Eĉ sen precipe kompreni la generaciojn de poŝtelefonaj normoj, iu verŝajne respondos, ke 5G estas pli malvarmeta ol 4G/LTE. En realeco, ĉio ne estas tiel simpla. Ni eltrovu kial 5G estas pli bona/pli malbona kaj kiuj kazoj de ĝia uzo estas la plej promesplenaj, konsiderante la nunan staton.
Do, kion promesas al ni 5G-teknologio?
- Rapido pliigas dekojn da fojoj ĝis 10 Gb/s,
- Reduktante prokrastojn (latenteco) je dekoj da fojoj al 1 ms,
- Pliigita fidindeco de konekto (paka perdo-erara indico) centojn da fojoj,
- Pliigante la densecon (nombro) de konektitaj aparatoj (106/km2).
Ĉio ĉi estas atingita per:
- plurkanalo (paraleleco trans frekvencoj kaj bazstacioj)
- pliigante radioportalfrekvencojn de unuoj ĝis dekoj de GHz (radikanalkapacito)
5G pliboniĝos kun 4G en tradiciaj areoj, ĉu tuj elŝutado de filmoj aŭ perfekte konekti poŝtelefonon al la nubo. Do, ĉu eblos rifuzi liveri la Interreton al niaj loĝejoj kaj oficejoj per kablo?
5G provizos universalan konekteblecon de ĉio al ĉio, kombinante altan bendolarĝon, energimanĝantajn protokolojn kun mallarĝbendaj, energiefikaj protokoloj. Ĉi tio malfermos novajn direktojn, kiuj estas nealireblaj al 4G: maŝino-al-maŝino komunikado sur la tero kaj en la aero, Industrio 4.0, la Interreto de Aĵoj. tiu 5G-komerco gajnos $3.5T antaŭ 2035 kaj kreos 22 milionojn da laborpostenoj.
Aŭ ne?..
(Bildofonto - Reuters)
Kiel tio funkcias
Se vi scias kiel funkcias 5G, preterlasu ĉi tiun sekcion.
Do, kiel ni povas atingi tian rapidan transdonon de datumoj en 5G, kiel priskribite supre? Ĉi tio ne estas ia magio, ĉu?
La pliiĝo de rapideco okazos pro la transiro al pli alta frekvenca gamo - antaŭe neuzata. Ekzemple, la ofteco de hejma WiFi estas 2,4 aŭ 5 GHz, la ofteco de ekzistantaj moveblaj retoj estas ene de 2,6 GHz. Sed kiam ni parolas pri 5G, ni tuj parolas pri dekoj da gigahercoj. Ĝi estas simpla: ni pliigas la frekvencon, malpliigas la ondolongon - kaj la transiga rapido de datumoj multoble pligrandiĝas. Kaj la reto kiel tuto estas malŝarĝita.
Jen vida bildstrio pri kiel ĝi estis kaj kiel ĝi estos. Estis:
Volo:
(Fonto: IEEE Spectrum, )
La ofteco pliiĝis dekoble, do en 5G ni traktas multe pli mallongajn, milimetrajn ondojn. Ili ne bone trapasas obstaklojn. Kaj lige kun ĉi tio, la reto-arkitekturo ŝanĝiĝas. Se pli fruaj komunikadoj estis disponigitaj al ni per grandaj, potencaj turoj kiuj havigis komunikadon sur longaj distancoj, nun estos necese meti multajn kompaktajn, malaltfortajn turojn ĉie. Kaj memoru, ke en grandaj urboj vi bezonos multajn staciojn, pro la signalo blokita de altaj konstruaĵoj. Do, por memfide ekipi Novjorkon per 5G-retoj, vi bezonas la nombro da bazstacioj estas 500 (!) fojojn.
Por Rusaj telefonistoj, la transiro al 5G kostos al ili proksimume 150 miliardojn da rubloj - kosto komparebla al antaŭaj kostoj por disfaldi 4G-reton, kaj ĉi tio eĉ malgraŭ la fakto, ke la kosto de 5G-stacio estas pli malalta ol la ekzistantaj (sed multaj el ili). estas bezonataj).
Du retaj opcioj: fiksa telefono kaj poŝtelefono
Teknologio uzata por redukti energikonsumon kaj pliigi gamon fasformado — dinamika formado de radioradio por specifa abonanto. Kiel ĉi tio estas farita? La bazstacio memoras de kie venis la signalo kaj je kiu tempo (ĝi venas ne nur de via telefono, sed ankaŭ kiel reflekto de obstakloj), kaj uzante triangulajn metodojn, kalkulas vian proksimuman lokon, kaj tiam konstruas la optimuman signalvojon.
Fonto: Analysys Mason
Tamen, la bezono spuri la pozicion de la ricevilo kondukas al eta diferenco inter fiksaj kaj moveblaj uzkazoj, kaj ĉi tio reflektiĝas en malsamaj uzkazoj (pli pri tio poste en la sekcio "Konsumanto-Merkato").
Statuso Quo
Normoj
Ne estas akceptita 5G-normo. La teknologio estas tro kompleksa kaj estas tro da ludantoj kun konfliktantaj interesoj.
La normo 5G NR estas en la tre evoluinta proponstadio (Nova Radio) de la 3GPP-organizo (3-a Generacia Partnereca Projekto), kiu evoluigis la antaŭajn normojn, 3G kaj 4G. 5G uzas du radiofrekvencbendojn (frekvenco Gamo, aŭ simple mallongigita FR). FR1 ofertas frekvencojn sub 6GHz. FR2 - super 24 GHz, tielnomita. milimetraj ondoj. La normo subtenas senmovajn kaj movantajn ricevilojn kaj estas plua evoluo de la 5GTF-normo de la usona telekomunika giganto Verizon, kiu subtenas nur senmovajn ricevilojn (tiu speco de servo nomiĝas fiksaj sendrataj alirretoj).
La normo 5G NR provizas tri uzkazojn:
- eMBB (plibonigita Poŝtelefona Larĝbendo) – difinas la moveblan Interreton al kiu ni kutimas;
- URLLC(Ultra Fidinda Malalta Latencia Komunikado) - altaj postuloj por respondrapideco kaj fidindeco - por taskoj kiel aŭtonoma transporto aŭ fora kirurgio;
- mMTC (Maŝina masiva Tipo-Konektoj) - subteno por granda nombro da aparatoj, kiuj malofte sendas datumojn - la kazo de la Interreto de Aĵoj, tio estas, mezuriloj kaj monitoraj aparatoj.
Aŭ mallonge, la sama afero en la bildo:
Gravas kompreni, ke la industrio komence koncentriĝos pri efektivigado de eMBB kiel pli komprenebla scenaro kun ekzistantaj monfluoj.
Efektivigo
Ekde 2018, grandskalaj provoj estas faritaj, ekzemple, ĉe la Vintraj Olimpikoj en Sud-Koreio. En 2018, ĉiuj rusaj Big Four-funkciigistoj faris testojn. MTS testis novan teknologion — uzkazoj kun videovokoj, altdifina videotranssendo kaj interretaj ludoj estis provitaj.
En Sud-Koreio, unuafoje en la mondo, 5G-servo estis ofertita fine de 2018. Tutmonde komerca lanĉo estas atendita venontjare, 2020. En la komenca stadio, la FR1-grupo estos uzata kiel aldonaĵo al ekzistantaj 4G-retoj. Laŭ la planoj de la Ministerio de Telekomunikado kaj Amasaj Komunikadoj, en Rusio 5G komencos aperi en urboj kun loĝantaro de pli ol miliono ekde 2020. En la praktiko, grandskala deplojo estos determinita de la kapablo moneti, kaj ĉi tiu aspekto de 5G ankoraŭ ne estas klara.
Kio estas la problemo kun monetigo? La fakto estas, ke telekomunikaj telefonistoj ankoraŭ ne vidas konvinkajn kialojn por modernigo: ekzistantaj retoj povas sufiĉe bone elteni la ŝarĝon. Kaj nun ili konsideras 5G pli koncerne merkatadon: la 5G-ikono sur la telefona ekrano certe estos pluso en la okuloj de la abonantoj de la telekomunikado. Anekdota kazo kun , kiu metis 5G-ikonon en foresto de vera reto, pro kiu konkurantoj jurpersekutis lin pro trompo.
Se vi rigardas atente, vi povas vidi, ke la ikono estas fakte "5GE" - kio signifas 5G Evolution, kaj subite ĉi tio ne estas la 5G pri kiu ni pensas, sed nur etikedo elpensita de merkatistoj por ekzistanta LTE-reto kun iuj plibonigoj.
Ĉiparoj
Mikroelektronikaj kompanioj jam investis multajn miliardojn da dolaroj en 5G. Blatoj por ĉelaj modemoj 5G NR estas ofertitaj de Samsung (), Qualcomm (), Huawei (). Modemoj de Intel, nova ludanto en ĉi tiu merkato, estas atendataj antaŭ la fino de 2019. La Samsung-modemo estas farita per 10nm FinFET-teknologio kaj estas kongrua kun pli malnovaj normoj, komencante per 2G. En la frekvenca gamo ĝis 6 GHz ĝi disponigas elŝutajn rapidojn de ĝis 2 Gb/s; kiam oni uzas la milimetran ondon, la rapideco pliiĝas al 6 Gb/s.
Telefonoj
Preskaŭ ĉiuj fabrikantoj de Android-telefonoj anoncis planojn enkonduki 5G. Samsung prezentis la flagŝipon Galaxy S10 en la 5G-versio ĉe la ekspozicio de Mobile World Congress fine de februaro 2019. Ĝi estis liberigita en Koreio la 5-an de aprilo. En Usono, la nova produkto aperis la 16-an de majo, kaj tie la rilato okazas kun la reto de la telekomunika operatoro Verizon. Aliaj telefonistoj ankaŭ atingas: AT&T anoncas planojn liberigi duan inteligentan telefonon kune kun Samsung en la dua duono de 2.
Dum la jaro, 5G-poŝtelefonoj de diversaj fabrikistoj, plejparte altkvalitaj, trafos vendejajn bretojn. Laŭ iuj taksoj, la nova teknologio pliigos la koston de aparatoj je $200-300 kaj la abonkotizon je 10%.
Konsummerkato
Kazo 1. Hejma Interreto
5G fiksaj sendrataj alirretoj fariĝos alternativo al kablita Interreto en niaj apartamentoj. Se antaŭe la Interreto venis al nia apartamento per kablo, tiam estonte ĝi venos el 5G-turo, kaj tiam la enkursigilo disdonos ĝin per la kutima hejma WiFi. La ĉefaj ludantaj kompanioj kompletigis preparojn, sinkronigante la liberigon de enkursigiloj por vendo kun la disfaldiĝo de 5G-retoj. Tipa 5G-enkursigilo kostas 700-900 USD kaj provizas elŝutajn rapidojn de 2-3 Gbps. Tiamaniere, funkciigistoj solvos la "lastan mejlon" problemon por si kaj reduktos la koston de metado de dratoj. Kaj ne necesas timi, ke ekzistantaj spinaj retoj ne traktos la pliigitan trafikon, kiu venos de 5G-retoj: esploroj estas enmarŝataj pri la uzo de la ekzistanta rezervo de optikaj retoj de fibro - la tiel nomata "nigra fibro" ( malhela fibro).
Kiom nova estos ĉi tiu scenaro por uzantoj? Jam nun, en iuj landoj ili ne plu uzas tradician hejman kablan Interreton, kaj ŝanĝas al LTE: rezultas, ke estas pli rapide kaj pli malmultekosta uzi poŝtelefonajn komunikadojn en ĉiuj situacioj, kun oportunaj tarifoj disponeblaj. Ĉi tiu situacio, ekzemple, disvolviĝis en Koreio. Kaj ĝi estas ilustrita en ĉi tiu komikso:
Kazo 2. Amaskunvenoj de homoj
Certe ĉiuj estis en tia malagrabla situacio: venu al ekspozicio aŭ stadiono, kaj la poŝtelefona konekto malaperas. Kaj ĉi tio estas ĝuste en la momento, kiam vi volas afiŝi foton aŭ skribi en sociaj retoj.
Stadionoj
Samsung faris la teston kune kun japana teleentreprenisto KDDI ĉe 30-sidloka basbalstadiono. Uzante provajn 5G-tabelojn, ni povis montri 4K-videon fluantan sur pluraj tabeloj samtempe.
La stadiono estas unu el tri scenaroj kiuj estas ilustritaj en demonstra areo nomita 5G City, situanta en Suwon (la ĉefsidejo de Samsung). Aliaj scenaroj inkluzivas urban medion (konekti vidbendajn kameraojn, sensilojn kaj informtabulojn) kaj altrapida alirpunkto por liveri HD-vidbendon al moviĝanta buso: dum ĝi preterpasas la punkton, la filmo havas tempon por elŝuti.
ludo
Niantic, la kreinto de la mondfama lok-bazita ludo Pokemon Go, havas grandajn esperojn pri 5G. Kaj jen kial: antaŭ ne longe, grupaj eventoj aperis en la ludo - atakoj. Atakoj postulas, ke vi kunordiĝu kun aliaj ludantoj por kunlabori por venki precipe potencan Pokemonon, kaj ĉi tio kreas interesajn situaciojn en la reala vivo. Tiel, la ĉefa legenda loko de la ludo kun la plej malofta Pokemono Mewtwo situas en Times Square en Novjorko - vi povas imagi, kia homamaso povas kolekti tie, konsistante ne nur el Pokemono-ĉasistoj, sed ankaŭ nur turistoj.
Pliigita realeco ankaŭ estas konsiderata kiel "mortiga programo" por 5G. En tio vi povas vidi la koncepton de realtempaj magiaj dueloj nuntempe disvolvita de Niantic en la nova ludo bazita sur Harry Potter. Niantic jam eniris partnerecojn kun Samsung kaj funkciigistoj Deutsche Telecom kaj SK Telecom.
transporto
Fine, la trajna kazo estas interesa. Ideo aperis por provizi la fervojon per 5G-komunikadoj por distro kaj pasaĝera komforto. Studo de Universitato de Bristol : por atingi altrapidan senjuntan komunikadon, vi devas ekipi la fervojon per alirpunktoj je distanco de 800 metroj unu de la alia!
Ekzemplo de kiel meti alirpunktojn laŭ fervoja trako
Provoj estis sukcese faritaj sur trajno funkcianta proksime de Tokio - ilia kaj Samsung kune kun la teleentrepreno KDDI. Dum la provoj, rapido de 1,7 Gbps estis atingita, kaj dum la testo, 8K-vidbendo estis elŝutita kaj 4K-vidbendo estis alŝutita de la fotilo.
Novaj uzkazoj
Sed ĉio ĉi estas prefere solvo de problemoj jam konataj al ni. Kiajn esence novajn aferojn 5G povas proponi al ni?
Konektita aŭto
La ĉefa avantaĝo estas malalta latencia, permesante al maŝinoj komuniki unu kun la alia kun rapidoj de ĝis 500 km/h. Male al homaj ŝoforoj, aŭtoj finfine povos intertrakti inter si aŭ kun fiksa infrastrukturo pri manovroj, farante la vojon pli sekura. Estas interese, ke la sistemo konsideros veterkondiĉojn: ĉiuj scias, ke en glitiga vetero la bremsa distanco estas pli longa, do la reguloj en tia sistemo devus ŝanĝiĝi.
La eŭropa 5GAA (Aŭtomobila Asocio) jam kunigas pli ol 100 ĉefajn telekomunikajn kaj aŭtofabrikistojn tra la mondo por akceli la disfaldiĝon de la sistemo C-V2X (Ĉela Veturilo-Al-Ĉio). La ĉefaj celoj de la asocio estas ampleksa trafiksekureco kaj trafika efikeco. Biciklantoj kaj piedirantoj kun 5G-poŝtelefonoj ankaŭ povas fidi je sekureco. Trafikpartoprenantoj je distancoj de ĝis 1 km povos rekte komuniki; ĉe pli longaj distancoj ili bezonos 5G-kovradon. La sistemo certigos la kreadon de koridoroj por polico kaj ambulancoj, zorgos pri interŝanĝo de sensiloj inter aŭtoj, malproksima veturado kaj aliaj mirakloj. Post la lanĉo de C-V2X, la asocio planas apliki la sperton akiritan en 5G V2X, kie ĝi celos industrion 4.0, inteligentajn urbojn kaj ĉio, kio moviĝas, uzas 5G.
Ekzemploj de situacioj, kiuj povas esti solvitaj per Konektita Aŭto. Fonto: Qualcomm
5G permesos komunikadon ne nur por surteraj veturiloj, sed ankaŭ por aviadiloj. Ĉi-jare, Samsung, kune kun la hispana interreta provizanto Orange, , kiel fora piloto kontrolis la flugon de virabelo uzante deplojitan 5G-reton kaj ricevante alt-rezolucian videofluon en reala tempo. Amerika provizanto Verizon aĉetis en 2017 , promesas milionojn da 5G-konektitaj flugoj. La virabeloj de la kompanio jam estas konektitaj al la viva 4G-reto de Verizon.
Industrio 4.0
Ĝenerale, la esprimo "Industrio 4.0" estis inventita en Germanio por ĝia industria moderniga programo. Asocio (5G Alianco por Konektitaj Industrioj kaj Aŭtomatigo), kun sidejo en Germanio, kunigas produktadkompaniojn interesitajn uzi 2018G ekde 5. La plej grandaj postuloj por latencia kaj fidindeco estas truditaj per la movkontrolo de industriaj robotoj, kie la respondtempo ne povas superi dekojn da mikrosekundoj. Ĉi tio nun estas solvita per Industria Eterreto (ekzemple, la EtherCAT-normo). Verŝajnas, ke 5G ankaŭ konkuros por ĉi tiu niĉo!
Aliaj aplikoj, kiel komunikado inter industriaj regiloj aŭ kun homaj funkciigistoj, sensilretoj, estas malpli postulemaj. Nuntempe, la plej multaj el ĉi tiuj retoj uzas kablon, do sendrata 5G ŝajnas esti ekonomie realigebla solvo, krom permesi rapidan reagordon de produktado.
En la praktiko, ekonomia farebleco kondukos al la adopto de 5G en la plej multekostaj homaj laborkampoj, kiel ĉarelefistoj en fabrikoj kaj magazenoj. Tiel, la eŭropa inĝenieristiko Acciona pruvis . La troleo transdonas 360-videon en alta difino, kaj fora operatoro helpos ĝin eliri el neatendita situacio. La ĉaro uzas 5G-teknologion de Cisco kaj Samsung.
Foraj kunlaboraj teknologioj iros plu. Ĉi-jare, estis pruvite, kiel sperta kirurgo kontrolas la progreson de kancero-operacio en reala tempo, okazanta multajn kilometrojn for, kaj montras al siaj kolegoj kiel plej bone fari la operacion. Ĉar teknologio pliboniĝos, li povos preni pli aktivan rolon, rekte kontrolante kirurgiajn instrumentojn.
Interreto de aferoj
Antaŭ ĉio, 5G solvos la problemon de multaj kaj malbone subtenataj komunikadnormoj de Interreto de Aĵoj, kiu nuntempe, laŭ nia opinio, limigas la disvolviĝon de ĉi tiu areo.
Ĉi tie 5G povas oferti la jenon:
- Ad hoc retoj (sen enkursigiloj)
- Alta denseco de konektitaj aparatoj
- Elportas konektojn mallarĝajn, energiefikajn (10+ jarojn per unu baterio).
Sed ŝajnas, ke grandaj entreprenoj ankoraŭ pli interesiĝas pri aliaj scenaroj krom la Interreto de Aĵoj. Rapida interreta serĉo trovis neniujn pruvojn de ĉefaj ludantoj pri la avantaĝoj de 5G por la Interreto de Aĵoj.
Finante ĉi tiun temon, ni atentu la jenan interesan eblecon. Nuntempe, dependeco de ellasejo aŭ la bezono anstataŭigi bateriojn limigas la elekton de "aĵoj". Malaltfrekvenca indukta sendrata ŝargado funkcias nur sur distanco de kelkaj centimetroj. 5G kaj ĝiaj direktaj milimetraj ondoj ebligos efikan ŝargadon sur distancoj de pluraj metroj. Kvankam nunaj normoj ne specifas tion, ni ne dubas, ke inĝenieroj baldaŭ trovos manierojn profiti ĉi tiun ŝancon!
Ellaborantoj Trajtoj
Se vi interesiĝas pri la temo, kien iri poste?
Ligoj. Vi povos persone renkonti 5G-ludantojn ĉe venontaj rusaj konferencoj 29-30 majo, 30-31 majo, 25-27 junio, La 24an de oktobro.
Inter akademiaj kontaktoj oni devas rimarki okazigita ĉe la Instituto de Informo-Transsendo-Problemoj.
Financado. Ĉefaj ludantoj aranĝas konkursojn por uzi 5G en diversaj areoj. En Usono Verizon lastatempe Konkurso "Konstruita sur 5G-Defio" por Industrio 4.0, mergaj konsumantaj aplikoj (VR/AR) kaj innovaj ideoj (ŝanĝante la manieron kiel ni vivas kaj laboras). La konkurso estas malfermita al registritaj usonaj malgrandaj entreprenoj kaj kandidatiĝoj estas akceptitaj ĝis la 15-a de julio. La premiofondaĵo estas $ 1M. La gajnintoj estos anoncitaj en oktobro de ĉi tiu jaro.
Laborposteno. Krom la Grandaj Kvar moveblaj telefonistoj, ekzistas pluraj kompanioj en Rusio planantaj uzi 5G en proksima estonteco. La komerca modelo de la ĉefa provizanto de enhavo en Rusio kaj la CIS, CDNVideo, estas pago por la volumo de trafiko ricevita. La uzo de 5G, kiu eble malaltigas ĉi tiun prezon, permesos al la kompanio redukti kostojn. PlayKey reklamas ludojn en la nubo, kaj ne estas surprize, ke ĝi ankaŭ planas uzi 5G.
Malferma Fonto, verŝajne ludos ŝlosilan rolon en infrastrukturo. usonano subtenas 5G. eŭropano kunigas tiujn, kiuj volas preteriri proprietajn komponantojn de 5G-infrastrukturo. Strategiaj areoj inkluzivas subtenon por 5G-modemoj kaj softvar-difinitaj sistemoj, heterogenaj retoj kaj la Interreto de Aĵoj. virtualigas radioalirajn retojn. Efektivigo de la reto-kerno estas havebla de .
Aŭtoroj:
Stanislav Polonsky - Kapo de la Altnivela Esplorado kaj Disvolviĝo de la Samsung Esplorcentro
Tatyana Volkova - Aŭtoro de la instruplano por la IoT-projekto Samsung Academy, specialisto pri programoj pri kompania socia respondeco ĉe la Samsung Research Center
fonto: www.habr.com