Rețea 5G: prezentare generală, descriere și viteză. Rețea nouă de generație 5G

5G, standardul de comunicare de generația următoare, va sprijini Internetul lucrurilor, mașinilor inteligente și a altor echipamente.

Noul standard mobil nu va apărea până în 2020, însă specificațiile relevante sunt dezvoltate la viteză maximă și devine clar că standardul 5G va fi semnificativ diferit de cel de la 4G. Este vorba despre creșterea vitezei de schimb de informații pentru telefoanele mobile și tablete și despre o varietate de alte soluții, fiecare cu propriile cerințe.

Predicții de la Ericsson

Cum va funcționa tehnologia 5G și de ce este nevoie dacă există deja un Internet mobil ultra-rapid?

Potrivit Ericsson, viitorul arata asa.

Vehiculele fără pilot conectate la rețea vor face schimb de informații între ele. În caz de accident, mașina care se află în apropierea scenei accidentului va raporta toate vehiculele în urma acesteia. Acest lucru le va permite să reducă viteza în avans sau, în cazul unui blocaj de trafic, să calculeze un nou traseu.

Senzorii mașinii vor măsura mai precis condițiile meteorologice și vor trimite date prin rețeaua 5G, astfel încât mașina să calculeze cea mai bună rută.

În domeniul transportului public, rețeaua 5G va permite monitorizarea în timp real a numărului de pasageri care așteaptă la opriri. Șoferul de autobuz va trece prin oprire fără pasageri, iar dispecerul va trimite transport suplimentar în locurile de congestie.

În epoca de 5G toate electronice de acasă vor fi interconectate. Dacă mai devreme trecerea de la o cameră la alta a trebuit să fie transferat de la un dispozitiv portabil pentru a continua, de exemplu, pentru a asculta postul de radio preferat, acum difuzoarele din camere diferite vor fi contactate unele cu altele și de a asculta continua cu locul întrerupt. În plus, puteți monitoriza consumul de energie al fiecărui dispozitiv sau puteți afla cantitatea de energie electrică produsă de panourile solare.

Rețeaua 5G va schimba serviciile de urgență, asigurând o comunicare fiabilă în caz de urgență și o primă prioritate a poliției și a serviciilor de urgență. Și pompierii în căști cu aparate de fotografiat vor transmite imaginea comenzii și vor primi asistență în operațiunile complexe de salvare.

5G-tehnologie

Anul trecut, au reușit să reglementeze majoritatea, însă selecția tehnologiilor care asigură aplicarea lor practică continuă.

Printre acestea:

• frecvențele ultra-înalte, a căror realizare părea imposibilă, va oferi o viteză mult mai mare;
• dezvoltarea de sisteme, trimiterea de date în bucăți mici, va prelungi funcționarea dispozitivelor de internet de lucru de mulți ani;
• reducând întârzierile pentru sarcinile care necesită un răspuns imediat.

Rețeaua 5G: viteză

Evaluarea creșterii vitezei standardului 5G comparativ cu cea precedentă este ambiguă. Compania Ericsson a reușit să atingă o creștere de 50 de ori - până la 5 Gb / s. Samsung a ieșit la o viteză de 7,5 Gb / s, cu un semnal constant de 1,2 Gbit / s într-o mașină care se deplasează la viteză mare. Parteneriatul "Uniunea Europeană - China" intenționează să crească viteza de 5G de 100 de ori. NTT DoCoMo, operator japonez de telefonie mobilă, împreună cu Alcatel-Lucent, Ericsson, Samsung și Nokia, încearcă să obțină 10 Gb / s. Și oamenii de știință de la Universitatea din Surrey își asumă o rată de 1 Tbit / s. Se așteaptă ca în următorii 10 ani viteza rețelelor mobile să crească de o mie de ori.

Creșterea vitezei va necesita antene și echipamente avansate, precum și un spectru extins de frecvență. În SUA, distribuția acestei resurse a început deja.

Internetul lucrurilor

Cu scăderea costului de conectare, tot mai multe dispozitive au acces la Wi-Fi. Conceptul de combinare a telefoanelor, a cafelei și a mașinilor de spălat, a căștilor, a lămpilor și a tuturor celorlalte într-o singură rețea se numește Internetul lucrurilor. Până în 2020, se așteaptă ca în lume să existe mai mult de 26 de miliarde de astfel de dispozitive. Numărul de conexiuni va fi chiar mai mare.

Capacitatea de lucruri „simt“ cu ajutorul senzorilor și executați de la distanță comenzi vor găsi aplicații în planificarea urbană, tehnologia de sisteme „inteligente“ de acasă, de căldură și de control al energiei electrice, de securitate, de monitorizare a sănătății, transport public, comerțul cu amănuntul.

Internetul lucrurilor necesită o viteză mică de conectare, dar pentru un număr foarte mare de dispozitive. Deja există rețele dedicate folosind un model îngust frecvență, iar dezvoltatorii standardului 5G doresc să participe la acest proces.

Astfel, rețelele de telecomunicații vor fi nevoite să sprijine nu numai utilizatorii de telefonie mobilă, ci și lucrurile "inteligente". Gestionarea unui astfel de trafic eterogen este chemată să ajungă la un nou standard.

întârziere

Este evident că noua generație de rețele 5G va susține tehnologiile de transport fără pilot și aplicațiile realității augmentate. În acest caz, informațiile trebuie să ajungă în timp real. Timpul de recepție și transmitere în rețelele 4G depășește 10 ms, ceea ce este foarte important. Standardul viitor poate schimba complet arhitectura rețelei cu stocarea în mișcare a datelor de la centrele de date la noduri de terminare, inclusiv dispozitive inteligente.

O mașină în mișcare, de exemplu, necesită date despre locația celui mai apropiat transport. Rețelele existente cu un flux de astfel de date deja pentru trei mașini nu pot face față. Întârzierile mari în transferul de date necesită plasare locală a datelor.

Se presupune că reactivitatea rețelelor de generație următoare va fi maximizată. Întârzierea transmiterii datelor nu va depăși 1 ms, chiar și la o viteză terminală de 500 km / h. Această latență va fi principalul factor determinant pentru crearea de noi tehnologii, cum ar fi gestionarea traficului urban în traficul urban și operațiile chirurgicale de la distanță.

Ajungeți la un consens

Dacă situația cu definiția gamei de tehnologii potențiale sa îmbunătățit în 2015, tehnologiile în sine sunt încă în curs de dezvoltare. Este necesar să se determine care tehnologii 5G sunt necesare mai întâi și care vor fi implementate ulterior. Este puțin probabil ca acest lucru să se întâmple în 2016.

În ciuda lipsei unui standard și a încrederii în prioritatea tehnologiei, companiile de producție încearcă să conducă dezvoltarea și implementarea tehnologiilor 5G pentru a ocupa o poziție profitabilă în viitor.

Nokia Compania în aprilie 2015 a anunțat achiziționarea de Alcatel-Lucent pentru 16,6 miliarde de dolari, iar compania de telecomunicații din SUA Verizon Wireless a anunțat că rețeaua Statele Unite ale Americii primul-5G va fi disponibil în 2016.

Primul înghițit

Prototipurile rețelelor 5G au apărut deja. Prima rețea de 5G a fost lansată în Coreea de Sud. SK Telecom a prezentat o nouă tehnologie la deschiderea centrului de cercetare, care îl va dezvolta. Iar prin Jocurile Olimpice de iarnă XXIII din 2018, în Coreea de Sud, compania intenționează să construiască o rețea de 5G în întreaga țară.

NTT DoCoMo intenționează, de asemenea, să lanseze rețeaua 5G în Japonia pentru Jocurile Olimpice de vară din 2020, în Tokyo.

5G Networks v. US

Standardul 5G, ca și standardele anterioare, este dezvoltat de consorțiul 3GPP și este aprobat de ITU, Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor. Nu vreau să stau departe și producătorii. În octombrie 2015, unele grupuri regionale au convenit să se întâlnească la fiecare șase luni pentru a dezvolta o poziție comună privind standardul 5G.

Un astfel de acord a fost încheiat în septembrie 2015 între Uniunea Europeană și China. Ericsson și TeliaSonera au convenit asupra unui parteneriat strategic pentru a oferi clienților operatorului celular din Tallinn și Stockholm accesul la rețeaua 5G în 2018.

Și mai puțin de așteptat când rețeaua 5G va fi lansată în Rusia. MTS și Ericsson au semnat un acord pentru a lucra împreună la o tehnologie de generația a cincea, care va avea ca rezultat primul test 5G-rețea în Rusia la Cupa Mondială din 2018, cu doi ani mai devreme decât 5G-rețea în Japonia. În acest scop, în 2016 va fi implementat proiectul LTE-U privind utilizarea LTE la o frecvență de 5 GHz, utilizat pentru a conecta punctele de acces Wi-Fi. Tehnologia Ericsson Lean Carrier va fi, de asemenea, testată, care organizează distribuția traficului și reduce interferențele între celule, crește viteza de transmisie și acoperire și ajută la planificarea rețelei.

Se pare că țările lumii sunt de acord cu privire la cooperarea în acest domeniu. Toți, cu excepția Statelor Unite, sunt obișnuiți să dețină o poziție de lider în toate domeniile.

4.5G se pregătește pentru viitor

Compania Qualcomm a oferit tehnologia LTE Advanced Pro 4.5G, a cărei implementare este planificată pentru următorii patru ani. Datorita acestei companii va fi în măsură să sprijine cât mai largă gamă de frecvențe necesare pentru standardul 5G și rețea LTE desfășurate anterior, ceea ce va reduce latența și de a crește tranzitată.

Caracteristicile rețelei:

• mare capacitate Datorită combinației spectrelor de frecvență;
• sprijinirea în același timp a 32 de operatori și creșterea capacității datorită combinării frecvențelor și distribuției traficului de rețea între operatori;
• Reducere de 10 ori a întârzierii în comparație cu LTE Advanced atunci când se utilizează turnuri existente și frecvențe de la 1 ms la 70 μs;
• utilizarea resurselor liniei de intrare pentru apelurile de ieșire;
• creșterea numărului de antene per stații de bază pentru a crește acoperirea și puterea semnalului;
• să sporească economia de energie a dispozitivelor IoT prin micșorarea intervalului până la 1,4 MHz și 180 kHz (până la 10 ani pe o singură baterie);
• 1 GB / s pentru schimbul de informații între autoturisme, pietoni și dispozitive IoT;
• Scanați un mediu fără a porni Wi-Fi sau GPS pe dispozitivul mobil.

Bariere tehnologice

În Institutul Fraunhofer pentru Telecomunicații din Berlin, a efectuat experimente cu frecvențe de 40-100 GHz, Samsung utilizează în experimentele sale frecvența de 28 GHz, și Nokia - mai mare de 70 GHz.

Operarea dispozitivelor în banda milimetrică are o astfel de caracteristică, ca propagarea extrem de nesatisfăcătoare a unui semnal a cărui putere scade semnificativ cu distanța de la stația de bază. În plus, interferența semnalului poate fi cauzată chiar și de corpul uman.

Soluție - MIMO

Trebuie aplicată soluția Tehnologia MIMO (ieșire multiplă de intrare multiplă), când mai multe semnale sunt trimise și primite simultan. Acum este folosit în LTE și WLAN. Pentru frecvențe înalte utilizate masiv MIMO - optimizarea tehnologiei de recepție atunci când dispozitivul mobil este găzduit zeci de antene mici și sute - în transmițător.

Producator antene SkyCross creat sistem 4x4 MIMO, puteți utiliza dimensiunea de 16x10 cm, în terminal. Aceasta este semnificativ mai mare decât cea a antenelor pentru LTE. De exemplu, dimensiunile LG G4 - 15x7,6 cm, Samsung Galaxy S6 - 14x7 cm, și Apple iPhone 6 Plus este - 16h7,8 vezi sistemul 4x4 MIMO nu este nou. - Cu excepția LTE-avansate terminale, este utilizat în sistemele de televiziune prin satelit, cerințe stricte la dimensiunea și consumul de energie nu a fost prezentată. Astfel, crearea unui mic dispozitiv mobil cu 4 antene va fi un test pentru designeri.

Dezvoltarea terminalelor portabile va necesita, de asemenea, mult efort. Potrivit unui reprezentant al Texas Instrument, utilizarea noilor tehnologii va fi necesară pentru a crea microcipuri capabile să transmită date la frecvențe înalte.

În 2015, proiectul de creare a standardului 5G a fost denumit oficial IMT-2020. Este păcat că restul procesului nu este încă vizibil.