Ұялы байланыс стандарттарының ұрпақтарын түсінбестен де, кез келген адам 5G 4G/LTE-ге қарағанда салқын деп жауап беруі мүмкін. Іс жүзінде бәрі оңай емес. Ағымдағы жағдайды ескере отырып, 5G неліктен жақсы/жаман және оны пайдаланудың қай жағдайлары ең перспективалы екенін анықтайық.
Сонымен, 5G технологиясы бізге не береді?
- Жылдамдық 10 Гб/с дейін ондаған есе артады,
- Кідірістерді (кідірістерді) ондаған есе 1 мс дейін азайту,
- Қосылым сенімділігін арттыру (пакетті жоғалту қатесінің жылдамдығы) жүздеген рет,
- Қосылған құрылғылардың тығыздығын (санын) арттыру (106/км2).
Мұның барлығына мыналар арқылы қол жеткізіледі:
- көп арналы (жиіліктер мен базалық станциялар бойынша параллельдік)
- радиотасымалдаушы жиіліктерін бірліктерден ондаған ГГц-ке дейін ұлғайту (радио арнаның сыйымдылығы)
Фильмді жылдам жүктеп алу немесе мобильді қолданбаны бұлтқа үздіксіз қосу болсын, 5G дәстүрлі аймақтарда 4G-ге қарағанда жақсарады. Сонымен, интернетті пәтерлеріміз бен кеңселерімізге кабель арқылы жеткізуден бас тартуға болады ма?
5G жоғары өткізу қабілеттілігі, энергияны қажет ететін хаттамаларды тар жолақты, энергияны үнемдейтін протоколдарды біріктіре отырып, барлығынан барлығына әмбебап қосылымды қамтамасыз етеді. Бұл 4G үшін қол жетімсіз жаңа бағыттарды ашады: жердегі және әуедегі машинадан машинаға байланыс, Индустрия 4.0, заттар интернеті. 5G бизнесі 3.5 жылға қарай 2035 миллион доллар табыс тауып, 22 миллион жұмыс орнын ашады.
Немесе жоқ?..
(Сурет көзі - Reuters)
Бұл қалай жұмыс істейді
5G қалай жұмыс істейтінін білсеңіз, бұл бөлімді өткізіп жіберіңіз.
Сонымен, жоғарыда сипатталғандай 5G-де деректерді жылдам тасымалдауға қалай қол жеткізе аламыз? Бұл сиқырдың бір түрі емес, солай ма?
Жылдамдықтың жоғарылауы бұрын пайдаланылмаған жоғары жиілік диапазонына көшу есебінен болады. Мысалы, үйдегі WiFi жиілігі 2,4 немесе 5 ГГц, қолданыстағы ұялы желілердің жиілігі 2,6 ГГц шегінде. Бірақ біз 5G туралы айтқанда, біз бірден ондаған гигагерц туралы айтамыз. Барлығы қарапайым: біз жиілікті арттырамыз, толқын ұзындығын азайтамыз және деректерді беру жылдамдығы бірнеше есе артады. Ал желі тұтастай түсірілген.
Міне, оның қалай болғаны және қалай болатыны туралы көрнекі комикс. болды:
Ерік:
(Дереккөз: IEEE Spectrum, )
Жиілік он есе өсті, сондықтан 5G-де біз әлдеқайда қысқа, миллиметрлік толқындармен айналысамыз. Олар кедергілерден жақсы өтпейді. Және осыған байланысты желі архитектурасы өзгеруде. Егер бұрын бізге коммуникацияларды алыс қашықтықтарға байланысты қамтамасыз ететін үлкен, қуатты мұнаралар қамтамасыз етсе, енді барлық жерде көптеген ықшам, қуаты аз мұнараларды орналастыру қажет болады. Есіңізде болсын, үлкен қалаларда сигналды көпқабатты үйлер жауып тастайтындықтан, сізге көптеген станциялар қажет болады. Сонымен, Нью-Йоркті 5G желілерімен сенімді түрде жабдықтау үшін сізге қажет базалық станциялардың саны 500 (!) есе.
туралы Ресейлік операторлар 5G-ге көшу оларға шамамен 150 миллиард рубльді құрайды - бұл 4G желісін орналастыруға арналған бұрынғы шығындармен салыстыруға болатын шығындар, және бұл тіпті 5G станциясының құны бұрыннан барларға қарағанда төмен болғанына қарамастан (бірақ олардың көпшілігі қажет).
Екі желі опциясы: стационарлық және ұялы телефон
Қуатты тұтынуды азайту және диапазонды ұлғайту үшін қолданылатын технология сәуленің қалыптасуы — белгілі бір абонент үшін радиосәуленің динамикалық қалыптасуы. Бұл қалай жасалады? Базалық станция сигналдың қайдан және қай уақытта келгенін есте сақтайды (ол сіздің телефоныңыздан ғана емес, кедергілерден шағылысу ретінде де келеді) және триангуляция әдістерін қолдана отырып, сіздің шамамен орналасқан жеріңізді есептейді, содан кейін сигналдың оңтайлы жолын жасайды.
Дереккөз: Analysys Mason
Дегенмен, ресивердің орнын қадағалау қажеттілігі тіркелген және мобильді пайдалану жағдайлары арасындағы шамалы айырмашылыққа әкеледі және бұл әртүрлі пайдалану жағдайларында көрінеді (бұл туралы кейінірек «Тұтынушы нарығы» бөлімінде).
Кво статусы
стандарттар
Қабылданған 5G стандарты жоқ. Технология тым күрделі және мүдделері қайшы келетін ойыншылар тым көп.
5G NR стандарты жоғары деңгейде әзірленген ұсыныс сатысында (Жаңа радио) 3GPP ұйымынан (3-буын серіктестігі жобасы), 3G және 4G алдыңғы стандарттарын әзірлеген. 5G екі радиожиілік жолағын пайдаланады (Жиілік диапазоны, немесе жай ғана қысқартылған FR). FR1 6 ГГц-тен төмен жиіліктерді ұсынады. FR2 – 24 ГГц жоғары, деп аталады. миллиметрлік толқындар. Стандарт стационарлық және қозғалатын қабылдағыштарды қолдайды және тек стационарлық қабылдағыштарды қолдайтын американдық телекоммуникациялық алпауыт Verizon компаниясының 5GTF стандартының одан әрі дамуы болып табылады (қызметтің бұл түрі бекітілген сымсыз қатынау желілері деп аталады).
5G NR стандарты үш пайдалану жағдайын қарастырады:
- eMBB (жақсартылған мобильді кең жолақты) – біз үйренген мобильді интернетті анықтайды;
- URLLC(Өте сенімді төмен кідіріс байланыстары) - жауап беру жылдамдығы мен сенімділігіне жоғары талаптар - автономды тасымалдау немесе қашықтан хирургия сияқты тапсырмалар үшін;
- mMTC (Машинаның массивтік типті байланыстары) – деректерді сирек жіберетін көптеген құрылғыларды қолдау – Интернет заттарының жағдайы, яғни есептегіштер мен бақылау құрылғылары.
Немесе қысқаша, суреттегі бірдей нәрсе:
Саланың бастапқыда қолданыстағы ақша ағындарымен неғұрлым түсінікті сценарий ретінде eMBB енгізуге назар аударатынын түсіну маңызды.
Кіріспе
2018 жылдан бастап, мысалы, Оңтүстік Кореяда өткен қысқы Олимпиада ойындарында ауқымды сынақтар жүргізілді. 2018 жылы барлық ресейлік «Үлкен төрттік» операторлары сынақтар өткізді. МТС жаңа технологияны сынақтан өткізді — бейнеқоңыраулар, жоғары ажыратымдылықтағы бейне жіберу және онлайн ойындары бар қолдану жағдайлары сыналды.
Оңтүстік Кореяда әлемде алғаш рет 5G қызметі 2018 жылдың соңында ұсынылды. Дүниежүзілік коммерциялық релиз келесі жылы, 2020 жылы күтілуде. Бастапқы кезеңде FR1 диапазоны бар 4G желілеріне қосымша ретінде пайдаланылады. Телекоммуникациялар және бұқаралық коммуникациялар министрлігінің жоспарына сәйкес, Ресейде 5G 2020 жылдан бастап халқы миллионнан асатын қалаларда пайда бола бастайды. Іс жүзінде кең ауқымды орналастыру монетизация мүмкіндігімен анықталады және 5G-нің бұл аспектісі әлі анық емес.
Монетизация мәселесі неде? Байланыс операторлары әлі модернизацияның бұлтартпас себептерін көріп тұрған жоқ: қолданыстағы желілер жүктемені жақсы көтере алады. Енді олар 5G-ді маркетинг тұрғысынан көбірек қарастырады: телефон экранындағы 5G белгішесі байланыс операторының абоненттері үшін плюс болатыны сөзсіз. -мен анекдоттық оқиға , ол нақты желі болмаған кезде 5G белгішесін орналастырды, бұл үшін бәсекелестер оны алдау үшін сотқа берді.
Мұқият қарасаңыз, белгішенің шын мәнінде «5GE» екенін көре аласыз, ол 5G Evolution дегенді білдіреді және кенеттен бұл біз ойлаған 5G емес, бірақ кейбір жақсартулары бар бар LTE желісі үшін маркетологтар ойлап тапқан белгі.
Чипсет
Микроэлектроника компаниялары 5G-ге миллиардтаған доллар инвестициялады. 5G NR ұялы модемдеріне арналған чиптерді Samsung ұсынады (), Qualcomm (), Huawei (). Осы нарықтағы жаңа ойыншы Intel модемдері 2019 жылдың соңына дейін күтіледі. Samsung модемі 10 нм FinFET технологиясы арқылы жасалған және 2G-ден бастап ескі стандарттармен үйлесімді. 6 ГГц-ке дейінгі жиілік диапазонында ол 2 Гб/с дейінгі жүктеу жылдамдығын қамтамасыз етеді, миллиметрлік толқынды пайдаланған кезде жылдамдық 6 Гб/с дейін артады.
Телефондар
Барлық дерлік Android телефон өндірушілері 5G енгізу жоспарларын жариялады. Samsung компаниясы 10 жылдың ақпан айының соңында Mobile World Congress көрмесінде 5G нұсқасындағы Galaxy S2019 флагманын ұсынды. Ол Кореяда 5 сәуірде шығарылды. АҚШ-та жаңа өнім 16 мамырда пайда болды және онда Verizon байланыс операторының желісімен байланыс орнады. Басқа операторлар да қуып жетуде: AT&T 2 жылдың 2019-жартысында Samsung-пен бірге екінші смартфон шығаруды жоспарлап отырғанын хабарлайды.
Жыл бойы әртүрлі өндірушілердің 5G смартфондары, негізінен премиумдар, дүкен сөрелеріне түседі. Кейбір болжамдарға қарағанда, жаңа технология құрылғылардың құнын 200-300 долларға, ал абоненттік төлемді 10 пайызға арттырады.
Тұтыну нарығы
1-жағдай. Үйдегі интернет
5G тіркелген сымсыз қатынау желілері пәтерлеріміздегі сымды интернетке балама болады. Егер бұрын интернет біздің пәтерге кабель арқылы келсе, болашақта ол 5G мұнарасынан келеді, содан кейін маршрутизатор оны әдеттегі үй WiFi арқылы таратады. Негізгі ойыншы компаниялар 5G желілерін орналастырумен сатылымға арналған маршрутизаторларды шығаруды синхрондауға дайындықты аяқтады. Әдеттегі 5G маршрутизаторы 700-900 доллар тұрады және 2-3 Гбит/с жүктеу жылдамдығын қамтамасыз етеді. Осылайша, операторлар «соңғы миль» мәселесін өздері шешеді және сымдарды тарту құнын азайтады. Қолданыстағы магистральдық желілер 5G желілерінен келетін ұлғайған трафикті жеңе алмайды деп қорқудың қажеті жоқ: талшықты-оптикалық желілердің қолда бар резервін - «қара талшық» деп аталатынды пайдалану бойынша зерттеулер жүргізілуде ( қара талшық).
Бұл сценарий пайдаланушылар үшін қаншалықты жаңа болады? Қазірдің өзінде кейбір елдерде олар дәстүрлі үйдегі сымды интернетті пайдаланбайды және LTE-ге ауысуда: ыңғайлы тарифтер бар ұялы байланысты кез келген жағдайда пайдалану тезірек және арзанырақ екені белгілі болды. Бұл жағдай, мысалы, Кореяда дамыды. Және бұл комиксте суреттелген:
Жағдай 2. Адамдардың жаппай жиналуы
Әрине, барлығы осындай жағымсыз жағдайға тап болды: көрмеге немесе стадионға келіңіз, ұялы байланыс жоғалады. Дәл осы сәтте сіз фотосуретті орналастырғыңыз немесе әлеуметтік желілерге жазғыңыз келеді.
Стадиондар
Samsung компаниясы сынақты жапондық KDDI байланыс операторымен бірге 30 5 орындық бейсбол стадионында өткізді. Сынақ 4G планшеттерін пайдалана отырып, біз бір уақытта бірнеше планшетте XNUMXK бейне ағынын көрсете алдық.
Стадион - Сувон қаласында (Samsung-тың штаб-пәтері) орналасқан 5G City деп аталатын демонстрациялық аймақта суреттелген үш сценарийдің бірі. Басқа сценарийлер қалалық ортаны (бейне камераларды, сенсорларды және ақпараттық тақталарды қосу) және HD бейнені қозғалатын автобусқа жеткізуге арналған жоғары жылдамдықты кіру нүктесін қамтиды: ол нүктеден өтіп бара жатқанда, фильмді жүктеп алуға уақыт бар.
ойын
Әлемге әйгілі Pokemon Go ойынын жасаушы Niantic 5G-ге үлкен үміт артады. Міне, сондықтан: жақында ғана ойында топтық оқиғалар пайда болды - рейдтер. Рейдтер ерекше күшті Покемонды жеңу үшін басқа ойыншылармен бірлесіп жұмыс істеуді талап етеді және бұл нақты өмірде қызықты жағдайларды тудырады. Осылайша, ең сирек кездесетін Pokemon Mewtwo ойынының негізгі аты аңызға айналған орны Нью-Йорктегі Таймс-скверде орналасқан - мұнда тек покемон аңшыларынан ғана емес, жай туристерден де тұратын тобырдың қандай тобы жинала алатынын елестете аласыз.
Толықтырылған шындық 5G үшін «өлтіретін қолданба» ретінде де қарастырылады. Осыда Сіз Гарри Поттерге негізделген жаңа ойында Niantic әзірлеген нақты уақыттағы сиқырлы дуэльдер тұжырымдамасын көре аласыз. Niantic қазірдің өзінде Samsung және Deutsche Telecom және SK Telecom операторларымен серіктестік орнатты.
көлік
Ақырында, пойыз ісі қызықты. Көңіл көтеру және жолаушылардың жайлылығы үшін теміржолды 5G байланысымен қамтамасыз ету идеясы пайда болды. Бристоль университетінің зерттеуі : жоғары жылдамдықты үздіксіз байланысқа қол жеткізу үшін темір жолды бір-бірінен 800 метр қашықтықта кіру нүктелерімен жабдықтау керек!
Кіру нүктелерін темір жол бойында орналастырудың мысалы
Токио маңында жұмыс істейтін пойызда сынақтар сәтті өтті - олардың және Samsung компаниясы KDDI байланыс операторымен бірге. Тестілеу кезінде 1,7 Гбит/с жылдамдыққа қол жеткізілді, ал тестілеу кезінде камерадан 8К бейне жүктеліп, 4К бейне жүктелді.
Жаңа қолдану жағдайлары
Бірақ мұның бәрі бізге бұрыннан таныс мәселелердің шешімі. 5G бізге қандай түбегейлі жаңа нәрселер ұсына алады?
Қосылған көлік
Негізгі артықшылығы машиналардың бір-бірімен 500 км/сағ жылдамдықпен байланысуына мүмкіндік беретін төмен кідіріс. Адамдардың жүргізушілерінен айырмашылығы, автомобильдер, сайып келгенде, маневрлер туралы өзара немесе бекітілген инфрақұрылыммен келіссөздер жүргізе алады, бұл жолды қауіпсіз етеді. Бір қызығы, жүйе ауа райы жағдайын ескереді: тайғақ ауа-райында тежеу қашықтығы ұзағырақ болатынын бәрі біледі, сондықтан мұндай жүйедегі ережелер өзгеруі керек.
Еуропалық 5GAA (Автокөлік қауымдастығы) қазірдің өзінде C-V100X (Ұялы көлік-Барлық нәрсе) қолдануды жеделдету үшін дүние жүзіндегі 2-ден астам ірі телекоммуникация және автокөлік өндірушілерін біріктіреді. Бірлестіктің негізгі мақсаты – жол қозғалысы қауіпсіздігін және қозғалыс тиімділігін кешенді қамтамасыз ету. 5G смартфондары бар велосипедшілер мен жаяу жүргіншілер де қауіпсіздікке сене алады. 1 км-ге дейінгі қашықтықтағы қозғалыс қатысушылары тікелей байланыса алады, ал ұзақ қашықтықта олар 5G қамтуын қажет етеді. Жүйе полиция мен жедел жәрдем көліктері үшін дәліздерді құруды қамтамасыз етеді, көліктер арасында сенсорлармен алмасуды, қашықтықтан басқаруды және басқа да кереметтерді қамтамасыз етеді. C-V2X іске қосылғаннан кейін қауымдастық 5G V2X-те жинақталған тәжірибені қолдануды жоспарлап отыр, онда ол индустрия 4.0, ақылды қалалар мен 5G-ді қолданатын барлық қозғалысқа бағытталған.
Connected Car көмегімен шешуге болатын жағдайлардың мысалдары. Дереккөз: Qualcomm
5G жердегі көліктерге ғана емес, ұшақтарға да байланыс орнатуға мүмкіндік береді. Биылғы жылы Samsung испандық Orange интернет-провайдерімен бірлесіп, , қашықтан ұшқыш 5G желісін пайдаланып және нақты уақыт режимінде жоғары ажыратымдылықтағы бейне ағынын ала отырып, ұшқышсыз ұшақтың ұшуын қалай басқарғаны. Американдық Verizon провайдері 2017 жылы сатып алды , миллиондаған 5G қосылған рейстерді уәде етеді. Компанияның дрондары Verizon компаниясының 4G тікелей желісіне қосылған.
Индустрия 4.0
Жалпы алғанда, «Индустриа 4.0» өрнегі Германияда өнеркәсіпті жаңғырту бағдарламасы үшін ойлап табылған. Қауымдастық Штаб-пәтері Германияда орналасқан (Connected Industries and Automation 5G Alliance) 2018 жылдан бастап 5G-ді пайдалануға мүдделі өндірістік компанияларды біріктіріп келеді. Кідіріс пен сенімділікке ең үлкен талаптар жауап беру уақыты ондаған микросекундтардан аспайтын өнеркәсіптік роботтардың қозғалысын басқару арқылы қойылады. Бұл енді Industrial Ethernet көмегімен шешіледі (мысалы, EtherCAT стандарты). 5G бұл тауашалар үшін де бәсекелесуі мүмкін!
Өнеркәсіптік контроллерлер арасындағы немесе адам операторларымен байланыс, сенсорлық желілер сияқты басқа қолданбалар аз талап етеді. Қазіргі уақытта бұл желілердің көпшілігі кабельді пайдаланады, сондықтан сымсыз 5G өндірісті жылдам қайта конфигурациялауға мүмкіндік берумен қатар, экономикалық тұрғыдан тиімді шешім болып көрінеді.
Іс жүзінде экономикалық негізділік 5G-ті зауыттар мен қоймалардағы жүк көтергіштер сияқты адам еңбегінің ең қымбат аймақтарында қабылдауға әкеледі. Осылайша, Acciona еуропалық инжинирингтік компаниясы көрсетті . Арба 360 бейнені жоғары ажыратымдылықта жібереді, ал қашықтағы оператор оған күтпеген жағдайдан шығуға көмектеседі. Арба Cisco және Samsung компанияларының 5G технологиясын пайдаланады.
Қашықтағы ынтымақтастық технологиялары одан әрі дамитын болады. Биыл сарапшы хирургтың нақты уақыт режимінде көптеген шақырым жерде жатқан қатерлі ісікке операцияның барысын қалай бақылап, әріптестеріне операцияны қалай жақсы жасау керектігін көрсететіні көрсетілді. Технология дамыған сайын ол хирургиялық құралдарды тікелей басқара отырып, белсенді рөл атқара алады.
Интернет заттар
Ең алдымен, 5G қазіргі уақытта, біздің ойымызша, осы саланың дамуын шектейтін көптеген және нашар қолдау көрсетілетін заттар интернеті байланыс стандарттарының мәселесін шешеді.
Мұнда 5G мыналарды ұсына алады:
- Арнайы желілер (маршрутизаторсыз)
- Қосылған құрылғылардың жоғары тығыздығы
- Тар жолақты, энергияны үнемдейтін (бір батареяда 10+ жыл) байланыстарды қолдайды
Бірақ ірі бизнесті әлі де заттар интернетінен басқа сценарийлер қызықтыратын сияқты. Интернетте жылдам іздеу негізгі ойыншылардың Интернет заттары үшін 5G артықшылықтарының демонстрацияларын таппады.
Осы тақырыпты қорытындылай келе, келесі қызықты мүмкіндікке назар аударайық. Қазіргі уақытта розеткаға тәуелділік немесе батареяларды ауыстыру қажеттілігі «заттарды» таңдауды шектейді. Төмен жиілікті индуктивті сымсыз зарядтау тек бірнеше сантиметр қашықтықта жұмыс істейді. 5G және оның бағытталған миллиметрлік толқындары бірнеше метр қашықтықта тиімді зарядтауға мүмкіндік береді. Қолданыстағы стандарттар бұл туралы нақтыламаса да, инженерлер жақын арада бұл мүмкіндікті пайдаланудың жолдарын табатынына күмәніміз жоқ!
Әзірлеушілер үшін мүмкіндіктер
Тақырып сізді қызықтырса, қайда бару керек?
Байланыстар. Алдағы ресейлік конференцияларда 5G ойыншыларымен жеке кездесе аласыз 29-30 мамыр, 30-31 мамыр, 25-27 маусым, 24 қазан.
Академиялық байланыстардың арасында атап өту керек Ақпаратты беру проблемалары институтында өтті.
Қаржыландыру. Негізгі ойыншылар әртүрлі салаларда 5G пайдалану үшін жарыстар өткізуде. Жақында АҚШ-тағы Verizon Industry 5 үшін «4.0G Challenge негізінде құрылған» байқауы, иммерсивті тұтынушылық қолданбалар (VR/AR) және серпінді идеялар (өмір сүру және жұмыс істеу тәсілін өзгерту). Байқауға тіркелген АҚШ-тың шағын кәсіпорындары қатыса алады және өтінімдер 15 шілдеге дейін қабылданады. Жүлде қоры $1 млн. Жеңімпаздар ағымдағы жылдың қазан айында белгілі болады.
Жұмыспен қамту. «Үлкен төрттік» ұялы байланыс операторларынан басқа, Ресейде жақын арада 5G қолдануды жоспарлап отырған бірнеше компания бар. Ресейдегі және ТМД-дағы жетекші мазмұнды жеткізуші CDNVideo-ның бизнес моделі алынған трафик көлемі үшін төлем болып табылады. Бұл бағаны әлеуетті түрде төмендететін 5G пайдалану компанияға шығындарды азайтуға мүмкіндік береді. PlayKey бұлттағы ойындарды насихаттайды және оның 5G пайдалануды да жоспарлап отырғаны таңқаларлық емес.
Ашық кілт, инфрақұрылымда шешуші рөл атқаруы мүмкін. американдық 5G қолдайды. еуропалық 5G инфрақұрылымының меншікті компоненттерін айналып өткісі келетіндерді біріктіреді. Стратегиялық бағыттарға 5G модемдері мен бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталған жүйелерді, біркелкі емес желілерді және заттар интернетін қолдау кіреді. радиоқабылдау желілерін виртуализациялайды. Желілік ядроны іске асыру мына жерден қол жетімді .
Авторлар:
Станислав Полонский – Samsung зерттеу орталығының Жетілдірілген зерттеулер және әзірлемелер бөлімінің басшысы
Татьяна Волкова - Samsung академиясының IoT жобасының оқу жоспарының авторы, Samsung зерттеу орталығының корпоративтік әлеуметтік жауапкершілік бағдарламаларының маманы
Ақпарат көзі: www.habr.com