Selfs sonder om veral die generasies van mobiele kommunikasiestandaarde te verstaan, sal enigiemand waarskynlik antwoord dat 5G koeler is as 4G/LTE. In werklikheid is alles nie so eenvoudig nie. Kom ons vind uit hoekom 5G beter/slegter is en watter gevalle van die gebruik daarvan die belowendste is, met inagneming van die huidige toestand.
So, wat beloof 5G-tegnologie ons?
- Spoed neem tien kere toe tot 10 Gb/s,
- Verminder vertragings (latency) met tientalle kere tot 1 ms,
- Verhoogde verbinding betroubaarheid (pakkieverlies foutkoers) honderde kere,
- Verhoog die digtheid (aantal) van gekoppelde toestelle (106/km2).
Dit alles word bereik deur:
- multikanaal (parallelisme oor frekwensies en basisstasies)
- verhoging van radiodraerfrekwensies van eenhede tot tientalle GHz (radiokanaalkapasiteit)
5G sal verbeter op 4G in tradisionele gebiede, of dit nou kitsfliek aflaai of 'n mobiele toepassing naatloos aan die wolk koppel. Dus, sal dit moontlik wees om te weier om die internet per kabel aan ons woonstelle en kantore te lewer?
5G sal universele konnektiwiteit van alles tot alles verskaf, deur hoëbandwydte, energiehonger protokolle met smalband, energiedoeltreffende protokolle te kombineer. Dit sal nuwe rigtings oopmaak wat ontoeganklik is vir 4G: masjien-tot-masjien kommunikasie op die grond en in die lug, Industry 4.0, die Internet van Dinge. dat 5G-besigheid $3.5T teen 2035 sal verdien en 22 miljoen werksgeleenthede sal skep.
Of nie?..
(Beeldbron - Reuters)
Hoe werk dit
As jy weet hoe 5G werk, slaan hierdie afdeling oor.
So, hoe kan ons so vinnige data-oordrag in 5G bereik, soos hierbo beskryf? Dit is nie 'n soort magie nie, is dit?
Die toename in spoed sal plaasvind as gevolg van die oorgang na 'n hoër frekwensiereeks - voorheen ongebruik. Byvoorbeeld, die frekwensie van huis WiFi is 2,4 of 5 GHz, die frekwensie van bestaande mobiele netwerke is binne 2,6 GHz. Maar as ons van 5G praat, praat ons dadelik van tientalle gigahertz. Dit is eenvoudig: ons verhoog die frekwensie, verminder die golflengte - en die data-oordragspoed word baie keer groter. En die netwerk as geheel word afgelaai.
Hier is 'n visuele strokiesprent van hoe dit was en hoe dit sal wees. Was:
Sal:
(Bron: IEEE Spectrum, )
Die frekwensie het tienvoudig toegeneem, so in 5G het ons te doen met baie korter millimetergolwe. Hulle gaan nie goed deur hindernisse nie. En in verband hiermee is die netwerkargitektuur besig om te verander. As vroeër kommunikasie aan ons verskaf is deur groot, kragtige torings wat kommunikasie oor lang afstande verskaf het, sal dit nou nodig wees om baie kompakte, laekrag torings oral te plaas. En hou in gedagte dat jy in groot stede baie stasies sal benodig, as gevolg van die sein wat deur hoë geboue geblokkeer word. Dus, om New York met selfvertroue toe te rus met 5G-netwerke, moet jy die aantal basisstasies is 500 (!) keer.
Op Russiese operateurs, die oorgang na 5G sal hulle ongeveer 150 miljard roebels kos - 'n koste vergelykbaar met vorige koste vir die ontplooiing van 'n 4G-netwerk, en dit selfs ondanks die feit dat die koste van 'n 5G-stasie laer is as bestaandes (maar baie van hulle benodig word).
Twee netwerkopsies: landlyn en selfoon
Tegnologie wat gebruik word om kragverbruik te verminder en omvang te vergroot beamforming — dinamiese vorming van 'n radiobundel vir 'n spesifieke intekenaar. Hoe word dit gedoen? Die basisstasie onthou waar die sein vandaan gekom het en op watter tydstip (dit kom nie net van jou foon af nie, maar ook as 'n weerkaatsing van hindernisse), en met behulp van triangulasiemetodes, bereken jou benaderde ligging, en bou dan die optimale seinpad.
Bron: Analysys Mason
Die behoefte om die posisie van die ontvanger na te spoor lei egter tot 'n geringe verskil tussen vaste en mobiele gebruiksgevalle, en dit word weerspieël in verskillende gebruiksgevalle (meer hieroor later in die "Verbruikersmark"-afdeling).
Status quo
Standaarde
Daar is geen aanvaarde 5G-standaard nie. Die tegnologie is te kompleks en daar is te veel spelers met botsende belange.
Die 5G NR-standaard is in die hoogs ontwikkelde voorstelstadium (Nuwe radio) van die 3GPP-organisasie (3de generasie vennootskapsprojek), wat die vorige standaarde, 3G en 4G, ontwikkel het. 5G gebruik twee radiofrekwensiebande (Frekwensie-reeks, of bloot verkort FR). FR1 bied frekwensies onder 6GHz. FR2 – bo 24 GHz, sg. millimeter golwe. Die standaard ondersteun stilstaande en bewegende ontvangers en is 'n verdere ontwikkeling van die 5GTF-standaard van die Amerikaanse telekommunikasiereus Verizon, wat slegs stilstaande ontvangers ondersteun (hierdie tipe diens word vaste draadlose toegangsnetwerke genoem).
Die 5G NR-standaard maak voorsiening vir drie gebruiksgevalle:
- eMBB (verbeterde mobiele breëband) – definieer die mobiele internet waaraan ons gewoond is;
- URLLC(Ultrabetroubare kommunikasie met lae vertraging) - hoë vereistes vir reaksiespoed en betroubaarheid - vir take soos outonome vervoer of afstandchirurgie;
- mMTC (Masjien massiewe tipe kommunikasie) – ondersteuning vir ’n groot aantal toestelle wat selde data stuur – die geval van die Internet van Dinge, dit wil sê meters en moniteringstoestelle.
Of kortliks, dieselfde ding in die prentjie:
Dit is belangrik om te verstaan dat die bedryf aanvanklik sal fokus op die implementering van eMBB as 'n meer verstaanbare scenario met bestaande kontantvloei.
bekendstelling van
Sedert 2018 word grootskaalse toetse byvoorbeeld by die Olimpiese Winterspele in Suid-Korea uitgevoer. In 2018 het alle Russiese Groot Vier-operateurs toetse uitgevoer. MTS het nuwe tegnologie getoets - gebruik gevalle met video-oproepe, hoë-definisie video-oordrag en aanlyn speletjies is getoets.
In Suid-Korea is 5G-diens vir die eerste keer ter wêreld aan die einde van 2018 aangebied. Wêreldwye kommersiële ontplooiing word volgende jaar, 2020, verwag. In die aanvanklike stadium sal die FR1-band as 'n byvoeging tot bestaande 4G-netwerke gebruik word. Volgens die planne van die Ministerie van Telekommunikasie en Massakommunikasie, sal 5G in Rusland vanaf 2020 begin verskyn in stede met 'n bevolking van meer as 'n miljoen. In die praktyk sal grootskaalse ontplooiing bepaal word deur die vermoë om geld te verdien, en hierdie aspek van 5G is nog nie duidelik nie.
Wat is die probleem met monetisering? Die feit is dat telekommunikasie-operateurs nog nie dwingende redes vir modernisering sien nie: bestaande netwerke kan die las redelik goed hanteer. En nou oorweeg hulle 5G meer in terme van bemarking: die 5G-ikoon op die foonskerm sal beslis 'n pluspunt wees in die oë van die telekommunikasie-operateur se intekenare. N anekdotiese geval met , wat 'n 5G-ikoon geplaas het in die afwesigheid van 'n regte netwerk, waarvoor mededingers hom vir misleiding gedagvaar het.
As jy mooi kyk, kan jy sien dat die ikoon eintlik "5GE" is - wat staan vir 5G Evolution, en skielik is dit nie die 5G waaraan ons dink nie, maar net 'n etiket wat deur bemarkers uitgevind is vir 'n bestaande LTE-netwerk met 'n paar verbeterings.
Chipsets
Mikro-elektroniese maatskappye het reeds baie miljarde dollars in 5G belê. Skyfies vir 5G NR sellulêre modems word deur Samsung aangebied (), Qualcomm (), Huawei (). Modems van Intel, 'n nuwe speler in hierdie mark, word teen die einde van 2019 verwag. Die Samsung-modem word gemaak met 10nm FinFET-tegnologie en is versoenbaar met ouer standaarde, wat begin met 2G. In die frekwensiereeks tot 6 GHz bied dit aflaaispoed van tot 2 Gb/s; wanneer die millimetergolf gebruik word, neem die spoed toe tot 6 Gb/s.
telefone
Byna alle Android-foonvervaardigers het planne aangekondig om 5G bekend te stel. Samsung het die vlagskip Galaxy S10 in die 5G-weergawe by die Mobile World Congress-uitstalling aan die einde van Februarie 2019 aangebied. Dit is op 5 April in Korea vrygestel. In die VSA het die nuwe produk op 16 Mei verskyn, en daar vind die verbinding plaas met die netwerk van die telekommunikasie-operateur Verizon. Ander operateurs haal ook in: AT&T kondig planne aan om 'n tweede slimfoon saam met Samsung in die 2de helfte van 2019 vry te stel.
In die loop van die jaar sal 5G-slimfone van verskeie vervaardigers, meestal premiums, winkelrakke tref. Volgens sommige skattings sal die nuwe tegnologie die koste van toestelle met $200-300 verhoog en die intekengeld met 10%.
Verbruikersmark
Geval 1. Huis Internet
5G vaste draadlose toegangsnetwerke sal 'n alternatief vir bedrade internet in ons woonstelle word. As die internet voorheen via kabel na ons woonstel gekom het, sal dit in die toekoms van 'n 5G-toring kom, en dan sal die router dit deur die gewone huis-WiFi versprei. Die hoofspelermaatskappye het voorbereidings voltooi en die vrystelling van routers te koop gesinchroniseer met die ontplooiing van 5G-netwerke. ’n Tipiese 5G-roeteerder kos $700-900 en bied aflaaispoed van 2-3 Gbps. Op hierdie manier sal operateurs die “laaste myl”-probleem vir hulself oplos en die koste om drade te lê verminder. En jy hoef nie bang te wees dat bestaande ruggraatnetwerke nie die verhoogde verkeer wat van 5G-netwerke sal kom die hoof bied nie: navorsing is aan die gang oor die gebruik van die bestaande reserwe van optieseveselnetwerke - die sogenaamde "swart vesel" ( donker vesel).
Hoe nuut sal hierdie scenario vir gebruikers wees? Reeds nou, in sommige lande gebruik hulle nie meer tradisionele huis bedrade internet nie, en skakel hulle oor na LTE: dit blyk dat dit vinniger en goedkoper is om mobiele kommunikasie in alle situasies te gebruik, met gerieflike tariewe beskikbaar. Hierdie situasie het byvoorbeeld in Korea ontwikkel. En dit word geïllustreer in hierdie strokiesprent:
Geval 2. Massa-byeenkomste van mense
Almal was sekerlik in so 'n onaangename situasie: kom na 'n uitstalling of stadion, en die mobiele verbinding verdwyn. En dit is juis op die oomblik wanneer jy 'n foto wil plaas of op sosiale netwerke wil skryf.
Stadions
Samsung het die toets saam met die Japannese telekommunikasie-operateur KDDI by 'n bofbalstadion met 30 5 sitplekke uitgevoer. Met behulp van toets 4G-tablette kon ons XNUMXK-videostroom op verskeie tablette gelyktydig demonstreer.
Die stadion is een van drie scenario's wat geïllustreer word in 'n demonstrasie-area genaamd 5G City, geleë in Suwon (Samsung se hoofkwartier). Ander scenario's sluit in 'n stedelike omgewing (koppel videokameras, sensors en inligtingsborde) en 'n hoëspoedtoegangspunt vir die lewering van HD-video aan 'n bewegende bus: terwyl dit by die punt verbyry, het die fliek tyd om af te laai.
Игры
Niantic, die skepper van die wêreldberoemde plek-gebaseerde speletjie Pokemon Go, het groot verwagtinge vir 5G. En hier is hoekom: nie so lank gelede nie, het groepgebeurtenisse in die speletjie verskyn - strooptogte. Raids vereis dat jy met ander spelers koördineer om saam te werk om 'n besonder kragtige Pokémon te verslaan, en dit skep interessante situasies in die werklike lewe. Dus, die belangrikste legendariese ligging van die spel met die skaarsste Pokémon Mewtwo is in Times Square in New York geleë - jy kan jou voorstel wat 'n skare daar kan bymekaarkom, wat nie net uit Pokémon-jagters bestaan nie, maar ook net toeriste.
Augmented reality word ook as 'n "moordenaar-app" vir 5G beskou. Daarin jy kan die konsep van intydse magiese tweestryde sien wat tans deur Niantic ontwikkel word in die nuwe speletjie gebaseer op Harry Potter. Niantic het reeds vennootskappe met Samsung en die operateurs Deutsche Telecom en SK Telecom aangegaan.
Vervoer
Ten slotte is die treinsaak interessant. 'n Idee het na vore gekom om die spoorweg van 5G-kommunikasie te voorsien vir vermaak en passasiersgerief. Universiteit van Bristol studie : om hoëspoed naatlose kommunikasie te bereik, moet jy die spoorlyn toerus met toegangspunte op 'n afstand van 800 meter van mekaar!
'n Voorbeeld van hoe om toegangspunte langs 'n spoorlyn te plaas
Toetse is suksesvol uitgevoer op 'n trein wat naby Tokio werk - hul en Samsung saam met die telekommunikasie-operateur KDDI. Tydens die toetse is 'n spoed van 1,7 Gbps behaal, en tydens die toets is 8K-video afgelaai en 4K-video is vanaf die kamera opgelaai.
Nuwe gebruik gevalle
Maar dit alles is eerder 'n oplossing vir probleme wat reeds aan ons bekend is. Watter fundamenteel nuwe dinge kan 5G ons bied?
Gekoppelde motor
Die grootste voordeel is lae latency, wat masjiene in staat stel om met mekaar te kommunikeer teen snelhede van tot 500 km/h. Anders as menslike bestuurders, sal motors uiteindelik onder mekaar of met vaste infrastruktuur oor maneuvers kan onderhandel, wat die pad veiliger maak. Dit is interessant dat die stelsel weerstoestande in ag sal neem: almal weet dat in gladde weer die remafstand langer is, so die reëls in so 'n stelsel behoort te verander.
Die Europese 5GAA (Automotive Association) bring reeds meer as 100 groot telekommunikasie- en motorvervaardigers regoor die wêreld bymekaar om die ontplooiing van C-V2X (Cellular Vehicle-To-Everything) te versnel. Die hoofdoelwitte van die vereniging is omvattende padveiligheid en verkeersdoeltreffendheid. Fietsryers en voetgangers met 5G-slimfone kan ook op veiligheid staatmaak. Verkeersdeelnemers op afstande van tot 1 km sal direk kan kommunikeer; op langer afstande sal hulle 5G-dekking nodig hê. Die stelsel sal die skepping van gange vir polisie en ambulanse verseker, voorsiening maak vir die uitruil van sensors tussen motors, afstandbestuur en ander wonderwerke. Na die bekendstelling van C-V2X, beplan die vereniging om die ervaring wat in 5G V2X opgedoen is, toe te pas, waar dit gerig sal wees op industrie 4.0, slim stede en alles wat beweeg, gebruik 5G.
Voorbeelde van situasies wat opgelos kan word met behulp van Connected Car. Bron: Qualcomm
5G sal kommunikasie nie net vir grondvoertuie toelaat nie, maar ook vir vliegtuie. Samsung het vanjaar saam met die Spaanse internetverskaffer Orange, , hoe 'n afgeleë vlieënier die vlug van 'n hommeltuig beheer het deur 'n ontplooide 5G-netwerk te gebruik en 'n hoë-resolusie videostroom in reële tyd te ontvang. Die Amerikaanse verskaffer Verizon het in 2017 gekoop , beloof miljoene 5G-gekoppelde vlugte. Die maatskappy se hommeltuie is reeds aan Verizon se regstreekse 4G-netwerk gekoppel.
Nywerheid 4.0
Oor die algemeen is die uitdrukking "Industrie 4.0" in Duitsland uitgevind vir sy industriële moderniseringsprogram. Vereniging (5G Alliance for Connected Industries and Automation), met sy hoofkwartier in Duitsland, verenig sedert 2018 vervaardigingsondernemings wat daarin belangstel om 5G te gebruik. Die grootste vereistes vir latensie en betroubaarheid word opgelê deur die bewegingsbeheer van industriële robotte, waar die reaksietyd nie tientalle mikrosekondes kan oorskry nie. Dit word nou opgelos met Industrial Ethernet (byvoorbeeld die EtherCAT-standaard). Dit is waarskynlik dat 5G ook vir hierdie nis sal meeding!
Ander toepassings, soos kommunikasie tussen industriële beheerders of met menslike operateurs, sensornetwerke, is minder veeleisend. Deesdae gebruik die meeste van hierdie netwerke kabel, dus blyk draadlose 5G 'n ekonomies lewensvatbare oplossing te wees, benewens die vinnige herkonfigurasie van produksie.
In die praktyk sal ekonomiese haalbaarheid lei tot die aanvaarding van 5G in die duurste menslike arbeidsgebiede, soos vurkhyserbestuurders in fabrieke en pakhuise. So het die Europese ingenieursmaatskappy Acciona gedemonstreer . Die trollie stuur 360-video in hoë definisie, en 'n afgeleë operateur sal hom help om uit 'n onverwagte situasie te kom. Die karretjie gebruik 5G-tegnologie van Cisco en Samsung.
Afgeleë samewerking tegnologieë sal verder gaan. Vanjaar is gedemonstreer hoe 'n kundige chirurg die vordering van 'n kankeroperasie in reële tyd monitor, wat baie kilometers ver plaasvind, en sy kollegas wys hoe om die operasie die beste uit te voer. Soos tegnologie verbeter, sal hy 'n meer aktiewe rol kan speel deur chirurgiese instrumente direk te beheer.
Internet van dinge
Eerstens sal 5G die probleem oplos van talle en swak ondersteunde Internet of Things-kommunikasiestandaarde, wat tans, na ons mening, die ontwikkeling van hierdie gebied beperk.
Hier kan 5G die volgende bied:
- Ad hoc-netwerke (sonder routers)
- Hoë digtheid van gekoppelde toestelle
- Ondersteun smalband, energiedoeltreffende (10+ jaar op een battery) kommunikasie
Maar dit blyk dat groot sakeondernemings steeds meer belangstel in ander scenario's behalwe die Internet van Dinge. 'n Vinnige internetsoektog het geen demonstrasies deur sleutelspelers gevind van die voordele van 5G vir die internet van dinge nie.
Om hierdie onderwerp af te sluit, laat ons aandag gee aan die volgende interessante moontlikheid. Deesdae beperk afhanklikheid van 'n uitlaat of die behoefte om batterye te vervang die keuse van "goed". Laefrekwensie induktiewe draadlose laai werk net oor 'n afstand van 'n paar sentimeter. 5G en sy rigting-millimetergolwe sal doeltreffende laai oor afstande van etlike meter moontlik maak. Alhoewel huidige standaarde dit nie spesifiseer nie, het ons geen twyfel dat ingenieurs binnekort maniere sal vind om hierdie geleentheid te benut nie!
Ontwikkelaar kenmerke
As jy belangstel in die onderwerp, waarheen om volgende te gaan?
kommunikasie. Jy sal persoonlik 5G-spelers by komende Russiese konferensies kan ontmoet 29-30 Mei, 30-31 Mei, 25-27 Junie, 24 Oktober.
Onder akademiese kontakte moet daarop gelet word gehou by die Instituut vir Inligtingsoordragprobleme.
befondsing. Sleutelspelers hou kompetisies om 5G in verskeie gebiede te gebruik. In die VSA Verizon onlangs "Gebou op 5G-uitdaging"-kompetisie vir Industry 4.0, meeslepende verbruikerstoepassings (VR/AR) en deurbraak-idees (wat die manier waarop ons leef en werk verander). Die kompetisie is oop vir geregistreerde Amerikaanse klein besighede en aansoeke word tot 15 Julie aanvaar. Die prysfonds is $1 miljoen. Die wenners sal in Oktober vanjaar aangekondig word.
Werksplasing. Benewens die Groot Vier selfoonoperateurs, is daar verskeie maatskappye in Rusland wat beplan om 5G in die nabye toekoms te gebruik. Die sakemodel van die toonaangewende inhoudleweringsverskaffer in Rusland en die GOS, CDNVideo, is betaling vir die volume verkeer wat ontvang word. Die gebruik van 5G, wat hierdie prys moontlik verlaag, sal die maatskappy in staat stel om koste te verminder. PlayKey bevorder speletjies in die wolk, en dit is nie verbasend dat dit ook van plan is om 5G te gebruik nie.
Open Source, sal waarskynlik 'n sleutelrol in infrastruktuur speel. Amerikaans ondersteun 5G. Europese bring diegene bymekaar wat eie komponente van 5G-infrastruktuur wil omseil. Strategiese gebiede sluit in ondersteuning vir 5G-modems en sagteware-gedefinieerde stelsels, heterogene netwerke en die Internet van Dinge. virtualiseer radiotoegangsnetwerke. Implementering van die netwerkkern is beskikbaar vanaf .
Skrywers:
Stanislav Polonsky - Hoof van die Departement Gevorderde Navorsing en Ontwikkeling van die Samsung Navorsingsentrum
Tatyana Volkova - Skrywer van die kurrikulum vir die IoT-projek Samsung Academy, spesialis in programme vir korporatiewe sosiale verantwoordelikheid by die Samsung Navorsingsentrum
Bron: will.com