Sels sûnder in protte begryp fan 'e generaasjes fan noarmen foar mobile kommunikaasje, sil elkenien grif antwurdzje dat 5G koeler is dan 4G / LTE. Yn feite is alles net sa ienfâldich. Litte wy sjen wat 5G better / slimmer is en wat de meast tasizzende gebrûksgefallen binne, sjoen de hjoeddeistige steat.
Dat, wat belooft 5G-technology ús?
- Tsienfâldige ferheging fan snelheid oant 10 Gb / s,
- Fermindering fan fertragingen (latency) tsienfâldich oant 1 ms,
- Fergrutsjen fan betrouberens fan ferbining (pakket ferlies flater rate) hûnderten kearen
- Ferhege tichtheid (oantal) oansletten apparaten (106 / km2).
Dit alles wurdt berikt troch:
- multichannel (parallelisme yn frekwinsjes en basisstasjons)
- ferheging fan dragerradiofrekwinsjes fan ienheden nei tsientallen GHz (radiokanaalbânbreedte)
5G sil ferbetterje op 4G yn tradisjonele gebieten, of it no direkte filmdownloads binne of naadleaze mobile app-ferbining mei de wolk. Dat, sil it mooglik wêze om te wegerjen it ynternet te leverjen oan ús apparteminten en kantoaren fia kabel?
5G sil alles-oan-alles ynskeakelje om universeel te ferbinen troch it kombinearjen fan hege bânbreedte, macht-hongerige protokollen mei smelle-band, enerzjybesparjende. Dit sil nije rjochtingen iepenje dy't net tagonklik binne foar 4G: masine-oan-masine-kommunikaasje op 'e grûn en yn' e loft, Industry 4.0, it ynternet fan dingen. dat it 5G-bedriuw $3.5T troch 2035 sil fertsjinje en 22 miljoen banen meitsje.
Of net?..
(Ofbylding boarne: Reuters)
Hoe docht dit wurk
Sla dizze seksje oer foar dyjingen dy't witte hoe't 5G wurket.
Dus, hoe kinne wy sa'n rappe gegevensferfier yn 5G berikke, lykas hjirboppe beskreaun? It is net in soarte fan magy, is it?
De ferheging fan snelheid sil foarkomme fanwege de oergong nei in heger frekwinsje berik - earder net brûkt. Bygelyks, de frekwinsje fan thús WiFi is 2,4 of 5 GHz, de frekwinsje fan besteande mobile netwurken is binnen 2,6 GHz. Mar as wy it oer 5G prate, prate wy hjir daliks oer tsientallen gigahertz. It is ienfâldich: wy ferheegje de frekwinsje, ferminderje de golflingte - en de gegevensferfiersnelheid wurdt in protte kearen heger. En it netwurk as gehiel wurdt ûntladen.
Hjir is in fisuele stripferhaal, hoe't it wie en hoe't it wêze sil. wie:
Wil:
(Boarne: IEEE Spectrum, )
De frekwinsje is tsienfâldich ferhege, dus yn 5G hawwe wy te krijen mei folle koartere millimeterwellen. Se geane net goed oer obstakels. En yn ferbân mei dit feroaret de arsjitektuer fan it netwurk. As eardere kommunikaasje ús levere waard troch grutte krêftige tuorren dy't kommunikaasje oer lange ôfstannen levere, dan sil it no nedich wêze om oeral in protte kompakte leechmachtstuorren te pleatsen. En hâld der rekken mei dat yn grutte stêden sil nimme in soad stasjons, fanwege de oerlaap fan it sinjaal troch hege gebouwen. Dat, om New York mei fertrouwen út te rusten mei 5G-netwurken, moatte jo it oantal basisstasjons mei 500 (!) kear.
By Russyske operators, de oergong nei 5G foar harren sil kostje sa'n 150 miljard roebel - in kosten te fergelykjen mei de eardere kosten fan it ynsetten fan in 4G netwurk, en dit nettsjinsteande it feit dat de kosten fan in 5G stasjon is leger as de besteande (mar se in protte nedich).
Twa netwurkopsjes: fêst en mobyl
Technology wurdt brûkt om enerzjyferbrûk te ferminderjen en berik te fergrutsjen beamforming - dynamyske beamfoarming foar in bepaalde abonnee. Hoe wurdt it dien? De basis stasjon ûnthâldt wêr en hoe let it sinjaal kaam út (it komt net allinnich fan jo telefoan, mar ek as in wjerspegeling fan obstakels), en mei help fan triangulation metoaden, berekkent jo likernôch lokaasje, en dan bout de optimale sinjaal paad.
Boarne: Analysys Mason
De needsaak om de posysje fan 'e ûntfanger te folgjen resulteart lykwols yn in lyts ferskil tusken gefallen fan fêste en mobile gebrûk, en dit wurdt wjerspegele yn ferskate gebrûksgefallen (mear oer dat yn 'e seksje Consumer Market hjirûnder).
Status Quo
Standards
D'r is gjin akseptearre 5G-standert. De technology is te kompleks en der binne tefolle spilers mei tsjinstridige belangen.
De 5G NR standert (Nije radio) fan 'e 3GPP-organisaasje (3e Generaasje Partnership Project), dy't de foarige noarmen ûntwikkele, 3G en 4G. 5G brûkt twa radiofrekwinsjebanden (Frekwinsjeberik, of gewoan koart FR). FR1 biedt frekwinsjes ûnder 6GHz. FR2 - boppe 24GHz, de saneamde. millimeter weagen. De standert stipet fêste en bewegende ûntfangers en is in fierdere ûntwikkeling fan 'e 5GTF-standert fan 'e Amerikaanske telekomgigant Verizon, dy't allinich fêste ûntfangers stipet (dit soarte tsjinst hjit fêste draadloze tagongsnetwurken).
De 5G NR-standert soarget foar trije gebrûksgefallen:
- eMBB(ferbettere Mobile Breedbân) - definiearret it mobile ynternet dat ús bekend is;
- URLLC(Ultra betrouber kommunikaasje mei lege latency) - hege easken foar antwurdsnelheid en betrouberens - foar taken lykas autonoom ferfier of sjirurgy op ôfstân;
- mMTC(Machine massive Type Communications) - stipe foar in grut oantal apparaten dy't selden gegevens stjoere - it gefal fan it ynternet fan dingen, dat is, tellers en tafersjochapparaten.
Of koart, itselde op 'e foto:
It is wichtich om te begripen dat de yndustry earst sil rjochtsje op de ymplemintaasje fan eMBB, as in mear begryplik senario mei besteande cashflows.
Útfiering
Sûnt 2018 wurde grutskalige testen útfierd, bygelyks op de Olympyske Winterspullen yn Súd-Korea. Yn 2018 hawwe alle Big Four Russyske operators tests útfierd. MTS testte nije technology - Gebrûksgefallen waarden hifke mei fideoproppen, fideo-oerdracht mei hege definysje, online spultsjes.
Yn Súd-Korea waard foar it earst yn 'e wrâld 5G-tsjinst oanbean oan 'e ein fan 2018. De wrâldwide kommersjele útrol wurdt takom jier ferwachte, 2020. Yn it earste stadium sil de FR1-band brûkt wurde as tafoeging oan besteande 4G-netwurken. Neffens de plannen fan it Ministearje fan Telekom en Massakommunikaasje sil yn Ruslân 5G begjinne te ferskinen yn miljoen-plus stêden fan 2020 ôf. Yn 'e praktyk sil grutskalige ynset wurde bepaald troch de mooglikheid fan monetarisaasje, en dit aspekt fan 5G is noch net dúdlik.
Wat is it probleem mei monetarisaasje? It feit is dat telekomoperators noch gjin twingende redenen sjogge foar modernisearring: de besteande netwurken binne frijwat omgean mei de lading. En no beskôgje se 5G leaver yn it marketingfleantúch: it 5G-ikoan op it tillefoanskerm sil perfoarst in plus wêze yn 'e eagen fan telekomoperatorabonnees. In anekdoatysk gefal mei , dy't in 5G-ikoan pleatst yn 'e ôfwêzigens fan in echte netwurk, wêrfoar konkurrinten him oanklage foar mislieding.
As jo sjogge goed, kinne jo sjen dat it ikoan is eins "5GE" - stiet foar 5G Evolution, en ynienen is it net de 5G wy tinke dat it is, mar gewoan in label útfûn troch marketeers foar de besteande LTE netwurk mei wat ferbetterings.
Chipsets
Mikro-elektroanyske bedriuwen hawwe al in protte miljarden dollars ynvestearre yn 5G. Chips foar 5G NR sellulêre modems wurde oanbean troch Samsung (), Qualcomm (), Huawei (). Modems fan Intel, in nije spiler yn dizze merk, wurde ferwachte troch de ein fan 2019. De Samsung modem is basearre op 10nm FinFET technology, en is kompatibel mei âldere noarmen begjinnend mei 2G. Yn it frekwinsjeberik oant 6 GHz leveret it downloadsnelheden oant 2 Gb / s, by it brûken fan de millimeterwelle nimt de snelheid ta 6 Gb / s.
Tillefoans
Hast alle fabrikanten fan Android-tillefoanen hawwe plannen oankundige om 5G te ymplementearjen. Samsung yntrodusearre it flaggeskip Galaxy S10 yn 'e 5G-ferzje op it Mobile World Congress ein febrewaris 2019. Al op 5 april waard it frijlitten yn Korea. Yn 'e FS ferskynde de nijichheid op 16 maaie, en dêr wurdt de ferbining makke mei it netwurk fan' e telekomoperator Verizon. Oare dragers binne ek ynhelle: AT&T kundiget plannen oan om in twadde smartphone mei Samsung yn 'e 2e helte fan 2019 frij te litten.
Yn 't jier sille 5G-smartphones fan ferskate fabrikanten, meast premium klasse, op winkelplanken komme. Neffens guon skattings sil de nije technology de kosten fan apparaten ferheegje mei $ 200-300 en abonnemintskosten mei 10%.
Konsumint merk
Case 1. Home Ynternet
5G-netwurken fan fêste draadloze tagong sille in alternatyf wurde foar bedrade ynternet yn ús apparteminten. As it ynternet earder fia kabel nei ús appartemint kaam, dan sil it yn 'e takomst komme fan in 5G-toer, en dan sil de router it fersprieden fia de gewoane thús WiFi. De wichtichste spielerbedriuwen hawwe de tariedingen foltôge, syngronisearje de frijlitting fan routers te keap mei de ynset fan 5G-netwurken. In typyske 5G-router kostet $700-900 en leveret downloadsnelheden fan 2-3Gbps. Op dizze manier sille operators it probleem "lêste mile" foar harsels oplosse en de kosten fan it lizzen fan draden ferminderje. En d'r is net nedich om bang te wêzen dat besteande backbone-netwurken net kinne omgean mei it ferhege ferkear dat fan 5G-netwurken komt: der wurdt ûndersyk dien om de besteande reserve fan glêstriednetwurken te brûken - de saneamde "swarte glêstried" (donkere fibre).
Hoe nij sil dit senario wêze foar brûkers? Al, yn guon lannen, stopje se mei it gebrûk fan it tradisjonele thús bedrade ynternet, en skeakelje se oer nei LTE: it docht bliken dat it flugger en goedkeaper is om mobile kommunikaasje yn alle situaasjes te brûken, mei handige tariven. Sa'n situaasje is bygelyks ûntwikkele yn Korea. En it is yllustrearre yn dizze strip:
Gefal 2. Massagearkomsten fan minsken
Wiswier elkenien hat west yn sa'n onaangename situaasje: kom nei in tentoanstelling of in stadion, en mobile kommunikaasje ferdwynt. En dit is krekt op it momint dat jo in foto pleatse wolle of skriuwe wolle op in sosjaal netwurk.
Stadions
Samsung hat in test útfierd mei Japanske telekomoperator KDDI yn in honkbalstadion mei 30 sitten. Mei test 5G-tablets koenen wy 4K-fideostreaming tagelyk op ferskate tablets demonstrearje.
It stadion is ien fan trije senario's yllustrearre yn 'e 5G City demo-sône yn Suwon (haadkantoar fan Samsung). Oare senario's omfetsje in stedske omjouwing (ferbining fan fideokamera's, sensoren en ynformaasjeboerden) en in tagongspunt mei hege snelheid om HD-fideo te leverjen oan in bewegende bus: wylst it troch it punt giet, hat de film tiid om te downloaden.
game
Niantic, de makker fan it wrâldferneamde geolokaasjespultsje Pokemon Go, hat hege hope foar 5G. En hjir is wêrom: net sa lang lyn ferskynden groepseveneminten yn it spul - oerfallen. Yn oerfallen moatte jo koördinearje mei oare spilers om gear te wurkjen om in bysûnder krêftige Pokémon del te nimmen, en dit soarget foar ynteressante situaasjes yn it echte libben. Sa, de wichtichste legindaryske lokaasje fan it spul mei de seldsumste Mewtwo Pokemon leit yn Times Square yn New York - jo kinne yntinke wat in mannichte kin sammelje dêr, besteande net allinnich út Pokemon jagers, mar ek gewoan toeristen.
Augmented reality wurdt ek beskôge as de "killer app" foar 5G. Yn dat jo kinne it konsept sjen fan real-time magyske gefjochten dy't op it stuit wurde ûntwikkele troch Niantic yn in nij spultsje basearre op "Harry Potter". Niantic hat al gearwurke mei Samsung en dragers Deutsche Telecom en SK Telecom.
ferfier
Ta beslút, de trein saak is nijsgjirrich. D'r wie in idee om it spoar te foarsjen fan 5G-kommunikaasje foar fermaak en komfort fan passazjiers. Universiteit fan Bristol stúdzje : om naadleaze kommunikaasje mei hege snelheid te berikken, moatte jo it spoar útrist mei tagongspunten op in ôfstân fan 800 meter fan elkoar!
In foarbyld fan hoe te regeljen tagongspunten lâns it spoar
Tests waarden mei súkses útfierd op in trein rydt tichtby Tokio - harren en Samsung tegearre mei telekomoperator KDDI. Tidens de tests waard in snelheid fan 1,7 Gb / s berikt, en tidens de test waard 8K-fideo ynladen en 4K-fideo waard upload fan 'e kamera.
Nije gebrûk gefallen
Mar dit alles is earder in oplossing foar problemen dy't ús al bekend binne. En wat yn prinsipe nij kin 5G ús biede?
ferbûn auto
It wichtichste foardiel is in lege latency, wêrtroch masines mei-inoar kinne kommunisearje mei faasjes oant 500 km / h. Oars as minsklike sjauffeurs sille auto's úteinlik ûnderling of mei fêste ynfrastruktuer kinne ûnderhannelje oer manoeuvres, wêrtroch't de dyk feiliger wurdt. Opfallend is dat it systeem rekken hâldt mei waarsomstannichheden: elkenien wit dat by glêd waar de stopôfstân langer is, dus de regels yn sa'n systeem moatte feroarje.
De European Association 5GAA (Automotive Association) bringt al mear as 100 grutte telekom- en autofabrikanten oer de hiele wrâld byinoar om de ynset fan it C-V2X (Cellular Vehicle-To-Everything) systeem te fersnellen. De haaddoelen fan de feriening binne wiidweidige ferkearsfeiligens en ferkearseffisjinsje. Fytsers en fuotgongers mei 5G-smartphones kinne ek rekkenje op feiligens. Dielnimmers oan 'e beweging op ôfstannen oant 1 km kinne direkt kommunisearje, op langere ôfstannen sille se 5G-dekking nedich hawwe. It systeem sil it meitsjen fan korridors foar de plysje en ambulânses leverje, soargje foar de útwikseling fan sensoren tusken auto's, riden op ôfstân en oare wûnders. Nei de lansearring fan C-V2X is de feriening fan plan om de learde lessen oan te passen op 5G V2X, wêr't it sil rjochtsje op yndustry 4.0, tûke stêden en alles wat beweecht mei 5G.
Foarbylden fan situaasjes dy't kinne wurde oplost mei Connected Car. Boarne: Qualcomm.
5G sil kommunikaasje net allinich foar grûnauto's tastean, mar ek foar fleantugen. Dit jier, Samsung, tegearre mei Spaanske ISP Orange, hoe't in piloat op ôfstân in drone fleach mei in ynset 5G-netwurk en in hege-definysje-fideostream yn realtime krige. De Amerikaanske provider Verizon yn 2017 kocht , belooft miljoenen 5G-ferbûne flechten. De drones fan it bedriuw binne al ferbûn mei it lansearre 4G-netwurk fan Verizon.
Yndustry 4.0
Yn it algemien, de útdrukking "Industrie 4.0" waard útfûn yn Dútslân foar syn yndustriële modernisearring programma. bûn (5G Alliance for Connected Industries and Automation), mei haadkantoar yn Dútslân, bringt produksjebedriuwen byinoar dy't ynteressearre binne yn it brûken fan 2018G sûnt 5. De grutste easken foar latency en betrouberens wurde oplein troch de bewegingskontrôle fan yndustriële robots, wêr't de reaksjetiid net mear as tsientallen mikrosekonden kin. Dit is no oplost mei Industrial Ethernet (bgl. de EtherCAT-standert). It is wierskynlik dat 5G ek sil konkurrearje foar dizze niche!
Oare applikaasjes, lykas kommunikaasje tusken yndustriële controllers of mei in minsklike operator, sensor netwurken, binne minder easken. No brûke de measte fan dizze netwurken kabel, dus 5G-draadloos liket in kosten-effektive oplossing te wêzen, neist it tastean fan rappe rekonfiguraasje fan produksje.
Yn 'e praktyk sil ekonomyske helberens liede ta 5G-ynset yn' e meast kostbere gebieten fan minsklike arbeid, lykas heftruckbestjoerders yn fabriken en pakhuzen. Sa demonstrearre it Europeeske yngenieurbedriuw Acciona . De karre stjoert 360-fideo mei hege definysje út, in operator op ôfstân sil it helpe om út in ûnferwachte situaasje te kommen. De karre brûkt 5G-technology fan Cisco en Samsung.
Technologyen foar gearwurking op ôfstân sille fierder gean. Dit jier waard te sjen hoe't in saakkundige sjirurch yn realtime de fuortgong observearret fan in onkologyske operaasje dy't in protte kilometers fierderop plakfynt en syn kollega's sjen lit hoe't se de operaasje better útfiere kinne. As de technology ferbetteret, sil hy in mear aktive diel kinne nimme, al direkt de sjirurgyske ynstruminten operearje.
Ynternet fan dingen
Alderearst sil 5G it probleem oplosse mei de ferskate en min stipe IoT-kommunikaasjenoarmen, dy't, nei ús miening, op it stuit de ûntwikkeling fan dizze rjochting beheine.
Hjir hat 5G it folgjende te bieden:
- Ad hoc netwurken (sûnder routers)
- Hege tichtens fan ferbûne apparaten
- Stipe foar smelbân, enerzjysunige (10+ jier op ien batterij) kommunikaasje
Mar it liket derop dat grutte bedriuwen mear ynteressearre binne yn oare senario's as it Internet of Things. In flugge sykaksje op it ynternet fûn gjin demonstraasjes troch wichtige spilers fan 'e foardielen fan 5G foar it IoT.
By it sluten fan dit ûnderwerp, litte wy omtinken jaan oan de folgjende nijsgjirrige mooglikheid. No ôfhinklikens fan 'e outlet of de needsaak om batterijen te ferfangen beheint de kar fan "dingen". Leechfrekwinsje induktyf draadloze opladen wurket allinich op in ôfstân fan in pear sintimeter. 5G en syn rjochte millimeterwellen sille effisjint opladen mooglik meitsje oer ôfstannen fan ferskate meters. Hoewol besteande noarmen dit net bepale, hawwe wy gjin twifel dat yngenieurs gau manieren sille fine om te profitearjen fan dizze kâns!
Developer Opportunities
As jo ynteressearre binne yn it ûnderwerp, wêr kinne jo dan fierder gean?
Ferbinings. It sil mooglik wêze om persoanlik yn 'e kunde te kommen mei 5G-spilers by de folgjende Russyske konferinsjes 29-30 mei, 30-31 mei, 25-27 juny, 24 oktober.
Fan de akademyske kontakten moat opmurken wurde holden by it Ynstitút foar ynformaasje oerdracht Problemen.
Finansiering. Haadspilers hâlde kompetysjes oer it gebrûk fan 5G yn ferskate gebieten. Yn 'e FS, Verizon koartlyn Boud op 5G Challenge for Industry 4.0, immersive konsumintapplikaasjes (VR / AR), en trochbraakideeën (feroarje de manier wêrop wy libje en wurkje). De konkurrinsje is iepen foar US-registrearre lytse bedriuwen oant july 15th. De priis pool is $ 1M. De winners wurde yn oktober dit jier bekend makke.
Berop pleatsing. Neist de grutte fjouwer sellulêre operators binne d'r ferskate bedriuwen yn Ruslân fan plan om 5G yn 'e heine takomst te brûken. It bedriuwsmodel fan 'e liedende leveransier fan ynhâld yn Ruslân en de CIS, CDNVideo, is betelling foar it bedrach fan ferkear ûntfongen. It gebrûk fan 5G, dy't mooglik dizze priis ferminderet, sil it bedriuw de kosten kinne ferminderje. PlayKey triuwt spultsjes yn 'e wolk, en it is gjin ferrassing dat 5G ek yn har plannen is.
Open Source, sil wierskynlik in wichtige rol spylje yn 'e ynfrastruktuer. Amerikaansk stipet 5G. Europeesk bringt dejingen byinoar dy't de proprietêre komponinten fan 'e 5G-ynfrastruktuer wolle omgean. Strategyske rjochtingen omfetsje stipe foar 5G-modems en software-definieare systemen, heterogene netwurken en it ynternet fan dingen. virtualizes radio tagong netwurken (Radio Access Networks). De ymplemintaasje fan it netwurk kearn is beskikber út .
De auteurs:
Stanislav Polonsky - Head of Advanced Research and Development, Samsung Research Center
Tatiana Volkova - Curriculum auteur fan it IoT Samsung Academy Project, spesjalist yn programma's foar sosjale ferantwurdlikens fan bedriuwen by it Samsung Research Center
Boarne: www.habr.com