz sončnih kolektorjev.

Omrežje 5G bo spremenilo službe za ukrepanje ob izrednih dogodkih, kar bo zagotovilo zanesljivo komunikacijo v nujnih primerih in prvo prednostno nalogo policijskih in nujnih služb. In gasilci v čeladi s kamerami bodo oddajali sliko v ukaz in prejeli pomoč pri kompleksnih reševalnih operacijah.

5G-tehnologija

Lansko leto jim je uspelo urediti večino, vendar se izbira tehnologij, ki zagotavljajo njihovo praktično uporabo, nadaljuje.

Med njimi:

• ultra visoke frekvence, katerih dosežek se je prej zdel nemogoč, bo zagotovil veliko večjo hitrost;
• razvijanje sistemov, pošiljanje podatkov v drobnih kosov, bo podaljšalo delovanje internetnih naprav stvari že vrsto let;
• zmanjša zamude za naloge, ki zahtevajo takojšen odziv.

5G omrežje: Hitrost

Vrednotenje povečanja hitrosti standardnega 5G v primerjavi s prejšnjim je dvoumno. Podjetje Ericsson je uspelo doseči 50-kratno rast - do 5 Gb / s. Samsung je dosegel 7,5 Gb / s s stabilnim signalom 1,2 Gbit / s v avtomobilu, ki se premika z veliko hitrostjo. Partnerstvo "Evropska unija - Kitajska" namerava povečati hitrost 5G za 100-krat. NTT DoCoMo, japonski mobilni operater, skupaj z Alcatel-Lucent, Ericsson, Samsung in Nokia, poskuša doseči 10 Gb / s. In znanstveniki s University of Surrey prevzamejo stopnjo 1 Tbit / s. Pričakuje se, da bo v naslednjih 10 letih hitrost mobilnih omrežij raste tisočkrat.

Povečanje hitrosti bo zahtevalo bolj napredne antene in opremo ter razširjeni frekvenčni spekter. V ZDA se je distribucija tega vira že začela.

Internet stvari

Z zmanjšanjem stroškov povezave imajo vse več naprav dostop do omrežja Wi-Fi. Koncept združevanja telefonov, kave in pralnih strojev, slušalk, svetilk in vse ostalo v eno samo omrežje se imenuje internet stvari. Do leta 2020 se pričakuje, da bo na svetu več kot 26 milijard takšnih naprav. In število povezav bo še večje.

Sposobnost stvari, "občutek", s pomočjo senzorjev in oddaljeno izvajanje ukazov našli uporabo v urbanističnem načrtovanju, tehnologija "pametnih" doma, toplote in krmiljenje elektrike sistemi, varnost, spremljanje zdravja, javnega prevoza, maloprodaje.

Internet stvari zahteva majhno hitrost povezave, vendar za veliko število naprav. Že obstajajo namenska omrežja z ozkim frekvenčno območje, in razvijalci standarda 5G želijo sodelovati v tem procesu.

Tako bodo telekomunikacijska omrežja prisiljena podpirati ne samo mobilne uporabnike, ampak tudi "pametne" stvari. Upravljanje takšnega heterogenega prometa je pozvano k pomoči novega standarda.

Zamude

Očitno je, da bo nova generacija 5G omrežja podpirala brezpilotne transportne tehnologije in aplikacije povečane realnosti. V tem primeru morajo informacije priti v realnem času. Čas sprejema in prenosa v omrežjih 4G presega 10 ms, kar je zelo veliko. Prihodnji standard lahko v celoti spremeni arhitekturo omrežja s premikanjem podatkovnega prostora iz podatkovnih centrov v končne vozlišča, vključno s pametnimi napravami.

Pomični avtomobil, na primer, zahteva podatke o lokaciji najbližjega prevoza. Obstoječa omrežja s pretokom takih podatkov že za tri avtomobile ne morejo spopadati. Velike zamude pri prenosu podatkov zahtevajo lokalno umestitev podatkov.

Predpostavlja se, da bo odzivnost omrežij nove generacije maksimizirana. Zamuda pri prenosu podatkov ne bo presegla 1 ms, tudi pri hitrosti terminala 500 km / h. Takšna zakasnitev bo glavni dejavnik pri ustvarjanju novih tehnologij, kot so upravljanje mestnega prometa v mestnem prometu in oddaljena kirurgija.

Rešite soglasje

Če se je stanje z opredelitvijo vrste potencialnih tehnologij v letu 2015 izboljšalo, se same tehnologije še vedno razvijajo. Potrebno je določiti, katere tehnologije 5G so potrebne najprej in katere bodo nato izvedene kasneje. Malo verjetno je, da se bo to zgodilo leta 2016.

Kljub pomanjkanju standarda in zaupanja v prioriteto tehnologije, proizvodna podjetja poskušajo voditi razvoj in implementacijo 5G tehnologij, da bi v prihodnosti zasedla dobičkonosno pozicijo.

Nokia Podjetje aprila 2015 napovedal nakup Alcatel-Lucent za 16,6 milijarde ameriških dolarjev, in ZDA telekomunikacijsko podjetje Verizon Wireless je napovedal, da bo mreža ZDA prvi 5G na voljo leta 2016.

Prva pogoltnitev

Prototipi 5G omrežij so se že pojavili. Prvo omrežje 5G je bilo uvedeno v Južni Koreji. SK Telecom je predstavil novo tehnologijo ob odprtju raziskovalnega centra, ki ga bo razvil. In na XXIII zimskih olimpijskih igrah leta 2018 v Južni Koreji, družba načrtuje izgradnjo omrežja 5G po vsej državi.

NTT DoCoMo namerava tudi na Japonskem za poletne olimpijske igre leta 2020 v Tokiu začeti z omrežjem 5G.

5G Networks proti ZDA

Standard 5G, tako kot prejšnji standardi, razvija konzorcij 3GPP in ga odobri Mednarodna telekomunikacijska zveza ITU. Ne želim ostati stran in proizvajalcev. Oktobra 2015 so se nekatere regionalne skupine dogovorile, da se bodo sestajale vsakih šest mesecev, da bi razvile skupno stališče glede standarda 5G.

Tak sporazum je bil dosežen septembra 2015 med Evropsko unijo in Kitajsko. Ericsson in TeliaSonera sta se dogovorili o strateškem partnerstvu, da bi strankam mobilnega operaterja v Talinu in Stockholmu zagotovili dostop do omrežja 5G leta 2018.

In zelo malo ostane čakati, ko se bo 5G-omrežje začelo v Rusiji. MTS in Ericsson je podpisal sporazum, da sodelujejo na tehnologijo pete generacije, ki se bo odražalo v prvi testni 5G-omrežja v Rusiji, na svetovnem prvenstvu leta 2018, dve leti prej kot 5G-omrežja na Japonskem. V ta namen bo leta 2016 izveden projekt LTE-U o uporabi LTE s frekvenco 5 GHz, ki se uporablja za povezovanje dostopnih točk Wi-Fi. Preizkušena bo tudi tehnologija Ericsson Lean Carrier, ki organizira distribucijo prometa in zmanjšuje interkomponentne motnje, poveča hitrost prenosa in pokritost ter pomaga pri načrtovanju omrežja.

Očitno se države sveta dogovorijo o sodelovanju na tem področju. Vsi, razen Združenih držav, so navajeni, da zasedajo vodilni položaj v vsem.

4.5G se pripravlja v prihodnost

Podjetje Qualcomm je ponudilo tehnologijo 4.5G LTE Advanced Pro, katere izvedba je predvidena v naslednjih štirih letih. Zahvaljujoč temu bo podjetje lahko podpiralo obširnejši spekter frekvenc, ki so potrebne za standard 5G in predhodno razvita omrežja LTE, kar bo zmanjšalo zamude in povečalo pasovno širino.

Omrežne funkcije:

• visoko pretočnost Zaradi kombinacije frekvenčnih spektrov;
• hkrati podpora 32 operaterjev in povečanje zmogljivosti zaradi kombinacije frekvenc in porazdelitve omrežnega prometa med operaterji;
• 10-kratno zmanjšanje zakasnitve v primerjavi z LTE Advanced pri uporabi obstoječih stolpov in frekvenc od 1 ms do 70 μs;
• uporaba vira dohodne komunikacijske linije za odhodne klice;
• povečanje števila antene na bazne postaje povečati pokritost in moč signala;
• povečanje varčevanja z energijo IoT naprav z zožitvijo razponov na 1,4 MHz in 180 kHz (do 10 let na eni bateriji);
• 1 Gb / s za izmenjavo informacij med avtomobili, pešci in IoT-napravami;
• Skenirajte okolje brez vklopa Wi-Fi ali GPS v mobilni napravi.

Tehnološke ovire

Na Inštitutu za telekomunikacije Fraunhofer v Berlinu se izvajajo poskusi s frekvencami 40-100 GHz, Samsung uporablja 28 GHz v svojih poskusih, Nokia pa več kot 70 GHz.

Delovanje naprav v milimetrskem valovnem pasu ima tako značilnost, saj je izjemno nezadovoljivo razširjanje signala, katerega moč močno zmanjšuje z razdalje od osnovne enote. Poleg tega lahko povzroči motnje signalov tudi človeško telo.

Rešitev - MIMO

Rešitev je treba uporabiti MIMO tehnologija (večkratni vhodni večstopenjski izhod), ko se istočasno pošlje in sprejema več signalov. Zdaj se uporablja v LTE in WLAN. Za visoke frekvence se uporablja Massive MIMO - tehnologija optimizacije sprejema, ko je v mobilnih napravah nameščenih na ducate majhnih antene in na stotine - v oddajniku.

Proizvajalec SkyCross antene ustvaril MIMO 4x4 sistem, lahko uporabite velikost 16x10 cm v terminal. To je bistveno višja od antene za LTE. Na primer, dimenzije LG G4 - 15x7,6 cm, Samsung Galaxy S6 - 14x7 cm, in Apple iPhone 6 Plus je - 16h7,8 glej MIMO 4x4 sistem, ni nič novega. - Razen za LTE-napredno terminalov, se uporabljajo v satelitskih sistemov televizijskih, stroge zahteve do njegove velikosti in porabe energije ni bilo prikazano. Tako bo oblikovanje majhne mobilne naprave s 4 antenami test za oblikovalce.

Razvoj prenosnih terminalov bo zahteval tudi veliko truda. Po mnenju predstavnika instrumenta v Teksasu bo potrebna uporaba novih tehnologij za izdelavo mikročipov, ki lahko prenašajo podatke na visoki frekvenci.

V letu 2015 je bil projekt oblikovanja 5G standarda uradno imenovan IMT-2020. Škoda, da preostali del postopka še ni viden.