Komunikazio mugikorren estandarren belaunaldiak bereziki ulertu gabe ere, edonork erantzungo du ziurrenik 5G 4G/LTE baino freskoagoa dela. Egia esan, dena ez da hain erraza. Azter dezagun zergatik den hobea/okerragoa den 5G eta erabileraren zein kasu diren itxaropentsuenak, egungo egoera kontuan hartuta.
Beraz, zer agintzen digu 5G teknologiak?
- Abiadura hamar aldiz handitu 10 Gb/s arte,
- Atzerapenak (latentzia) hamarnaka aldiz murriztea 1 ms-ra,
- Konexioaren fidagarritasuna handitu (pakete-galera errore-tasa) ehunka aldiz,
- Konektatutako gailuen dentsitatea (kopurua) handitzea (106/km2).
Hau guztia lortzen da:
- kanal anitzeko (paralelismoa maiztasun eta oinarrizko estazioen artean)
- irrati-eramailearen maiztasunak unitateetatik hamarnaka GHz-ra handitzea (irrati-kanalaren ahalmena)
5G-k 4G-a hobetuko du ohiko eremuetan, dela berehalako filmak deskargatzea edo mugikorrentzako aplikazio bat hodeira konektatzea. Beraz, posible izango al da kable bidez gure apartamentu eta bulegoetara Internet entregatzeari uko egitea?
5G-k konexio unibertsala eskainiko du denetik edozertara, banda-zabalera handiko eta energia-gose diren protokoloak banda estu eta energetikoki eraginkorrak direnekin konbinatuz. Horrek 4Grako eskuraezinak diren norabide berriak irekiko ditu: makina-makina komunikazioa lurrean eta airean, 4.0 industria, gauzen Interneta. 5G negozio horrek 3.5 milioi dolar irabaziko ditu 2035erako eta 22 milioi lanpostu sortuko ditu.
Edo ez?..
(Irudiaren iturria - Reuters)
Nola egiten du lan
5G nola funtzionatzen duen badakizu, saltatu atal hau.
Beraz, nola lor dezakegu datu-transferentzia bizkorra 5G-n, goian azaldu bezala? Hau ez da magia mota bat, ezta?
Abiaduraren igoera maiztasun-tarte handiago batera igarotzearen ondorioz gertatuko da - aurretik erabili gabekoa. Adibidez, etxeko WiFi-aren maiztasuna 2,4 edo 5 GHz-koa da, lehendik dauden sare mugikorren maiztasuna 2,6 GHz-ren barruan dago. Baina 5G-ri buruz hitz egiten dugunean, berehala hamar gigaherzioz ari gara. Erraza da: maiztasuna handitzen dugu, uhin-luzera gutxitzen dugu eta datu-transferentzia-abiadura asko aldiz handiagoa da. Eta sare osoa deskargatuta dago.
Hona hemen komiki bisual bat nola izan zen eta nola izango den. izan zen:
Will:
(Iturria: IEEE Spectrum, )
Maiztasuna hamar aldiz handitu da, beraz, 5G-n askoz uhin milimetriko eta laburragoekin ari gara. Ez dira ondo pasatzen oztopoak. Eta horrekin lotuta, sarearen arkitektura aldatzen ari da. Lehengo komunikazioak distantzia luzeetan komunikazioa ematen zuten dorre handi eta indartsuek ematen baziguten, orain beharrezkoa izango da potentzia baxuko dorre trinko asko jartzea nonahi. Eta kontuan izan hiri handietan geltoki asko beharko dituzula, eraikin altuenek seinalea blokeatzen dutelako. Beraz, New York konfiantzaz hornitzeko 5G sareak behar dituzu oinarrizko estazio kopurua 500 (!) aldiz da.
On Errusiako operadoreek, 5Grako trantsizioak 150 milioi errublo kostatuko die gutxi gorabehera - 4G sarea zabaltzeko aurreko kostuen parekoa den kostua, eta hori 5G geltoki baten kostua lehendik daudenena baino txikiagoa izan arren (baina horietako asko). behar dira).
Bi sare aukera: finkoa eta mugikorra
Energia kontsumoa murrizteko eta irismena handitzeko erabiltzen den teknologia beamforming β Harpidedun jakin baterako irrati-izpi baten eraketa dinamikoa. Nola egiten da hau? Oinarrizko estazioak seinalea nondik datorren eta zein ordutan gogoratzen du (zure telefonotik ez ezik, oztopoen isla gisa ere badator), eta triangulazio-metodoak erabiliz, zure gutxi gorabeherako kokapena kalkulatzen du eta, ondoren, seinalearen bide optimoa eraikitzen du.
Iturria: Analysys Mason
Hala ere, hargailuaren posizioaren jarraipena egin beharrak erabilera-kasu finkoen eta mugikorraren artean alde txiki bat dakar, eta hori erabilera-kasu desberdinetan islatzen da (hori gehiago "Kontsumo Merkatua" atalean).
Status Quo
estandarrak
Ez dago 5G estandarrik onartzen. Teknologia konplexuegia da eta interes kontrajarriak dituzten jokalari gehiegi daude.
5G NR estandarra oso garatutako proposamen fasean dago (Irrati berria) 3GPP erakundetik (3. belaunaldiko lankidetza proiektua), aurreko estandarrak garatu zituen, 3G eta 4G. 5G-k bi irrati-maiztasun banda erabiltzen ditu (Frequency barrutia, edo besterik gabe laburtua FR). FR1-ek 6GHz-tik beherako maiztasunak eskaintzen ditu. FR2 - 24 GHz-tik gora, deiturikoa. uhin milimetrikoak. Estandarrak hargailu finkoak eta mugikorrak onartzen ditu eta Verizon telekomunikazio erraldoi estatubatuarraren 5GTF estandarraren garapena da, hargailu geldiak soilik onartzen dituena (zerbitzu mota honi haririk gabeko sarbide-sare finkoak deitzen zaio).
5G NR estandarrak hiru erabilera-kasu eskaintzen ditu:
- eMBB (Banda Zabal mugikorra hobetua) β ohituta gauden Internet mugikorra definitzen du;
- URLLC(Latentzia baxuko komunikazio ultra fidagarriak) - erantzunen abiadura eta fidagarritasun eskakizun handiak - garraio autonomoa edo urruneko kirurgia bezalako zereginetarako;
- mMTC (Makina masibo motako komunikazioak) β datuak gutxitan bidaltzen dituzten gailu ugarientzako laguntza β Gauzen Interneten kasua, hau da, neurgailuak eta monitorizazio gailuak.
Edo laburbilduz, irudiko gauza bera:
Garrantzitsua da ulertzea industria hasieran eMBB ezartzera bideratuko dela lehendik dauden kutxa-fluxuekin agertoki ulergarriago gisa.
Ezarpena
2018az geroztik, eskala handiko probak egiten dira, adibidez, Hego Koreako Neguko Olinpiar Jokoetan. 2018an, Errusiako Big Four operadore guztiek probak egin zituzten. MTS-k teknologia berria probatu zuen β Bideo-deiak, definizio handiko bideo-transmisioa eta lineako jokoak dituzten erabilera kasuak probatu ziren.
Hego Korean, munduan lehen aldiz, 5G zerbitzua eskaini zen 2018 amaieran. Mundu osora zabaltzea espero da datorren urtean, 2020an. Hasierako fasean, FR1 banda lehendik dauden 4G sareen gehigarri gisa erabiliko da. Telekomunikazio eta Masa Komunikazio Ministerioaren planen arabera, Errusian 5G milioi bat biztanletik gorako hirietan agertzen hasiko da 2020tik aurrera. Praktikan, eskala handiko hedapena dirua irabazteko gaitasunaren arabera zehaztuko da, eta 5Gren alderdi hori oraindik ez dago argi.
Zein da dirua irabazteko arazoa? Kontua da telekomunikazio-operadoreek oraindik ez dituztela modernizaziorako arrazoi sinesgarriak ikusten: dauden sareek nahiko ondo aurre egin diezaiokete kargari. Eta orain 5G gehiago hartzen dute marketinari dagokionez: telefonoaren pantailako 5G ikonoa, zalantzarik gabe, plus bat izango da telekomunikazio operadorearen harpidedunen aurrean. Kasu anekdotikoa , 5G ikono bat jarri zuen benetako sarerik ezean, eta horregatik lehiakideek auzitara eraman zuten engainuagatik.
Arretaz begiratuz gero, ikonoa benetan "5GE" dela ikusiko duzu - 5G Evolution esan nahi du, eta bat-batean hau ez da guk pentsatzen dugun 5G-a, merkaturatzaileek lehendik dagoen LTE sare baterako asmatutako etiketa besterik ez da hobekuntza batzuekin.
Txip multzoak
Mikroelektronika enpresek dagoeneko milaka milioi dolar inbertitu dituzte 5G-n. 5G NR modem zelularrentzako txipak Samsung-ek eskaintzen ditu (), Qualcomm (), Huawei (). Intel-en modemak, merkatu honetako jokalari berriak, 2019 amaierarako espero dira. Samsung modema 10 nm-ko FinFET teknologia erabiliz egina dago eta estandar zaharrekin bateragarria da, 2G-tik hasita. 6 GHz-ra arteko maiztasun-tartean 2 Gb/s-ko deskarga-abiadura eskaintzen du; uhin milimetrikoa erabiltzean, abiadura 6 Gb/s-ra igotzen da.
Telefonoak
Ia Android telefono fabrikatzaile guztiek 5G sartzeko asmoa iragarri dute. Samsung-ek 10ko otsailaren amaieran Galaxy S5 enblematikoaren 2019G bertsioan aurkeztu zuen Mobile World Congress-en. Apirilaren 5ean kaleratu zen Korean. AEBetan, maiatzaren 16an agertu zen produktu berria, eta han Verizon telekomunikazio operadorearen sarearekin gertatzen da konexioa. Beste operadore batzuk ere harrapatzen ari dira: AT&T-k 2ko 2019. seihilekoan Samsung-ekin batera bigarren telefono bat kaleratzeko asmoa iragarri du.
Urtean zehar, hainbat fabrikatzailetako 5G telefonoak, gehienbat premiumak, denden apaletara iritsiko dira. Zenbait kalkuluren arabera, teknologia berriak gailuen kostua 200-300 $ handituko du eta harpidetza-kuota % 10ean.
Kontsumo merkatua
1. kasua. Etxeko Internet
5G haririk gabeko sarbide finkoko sareak kable bidezko Interneten alternatiba bihurtuko dira gure apartamentuetan. Aurretik Internet gure apartamentura kable bidez iristen bazen, etorkizunean 5G dorre batetik etorriko da, eta gero bideratzaileak etxeko ohiko WiFi bidez banatuko du. Jokalari nagusien konpainiek prestaketak amaitu dituzte, salgai dauden bideratzaileen kaleratzea 5G sareen hedapenarekin sinkronizatuz. 5G bideratzaile tipiko batek 700-900 $ balio du eta 2-3 Gbps-ko deskarga-abiadura eskaintzen du. Horrela, operadoreek euren kabuz konponduko dute βazken kilometroaβ arazoa eta hariak jartzeko kostua murriztuko dute. Eta ez dago beldur izan beharrik dauden bizkarrezurreko sareek ezin izango diotela aurre egin 5G sareetatik etorriko den trafiko handiagoari: ikerketak egiten ari dira zuntz optikoko sareen erreserba erabiltzeko βΒ«zuntz ilunaΒ» delakoa.
Zein berria izango da agertoki hau erabiltzaileentzat? Dagoeneko, herrialde batzuetan ez dute ohiko etxeko kable bidezko Internet erabiltzen, eta LTEra aldatzen ari dira: bizkorragoa eta merkeagoa da egoera guztietan komunikazio mugikorrak erabiltzea, tarifa erosoak eskuragarri daudenez. Egoera hori, adibidez, Korean garatu da. Eta komiki honetan azaltzen da:
2. kasua. Jende elkarretaratzeak
Ziur denak egoera desatseginan egon direla: erakusketa edo estadio batera etorri, eta mugikorraren konexioa desagertu egiten da. Eta hori, hain zuzen, argazki bat argitaratu edo sare sozialetan idatzi nahi duzun momentuan.
Estadioak
Samsung-ek KDDI telekomunikazio operadore japoniarrarekin batera egin zuen proba 30 eserlekuko beisbol estadio batean. 5G probako tabletak erabiliz, 4K bideo-streaminga hainbat tabletetan aldi berean frogatu ahal izan genuen.
Estadioa Suwon-en (Samsung-en egoitza) 5G City izeneko demo eremuan ilustratzen diren hiru eszenatokietako bat da. Beste eszenatoki batzuk hiri ingurunea (bideo kamerak, sentsoreak eta informazio-taulak konektatzea) eta mugitzen ari den autobus bati HD bideoa emateko abiadura handiko sarbide-puntu bat: puntutik pasatzen den bitartean, filmak deskargatzeko denbora du.
ΠΠ³ΡΡ
Niantic, mundu osoan ezaguna den kokapenean oinarritutako Pokemon Go jokoaren sortzaileak, itxaropen handiak ditu 5G-n. Eta hona hemen zergatik: duela ez hainbeste, talde-gertaerak agertu ziren jokoan - raids. Raid-ek beste jokalari batzuekin koordinatzea eskatzen dute elkarrekin lan egiteko Pokemon bereziki indartsua garaitzeko, eta horrek egoera interesgarriak sortzen ditu bizitza errealean. Horrela, Pokemon Mewtwo arraroena duen jokoaren kokapen mitiko nagusia New Yorkeko Times Square-n dago - imajina dezakezue zer jende bildu daitekeen bertan, Pokemon ehiztariez gain, turistak bakarrik osatuta.
Errealitate areagotua 5G-rako "aplikazio hiltzaile" gisa ere hartzen da. Horretan Harry Potter-en oinarritutako joko berrian Niantic-ek garatzen ari den denbora errealeko duelu magikoen kontzeptua ikus dezakezu. Niantic-ek Samsung eta Deutsche Telecom eta SK Telecom operadoreekin lankidetzak egin ditu dagoeneko.
Garraioa
Azkenik, trenaren kasua interesgarria da. Trenbidea 5G komunikazioak hornitzeko ideia bat sortu zen entretenimendurako eta bidaiarien erosotasunerako. Bristolgo Unibertsitateko azterketa : Abiadura handiko komunikazioa lortzeko, trenbidea elkarrengandik 800 metroko distantziara dauden sarbide puntuez hornitu behar duzu!
Trenbide batean sarbide-puntuak nola jarri erakusteko adibidea
Probak arrakastaz egin ziren Tokiotik gertu dabilen tren batean eta Samsung KDDI telekomunikazio operadorearekin batera. Probetan, 1,7 Gbps-ko abiadura lortu zen, eta proban, 8K bideoa deskargatu eta 4K bideoa igo zen kameratik.
Erabilera kasu berriak
Baina hori guztia dagoeneko ezagunak zaizkigun arazoen konponbidea da. Zer gauza berri eskaintzen dizkigu 5G-ak?
Konektatutako autoa
Abantaila nagusia latentzia baxua da, makinak elkarren artean komunikatzeko aukera ematen baitu 500 km/h-ko abiaduran. Giza gidariek ez bezala, autoek azkenean euren artean edo azpiegitura finkoekin maniobrak negoziatu ahal izango dituzte, errepidea seguruago eginez. Interesgarria da sistemak eguraldi-baldintzak kontuan hartuko dituela: denek daki eguraldi labainkorretan balaztatze distantzia luzeagoa dela, beraz, sistema horretako arauak aldatu beharko lirateke.
Europako 5GAA (Automotive Association) dagoeneko mundu osoko 100 telekomunikazio eta auto fabrikatzaile nagusi baino gehiago biltzen ditu C-V2X (Cellular Vehicle-To-Everything) hedapena azkartzeko. Elkartearen helburu nagusiak bide segurtasun integrala eta trafikoaren eraginkortasuna dira. 5G telefono mugikorrak dituzten txirrindulariek eta oinezkoek ere segurtasunarekin konta dezakete. Gehienez 1 km-ko distantzian dauden trafiko-parte-hartzaileek zuzenean komunikatu ahal izango dute; distantzia luzeagoetan 5G estaldura beharko dute. Sistemak polizia eta anbulantzientzako korridoreak sortzea bermatuko du, autoen arteko sentsoreen trukea, urrutiko gidatzea eta bestelako mirariak eskainiko ditu. C-V2X abian jarri ondoren, elkarteak 5G V2X-n lortutako esperientzia aplikatzeko asmoa du, non 4.0 industria, hiri adimentsuak eta mugitzen den guztia 5G erabiltzen duen helburutzat hartuko baitu.
Connected Car erabiliz konpon daitezkeen egoeren adibideak. Iturria: Qualcomm
5G-k komunikazioa ahalbidetuko du lurreko ibilgailuentzat ez ezik, hegazkinentzat ere. Aurten, Samsungek, Orange Internet hornitzaile espainiarrarekin batera, , urruneko pilotu batek nola kontrolatu zuen drone baten hegaldia zabaldutako 5G sare bat erabiliz eta bereizmen handiko bideo-korrontea denbora errealean jasoz. Verizon hornitzaile estatubatuarrak 2017an erosi zuen , 5G-ra konektatutako milioika hegaldi agintzen ditu. Konpainiaren droneak Verizonen zuzeneko 4G sarera konektatuta daude dagoeneko.
4.0 industria
Oro har, "Industrie 4.0" esamoldea Alemanian asmatu zen bere industria modernizatzeko programarako. Elkartea (5G Alliance for Connected Industries and Automation), Alemanian duen egoitza nagusia, 2018G erabiltzeko interesa duten fabrikazio enpresak batzen ditu 5tik. Latentziarako eta fidagarritasunerako baldintza handienak robot industrialen mugimenduaren kontrolak ezartzen ditu, non erantzun-denborak hamarnaka mikrosegundo baino gehiago izan ezin dituen. Hori orain Industrial Ethernet erabiliz konpontzen da (adibidez, EtherCAT estandarra). Litekeena da 5G nitxo honetarako ere lehiatzea!
Beste aplikazio batzuk, hala nola, industria-kontrolatzaileen arteko komunikazioa edo giza-operadoreekin, sentsore-sareak, ez dira hain zorrotzak. Gaur egun, sare horietako gehienek kablea erabiltzen dute, beraz, haririk gabeko 5G-a badirudi ekonomikoki bideragarria den irtenbide bat dela, ekoizpenaren birkonfigurazio azkarra ahalbidetzeaz gain.
Praktikan, bideragarritasun ekonomikoak 5G hartzea ekarriko du giza lan-esparrurik garestienetan, hala nola eskorga-gidarietan lantegietan eta biltegietan. Hala, Acciona ingeniaritza konpainia europarrak erakutsi zuen . Orgak 360eko bideoa igortzen du definizio altuan, eta urrutiko operadore batek ustekabeko egoera batetik ateratzen lagunduko dio. Saskia Cisco eta Samsung-en 5G teknologia erabiltzen du.
Urruneko lankidetza teknologiak harago joango dira. Aurten, frogatu da nola zirujau aditu batek denbora errealean kontrolatzen duen minbiziaren ebakuntza baten bilakaera, kilometro askotara gertatzen dena, eta bere lankideei ebakuntza nola egin behar duten erakusten dien. Teknologia hobetzen doan heinean, paper aktiboagoa hartu ahal izango du, tresna kirurgikoak zuzenean kontrolatuz.
Gauzen Interneta
Lehenik eta behin, 5G-k gauzen Interneteko komunikazio estandar ugari eta gaizki onartzen duten arazoa konponduko du, gaur egun, gure ustez, arlo honen garapena mugatzen duena.
Hemen 5G-k honako hau eskain dezake:
- Ad hoc sareak (bideratzailerik gabe)
- Konektatutako gailuen dentsitate handia
- Banda estua eta energia-eraginkorra (10 urte baino gehiago bateria batekin) komunikazioak onartzen ditu
Baina badirudi enpresa handiei oraindik gehiago interesatzen zaiela Gauzen Internetez gain beste eszenatoki batzuetan. Interneteko bilaketa azkar batek ez du aurkitu 5G-k Gauzen Interneterako dituen abantailen erakusgarririk.
Gai honi amaiera emateko, errepara diezaiogun hurrengo aukera interesgarri honi. Gaur egun, entxufe baten menpekotasunak edo pilak ordezkatu beharrak mugatzen du βgauzaβ aukeratzea. Maiztasun baxuko haririk gabeko karga induktiboak zentimetro gutxiko distantzian bakarrik funtzionatzen du. 5G-k eta bere norabide-uhin milimetrikoek karga eraginkorra ahalbidetuko dute hainbat metrotako distantzietan. Gaur egungo estandarrek hori zehazten ez duten arren, ez dugu zalantzarik ingeniariek laster aurkituko dutela aukera hau aprobetxatzeko moduak!
Garatzaileen Ezaugarriak
Gaia interesatzen bazaizu, nora joan?
komunikazio. 5G jokalariak pertsonalki ezagutu ahal izango dituzu datozen Errusiako konferentziatan Maiatzak 29-30, Maiatzak 30-31, Ekainak 25-27, Urriaren 24ean
Kontaktu akademikoen artean nabarmendu behar da Informazioaren Transmisioko Arazoen Institutuan egin zen.
Finantzaketa. Funtsezko jokalariek 5G erabiltzeko lehiaketak egiten ari dira hainbat arlotan. AEBetan Verizon duela gutxi 5 industriarako "4.0G erronkaren gainean eraikia" lehiaketa, kontsumo-aplikazio murgiltzaileak (VR/AR) eta ideia aurreratuak (bizitzeko eta lan egiteko modua aldatzea). Lehiaketa AEBetako erregistratutako enpresa txikientzat irekita dago eta eskaerak uztailaren 15era arte onartzen dira. Sariaren funtsa $ 1M da. Irabazleak aurtengo urrian jakinaraziko dira.
Lanpostua. Lau Handietako operadore mugikorrez gain, Errusian hainbat enpresa daude etorkizun hurbilean 5G erabiltzeko asmoa. Errusiako eta CISeko edukiak bidaltzeko hornitzaile nagusiaren negozio eredua, CDNVideo, jasotako trafiko-bolumenaren ordainketa da. Prezio hori potentzialki jaisten duen 5G erabiltzeak kostuak murrizteko aukera emango dio konpainiari. PlayKey hodeian jokoak sustatzen ari da, eta ez da harritzekoa 5G erabiltzeko asmoa izatea.
Open Source, litekeena da azpiegituretan funtsezko zeregina izatea. amerikarra 5G onartzen du. europarra 5G azpiegituren jabedun osagaiak saihestu nahi dituztenak biltzen ditu. Arlo estrategikoen artean 5G modemetarako eta softwareak definitutako sistemetarako laguntza, sare heterogeneoak eta gauzen Interneta daude. irrati-sarbide-sareak birtualizatzen ditu. Sarearen nukleoaren inplementazioa eskuragarri dago .
Egileak:
Stanislav Polonsky - Samsung Ikerketa Zentroko Ikerketa eta Garapen Aurreratuko Saileko burua
Tatyana Volkova - Samsung Academy IoT proiektuaren curriculumaren egilea, Samsung Research Center-en enpresa-erantzukizun sozialeko programetan espezialista.
Iturria: www.habr.com