Mreža 5G: pregled, opis i brzina. Sljedeća generacija 5G mreže

5G, komunikacijski standard sljedeće generacije, podržat će internet stvari, pametne automobile i ostalu opremu.

Novi mobilni standard neće se pojaviti do 2020. godine, ali se relevantne specifikacije razvijaju uz punu brzinu i postaje jasno da će standard 5G biti bitno različit od 4G. Riječ je o povećanju brzine razmjene informacija za mobilne telefone i tablete te o raznim drugim rješenjima, svaka s vlastitim zahtjevima.

Predviđanja Ericssona

Kako će tehnologija 5G funkcionirati i zašto je to potrebno ako ultra brzi mobilni internet već postoji?

Prema Ericssonu, budućnost izgleda ovako.

Vlasnička vozila povezana s mrežom međusobno će razmjenjivati ​​informacije. U slučaju nesreće, automobil koji je najbliži mjestu nesreće prijavit će sva vozila na nju slijedeći. To će im omogućiti smanjenje brzine unaprijed ili, u slučaju zastoja u prometu, izračunati novu rutu.

Senzori automobila će preciznije izmjeriti vremenske uvjete i slati podatke putem 5G mreže, tako da automobil izračuna najbolju rutu.

Na području javnog prijevoza, mreža 5G omogućit će praćenje broja putnika čekanja u stvarnom vremenu na zaustavljanju. Vozač autobusa će zaustaviti stan bez putnika, a otpremnik će poslati dodatni prijevoz do mjesta zagušenja.

U doba 5G sve kućne elektronike će biti međusobno povezane. Ako ranije prijelaz iz jedne prostorije u drugu morala biti prenesena iz prijenosni uređaj za nastavak, na primjer, slušati omiljenu radio stanicu, sada su zvučnici u različitim sobama će biti kontaktirani jedni s drugima i slušanja nastaviti s prekinutim mjestu. Osim toga, možete pratiti potrošnju energije svakog uređaja ili saznati koliko električne energije proizvodi solarni paneli.

5G mreža će promijeniti hitne službe, osiguravajući pouzdanu komunikaciju u hitnim slučajevima i prvi prioritet policijskih i hitnih službi. Vatrogasci u kacama s kamerama emitirat će sliku zapovijedanju i primati pomoć u složenim operacijama spašavanja.

5G tehnologija

Prošle su godine uspjeli regulirati većinu njih, no odabir tehnologija koje osiguravaju njihovu praktičnu primjenu nastavlja se.

Među njima:

• ultra-visoke frekvencije, čije je postignuće prethodno činilo nemogućim, pružit će mnogo veću brzinu;
• razvoj sustava, slanje podataka u sitnim komadima, produžit će rad internetskih uređaja stvari dugi niz godina;
• smanjujući kašnjenja za poslove koji zahtijevaju hitan odgovor.

Mreža 5G: Brzina

Procjena povećanja brzine standardnog 5G u usporedbi s prethodnim je nejasna. Ericsson je uspio postići rast od 50 puta - do 5 Gb / s. Samsung je izašao na 7,5 Gb / s sa stalnim signalom od 1,2 Gbit / s u automobilu koji se kreće velikom brzinom. Partnerstvo "Europska unija - Kina" namjerava povećati brzinu od 5G za 100 puta. NTT DoCoMo, japanski mobilni operater, zajedno s Alcatel-Lucentom, Ericssonom, Samsungom i Nokiaom, nastoji postići 10 Gb / s. I znanstvenici s University of Surrey preuzimaju stopu od 1 Tbit / s. Očekuje se da će u narednih 10 godina brzina mobilnih mreža narasti tisuću puta.

Povećanje brzine zahtijevat će naprednije antene i opremu, kao i prošireni frekvencijski spektar. U SAD-u je distribucija ovog resursa već počela.

Internet stvari

Uz smanjenje troškova veze, sve više uređaja ima pristup Wi-Fi mreži. Koncept kombiniranja telefona, kave i perilice rublja, slušalica, svjetiljki i sve ostalo u jednu mrežu naziva se Internetom stvari. Do 2020. godine očekuje se da će na svijetu imati više od 26 milijardi takvih uređaja. A broj veza bit će još veći.

Sposobnost stvari „osjetiti” uz pomoć senzora i daljinski izvršavanje naredbi će naći primjenu u urbanom planiranju, tehnologija „pametnih” kućnih, topline i nadzora električne energije sustava, sigurnost, nadzor zdravlja, javnog prijevoza, trgovine.

Internet stvari zahtijeva malu brzinu veze, ali za veliki broj uređaja. Već postoje namjenske mreže koje koriste usku frekvencijski raspon, a programeri standarda 5G žele sudjelovati u tom procesu.

Tako će telekomunikacijske mreže biti prisiljene podržavati ne samo mobilne korisnike već i "pametne" stvari. Upravljanje takvim heterogenim prometom poziva se na pomoć novog standarda.

kašnjenje

Očigledno je da će nova generacija 5G mreže podržati bespilotne transportne tehnologije i primjene povećane stvarnosti. U tom slučaju, informacije moraju stići u realnom vremenu. Prijem-vrijeme prijenosa u 4G-mrežama prelazi 10 ms, što je jako puno. Budući standard može potpuno promijeniti mrežnu arhitekturu pomicanjem pohrane podataka s podatkovnih centara na kraj čvorova, uključujući pametne uređaje.

Primjerice, pokretni automobil zahtijeva podatke o mjestu najbližeg prijevoza. Postojeće mreže s streamom takvih podataka već za tri automobila ne mogu se nositi. Velika kašnjenja u prijenosu podataka zahtijevaju lokalno plasiranje podataka.

Pretpostavlja se da će odziv mreža sljedeće generacije biti maksimiziran. Odgoda prijenosa podataka neće premašiti 1 ms, čak i pri brzini od 500 km / h. Takva latencija će biti glavni pokretački čimbenik za stvaranje novih tehnologija, kao što je urbano upravljanje prometom u gradskom prometu i udaljenim kirurškim operacijama.

Postići konsenzus

Ako se situacija s definicijom raspona potencijalnih tehnologija poboljša u 2015. godini, tehnologije se i dalje razvijaju. Potrebno je utvrditi koje su 5G tehnologije potrebne prije i koje će se nakon toga provesti. Malo je vjerojatno da će se to dogoditi 2016. godine.

Unatoč nedostatku standarda i povjerenju u prioritet tehnologije, proizvodne tvrtke nastoje voditi razvoj i implementaciju 5G tehnologija kako bi za budućnost imali profitabilan položaj.

U travnju 2015. Nokia je najavila akviziciju Alcatel-Lucent za 16,6 milijardi dolara, a američka telekomunikacijska tvrtka Verizon Wireless izjavila je kako će prva 5G mreža u SAD-u biti objavljena 2016. godine.

Prvi proguta

Prototipi 5G mreža već su se pojavili. Prva 5G-mreža pokrenuta je u Južnoj Koreji. SK Telecom predstavio je novu tehnologiju na otvaranju istraživačkog centra, koji će ga razviti. I XXIII Zimske olimpijske igre u 2018 u Južnoj Koreji, tvrtka planira izgraditi 5G mrežu diljem zemlje.

NTT DoCoMo također namjerava pokrenuti 5G mrežu u Japanu za ljetne olimpijske igre u 2020. godini u Tokiju.

5G Networks protiv SAD-a

Standard 5G, kao i prethodni standardi, razvija 3GPP konzorcij, a odobren je od strane ITU-a, Međunarodne telekomunikacijske unije. Ne želim ostati daleko i proizvođači. U listopadu 2015. neke su regionalne skupine složile sastanak svakih šest mjeseci kako bi razvile zajedničko stajalište prema standardu 5G.

Takav je sporazum postignut u rujnu 2015. između Europske unije i Kine. Ericsson i TeliaSonera su se dogovorili o strateškom partnerstvu kako bi korisnicima mobilnog operatera u Tallinnu i Stockholmu omogućili pristup mreži 5G 2018. godine.

I vrlo malo ostalo je čekati, kada će 5G-mreža biti pokrenuta u Rusiji. MTS i Ericsson su sklopili sporazum o zajedničkom radu na tehnologijama pete generacije, što će rezultirati prvom testnom mrežom 5G u Rusiji na Svjetskom kupu 2018. godine, dvije godine ranije nego 5G mreža u Japanu. U tu će svrhu u 2016. godini provesti LTE-U projekt o korištenju LTE frekvencije od 5 GHz koji se koristi za povezivanje Wi-Fi pristupnih točaka. Također će se testirati tehnologija Ericsson Lean Carrier koja organizira distribuciju prometa i smanjuje interferencije među stanicama, povećava brzinu prijenosa i pokrivenost te pomaže u planiranju mreže.

Očigledno, zemlje svijeta se slažu oko suradnje na ovom području. Svi, osim Sjedinjenih Država, navikli su se zauzimati vodeću poziciju u svemu.

4.5G se priprema za budućnost

Qualcomm Company je ponudio tehnologiju 4.5G LTE Advanced Pro, čija je provedba planirana za sljedeće četiri godine. Zahvaljujući tome, tvrtka će moći podržati širi spektar frekvencija potrebnih za standard 5G i prethodno implementirane LTE mreže, što će smanjiti kašnjenja i povećati širinu pojasa.

Mrežne značajke:

• visok kapacitet Zbog kombinacije frekvencijskih spektara;
• podrška od 32 operatora istodobno i povećanje kapaciteta zbog kombinacije frekvencija i distribucije mrežnog prometa između operatora;
• 10 puta smanjenje kašnjenja u usporedbi s LTE Advanced prilikom korištenja postojećih tornjeva i frekvencija od 1 ms do 70 μs;
• korištenje resursa dolazne komunikacijske linije za odlazne pozive;
• povećanje broja antena po baznih stanica povećati pokrivenost i jačinu signala;
• povećanje uštede energije uređaja za zaštitu okoliša (ITER) sužavanjem raspona do 1,4 MHz i 180 kHz (do 10 godina na jednoj bateriji);
• 1 Gb / s za razmjenu podataka između automobila, pješaka i uređaja zaštićenih ptica;
• Skenirajte okruženje bez uključivanja Wi-Fi ili GPS na mobilnom uređaju.

Tehnološke prepreke

U Fraunhofer Institutu za telekomunikacije u Berlinu pokusi se provode na frekvencijama od 40-100 GHz, Samsung koristi 28 GHz u svojim eksperimentima, a Nokia - preko 70 GHz.

Rad uređaja u milimetarskom valnom području ima takvu mogućnost, kao i iznimno nezadovoljavajuće širenje signala čija snaga se značajno smanjuje s udaljenosti od bazne stanice. Pored toga, smetnje signala mogu uzrokovati čak i ljudsko tijelo.

Rješenje - MIMO

Rješenje se primjenjuje MIMO tehnologija (Multiple Input Multiple Output), kada se istodobno šalju i primaju više signala. Sada se koristi u LTE i WLAN. Za visoke frekvencije Massive MIMO se koristi - tehnologija optimizacije prijema, kada se u mobilnim uređajima postavljaju desetke malih antena i stotine - u odašiljač.

Proizvođač SkyCross antene stvorio je MIMO 4x4 sustav koji se može koristiti u terminalu od 16x10 cm, što je znatno veće od one LTE antena. Na primjer, dimenzije LG G4 - 15x7,6 cm, Samsung Galaxy S6 - 14x7 cm, a Apple iPhone 6 Plus - 16h7,8 vidi MIMO 4x4 sustav nije nova. - Osim za LTE-Advanced terminala, ona se koristi u satelitskim televizijskim sustavima, stroge zahtjeve do njegove veličine i potrošnje energije nije prikazan. Stoga će stvaranje malog mobilnog uređaja s 4 antene biti test za dizajnere.

Razvoj prijenosnih terminala također će zahtijevati puno truda. Prema predstavniku Texas Instruments-a, upotreba novih tehnologija bit će potrebna za stvaranje mikročipova sposobnih za prijenos podataka na visokim frekvencijama.

U 2015. godini, projekt stvaranja 5G standarda službeno je nazvan IMT-2020. Šteta je što ostatak procesa još uvijek nije vidljiv.