Pat Ä«paÅ”i neizprotot mobilo sakaru standartu paaudzes, ikviens droÅ”i vien atbildÄs, ka 5G ir vÄsÄks par 4G/LTE. PatiesÄ«bÄ viss nav tik vienkÄrÅ”i. IzdomÄsim, kÄpÄc 5G ir labÄks/sliktÄks un kuri tÄ izmantoÅ”anas gadÄ«jumi ir perspektÄ«vÄkie, Åemot vÄrÄ paÅ”reizÄjo stÄvokli.
TÄtad, ko mums sola 5G tehnoloÄ£ija?
- Ätrums palielinÄs desmitiem reižu lÄ«dz 10 Gb/s,
- Aizkaves (latences) samazinÄÅ”ana desmitiem reižu lÄ«dz 1 ms,
- PaaugstinÄta savienojuma uzticamÄ«ba (pakeÅ”u zuduma kļūdu lÄ«menis) simtiem reižu,
- PieslÄgto ierÄ«Äu blÄ«vuma (skaita) palielinÄÅ”ana (106/km2).
Tas viss tiek panÄkts, izmantojot:
- daudzkanÄlu (paralÄlisms starp frekvencÄm un bÄzes stacijÄm)
- radio nesÄjfrekvenÄu palielinÄÅ”ana no vienÄ«bÄm lÄ«dz desmitiem GHz (radiokanÄla jauda)
5G uzlabos 4G tradicionÄlajÄs jomÄs, neatkarÄ«gi no tÄ, vai tÄ ir tÅ«lÄ«tÄja filmu lejupielÄde vai mobilÄs lietotnes savienoÅ”ana ar mÄkoni. TÄtad, vai bÅ«s iespÄjams atteikties no interneta piegÄdes mÅ«su dzÄ«vokļos un birojos, izmantojot kabeli?
5G nodroÅ”inÄs universÄlu savienojamÄ«bu no visa lÄ«dz visam, apvienojot liela joslas platuma, enerÄ£iju izsalkuÅ”us protokolus ar Å”aurjoslas, energoefektÄ«viem. Tas pavÄrs jaunus virzienus, kas 4G nav pieejami: saziÅa starp maŔīnÄm uz zemes un gaisÄ, RÅ«pniecÄ«ba 4.0, lietu internets.
Vai nÄ?..
KÄ tas darbojas
Ja zinÄt, kÄ darbojas 5G, izlaidiet Å”o sadaļu.
TÄtad, kÄ mÄs varam panÄkt tik Ätru datu pÄrsÅ«tÄ«Å”anu 5G, kÄ aprakstÄ«ts iepriekÅ”? TÄ nav kaut kÄda maÄ£ija, vai ne?
Ätruma pieaugums notiks, pÄrejot uz augstÄku frekvenÄu diapazonu - iepriekÅ” neizmantotu. PiemÄram, mÄjas WiFi frekvence ir 2,4 vai 5 GHz, esoÅ”o mobilo sakaru tÄ«klu frekvence ir 2,6 GHz robežÄs. Bet, kad mÄs runÄjam par 5G, mÄs uzreiz runÄjam par desmitiem gigahercu. Tas ir vienkÄrÅ”i: mÄs palielinÄm frekvenci, samazinÄm viļÅa garumu - un datu pÄrraides Ätrums kļūst daudzkÄrt lielÄks. Un tÄ«kls kopumÄ tiek izkrauts.
Å eit ir vizuÄls komikss par to, kÄ tas bija un kÄ tas bÅ«s. Bija:
BÅ«s:
(Avots: IEEE Spectrum,
Frekvence ir palielinÄjusies desmitkÄrtÄ«gi, tÄpÄc 5G mÄs saskaramies ar daudz Ä«sÄkiem milimetru viļÅiem. ViÅi slikti ŔķÄrso ŔķÄrŔļus. Un saistÄ«bÄ ar to mainÄs tÄ«kla arhitektÅ«ra. Ja agrÄk sakarus mums nodroÅ”inÄja lieli, jaudÄ«gi torÅi, kas nodroÅ”inÄja sakarus lielos attÄlumos, tad tagad visur bÅ«s nepiecieÅ”ams izvietot daudz kompaktu, mazjaudas torÅu. Un paturiet prÄtÄ, ka lielajÄs pilsÄtÄs jums bÅ«s nepiecieÅ”ams daudz staciju, jo signÄlu bloÄ·Ä augstceltnes. TÄtad, lai pÄrliecinoÅ”i aprÄ«kotu Å
ujorku ar 5G tīkliem, jums ir nepiecieŔams
Par
Divas tÄ«kla iespÄjas: fiksÄtais un mobilais
TehnoloÄ£ija, ko izmanto, lai samazinÄtu enerÄ£ijas patÄriÅu un palielinÄtu diapazonu gaismas formÄÅ”ana ā dinamiska radio stara veidoÅ”ana konkrÄtam abonentam. KÄ tas tiek darÄ«ts? BÄzes stacija atceras, no kurienes un kurÄ laikÄ nÄca signÄls (tas nÄk ne tikai no jÅ«su tÄlruÅa, bet arÄ« kÄ atspulgs no ŔķÄrŔļiem), un, izmantojot triangulÄcijas metodes, aprÄÄ·ina jÅ«su aptuveno atraÅ”anÄs vietu un pÄc tam izveido optimÄlo signÄla ceļu.
Avots: Analysys Mason
TomÄr nepiecieÅ”amÄ«ba izsekot uztvÄrÄja novietojumam rada nelielu atŔķirÄ«bu starp fiksÄto un mobilo lietojumu gadÄ«jumiem, un tas atspoguļojas dažÄdos lietoÅ”anas gadÄ«jumos (vairÄk par to vÄlÄk sadaÄ¼Ä āPatÄrÄtÄju tirgusā).
Status Quo
standarti
Nav pieÅemts 5G standarts. TehnoloÄ£ija ir pÄrÄk sarežģīta, un ir pÄrÄk daudz spÄlÄtÄju ar pretrunÄ«gÄm interesÄm.
5G NR standarts ir ļoti attÄ«stÄ«ta priekÅ”likuma stadijÄ (Jauns radio) no 3GPP organizÄcijas (3. paaudzes partnerÄ«bas projekts), kas izstrÄdÄja iepriekÅ”Äjos standartus 3G un 4G. 5G izmanto divas radiofrekvenÄu joslas (frekvenÄu diapazons, vai vienkÄrÅ”i saÄ«sinÄts FR). FR1 piedÄvÄ frekvences zem 6 GHz. FR2 ā virs 24 GHz, t.s. milimetru viļÅi. Standarts atbalsta stacionÄros un kustÄ«gos uztvÄrÄjus un ir tÄlÄka 5GTF standarta attÄ«stÄ«ba no amerikÄÅu telekomunikÄciju giganta Verizon, kas atbalsta tikai stacionÄros uztvÄrÄjus (Å”Äda veida pakalpojumu sauc par fiksÄtajiem bezvadu piekļuves tÄ«kliem).
5G NR standarts paredz trīs lietoŔanas gadījumus:
- eMBB (uzlabots mobilais platjoslas savienojums) ā definÄ mums ierasto mobilo internetu;
- URLLC(ÄŖpaÅ”i uzticami sakari ar zemu latentumu) - augstas prasÄ«bas reakcijas Ätrumam un uzticamÄ«bai - tÄdiem uzdevumiem kÄ autonoms transports vai attÄlinÄta operÄcija;
- mMTC (MaŔīna masveida tipa sakari) ā atbalsts lielam skaitam ierÄ«Äu, kas reti sÅ«ta datus ā lietu interneta gadÄ«jums, tas ir, skaitÄ«tÄji un uzraudzÄ«bas ierÄ«ces.
Vai Ä«sumÄ, tas pats attÄlÄ:
Ir svarÄ«gi saprast, ka nozare sÄkotnÄji koncentrÄsies uz eMBB ievieÅ”anu kÄ saprotamÄku scenÄriju ar esoÅ”ajÄm naudas plÅ«smÄm.
ÄŖstenoÅ”ana
KopÅ” 2018. gada liela mÄroga testÄÅ”ana tiek veikta, piemÄram, ziemas olimpiskajÄs spÄlÄs DienvidkorejÄ. 2018. gadÄ visi Krievijas lielÄ Äetrinieka operatori veica testus. MTS pÄrbaudÄ«ja jaunu tehnoloÄ£iju
DienvidkorejÄ pirmo reizi pasaulÄ 5G pakalpojums tika piedÄvÄts 2018. gada beigÄs. Paredzams, ka komerciÄlÄ izlaiÅ”ana visÄ pasaulÄ ir nÄkamgad, 2020. SÄkotnÄjÄ posmÄ FR1 josla tiks izmantota kÄ papildinÄjums esoÅ”ajiem 4G tÄ«kliem. SaskaÅÄ ar TelekomunikÄciju un masu komunikÄciju ministrijas plÄniem KrievijÄ 5G sÄks parÄdÄ«ties pilsÄtÄs, kurÄs iedzÄ«votÄju skaits pÄrsniedz vienu miljonu, no 2020. gada. PraksÄ liela mÄroga izvÄrÅ”anu noteiks iespÄja gÅ«t peļÅu, un Å”is 5G aspekts vÄl nav skaidrs.
KÄda ir monetizÄcijas problÄma? Fakts ir tÄds, ka telekomunikÄciju operatori vÄl neredz pÄrliecinoÅ”us iemeslus modernizÄcijai: esoÅ”ie tÄ«kli var diezgan labi tikt galÄ ar slodzi. Un tagad viÅi vairÄk domÄ par 5G mÄrketinga ziÅÄ: 5G ikona tÄlruÅa ekrÄnÄ noteikti bÅ«s pluss telekomunikÄciju operatora abonentu acÄ«s. Anekdotisks gadÄ«jums ar
Ja paskatÄs uzmanÄ«gi, jÅ«s varat redzÄt, ka ikona patiesÄ«bÄ ir ā5GEā ā kas apzÄ«mÄ 5G Evolution, un pÄkÅ”Åi Å”is nav tas 5G, par kuru mÄs domÄjam, bet tikai marÄ·Äjums, ko izdomÄjuÅ”i tirgotÄji esoÅ”am LTE tÄ«klam ar dažiem uzlabojumiem.
Chipsets
Mikroelektronikas uzÅÄmumi jau ir ieguldÄ«juÅ”i daudzus miljardus dolÄru 5G. MikroshÄmas 5G NR mobilo sakaru modemiem piedÄvÄ Samsung (
Telefoni
GandrÄ«z visi Android tÄlruÅu ražotÄji ir paziÅojuÅ”i par plÄniem ieviest 5G. Samsung prezentÄja flagmani Galaxy S10 5G versijÄ Mobile World Congress izstÄdÄ 2019. gada februÄra beigÄs. KorejÄ tas tika izlaists 5. aprÄ«lÄ«. ASV jaunais produkts parÄdÄ«jÄs 16. maijÄ, un tur notiek savienojums ar telekomunikÄciju operatora Verizon tÄ«klu. ArÄ« citi operatori tuvojas tam: AT&T paziÅo par plÄniem kopÄ ar Samsung izlaist otru viedtÄlruni 2. gada otrajÄ pusÄ.
Gada laikÄ veikalu plauktos nonÄks dažÄdu ražotÄju 5G viedtÄlruÅi, pÄrsvarÄ premium klases. SaskaÅÄ ar dažÄm aplÄsÄm, jaunÄ tehnoloÄ£ija palielinÄs ierÄ«Äu izmaksas par 200-300 USD un abonÄÅ”anas maksu par 10%.
PatÄriÅa tirgus
1. gadÄ«jums. MÄjas internets
5G fiksÄtie bezvadu piekļuves tÄ«kli kļūs par alternatÄ«vu vadu internetam mÅ«su dzÄ«vokļos. Ja iepriekÅ” internets mÅ«su dzÄ«voklÄ« nÄca pa kabeli, tad turpmÄk tas nÄks no 5G torÅa, un tad marÅ”rutÄtÄjs to izplatÄ«s caur parasto mÄjas WiFi. Galvenie spÄlÄtÄju uzÅÄmumi ir pabeiguÅ”i sagatavoÅ”anÄs darbus, sinhronizÄjot marÅ”rutÄtÄju izlaiÅ”anu pÄrdoÅ”anai ar 5G tÄ«klu izvÄrÅ”anu. Tipisks 5G marÅ”rutÄtÄjs maksÄ 700ā900 USD un nodroÅ”ina lejupielÄdes Ätrumu 2ā3 Gbps. TÄdÄ veidÄ operatori paÅ”i atrisinÄs āpÄdÄjÄs jÅ«dzesā problÄmu un samazinÄs vadu ieguldÄ«Å”anas izmaksas. Un nav jÄbaidÄs, ka esoÅ”ie maÄ£istrÄlie tÄ«kli netiks galÄ ar palielinÄto trafiku, kas nÄks no 5G tÄ«kliem: notiek pÄtÄ«jumi par esoÅ”Äs optisko Ŕķiedru tÄ«klu rezerves - tÄ sauktÄs "melnÄs Ŕķiedras" - izmantoÅ”anu ( tumÅ”Ä Å”Ä·iedra).
Cik jauns Å”is scenÄrijs bÅ«s lietotÄjiem? Jau Å”obrÄ«d atseviŔķÄs valstÄ«s vairs neizmanto tradicionÄlo mÄjas vadu internetu, bet pÄriet uz LTE: izrÄdÄs, mobilos sakarus visÄs situÄcijÄs izmantot ir ÄtrÄk un lÄtÄk, turklÄt pieejami Ärti tarifi. Å Äda situÄcija, piemÄram, ir izveidojusies KorejÄ. Un tas ir ilustrÄts Å”ajÄ komiksÄ:
2. gadÄ«jums. CilvÄku masu pulcÄÅ”anÄs
Noteikti visi ir bijuÅ”i tik nepatÄ«kamÄ situÄcijÄ: atnÄc uz izstÄdi vai stadionu, un mobilais savienojums pazÅ«d. Un tas ir tieÅ”i tajÄ brÄ«dÄ«, kad vÄlaties ievietot fotoattÄlu vai rakstÄ«t sociÄlajos tÄ«klos.
Stadioni
Samsung veica testu kopÄ ar JapÄnas telekomunikÄciju operatoru KDDI 30 5 sÄdvietu beisbola stadionÄ. Izmantojot testa 4G planÅ”etdatorus, mÄs varÄjÄm demonstrÄt XNUMXK video straumÄÅ”anu vairÄkÄs planÅ”etdatoros vienlaikus.
Stadions ir viens no trim scenÄrijiem, kas ir ilustrÄti demonstrÄcijas apgabalÄ ar nosaukumu 5G City, kas atrodas SuvonÄ (Samsung galvenÄ mÄ«tne). Citi scenÄriji ietver pilsÄtvidi (videokameru, sensoru un informÄcijas dÄļu savienoÅ”ana) un Ätrgaitas piekļuves punktu HD video nogÄdÄÅ”anai kustÄ«gÄ autobusÄ: kamÄr tas iet garÄm punktam, filmai ir laiks lejupielÄdÄt.
SpÄles
PasaulslavenÄs uz atraÅ”anÄs vietu balstÄ«tas spÄles Pokemon Go radÄ«tÄjs Niantic saista lielas cerÄ«bas uz 5G. Un lÅ«k, kÄpÄc: ne tik sen spÄlÄ parÄdÄ«jÄs grupu pasÄkumi ā reidi. Reidi prasa, lai jÅ«s sadarbotos ar citiem spÄlÄtÄjiem, lai pieveiktu Ä«paÅ”i spÄcÄ«gu PokĆ©monu, un tas rada interesantas situÄcijas reÄlajÄ dzÄ«vÄ. TÄdÄjÄdi galvenÄ leÄ£endÄrÄ spÄles vieta ar retÄko Pokemon Mewtwo atrodas TaimskvÄrÄ Å ujorkÄ ā varat iedomÄties, kÄds tur var pulcÄties pÅ«lis, kas sastÄv ne tikai no pokemonu medniekiem, bet arÄ« vienkÄrÅ”i tÅ«ristiem.
PapildinÄtÄ realitÄte tiek uzskatÄ«ta arÄ« par 5G āslepkavas lietotniā. TajÄ
TransportÄt
Visbeidzot interesants ir vilciena gadÄ«jums. RadÄs ideja nodroÅ”inÄt dzelzceļu ar 5G sakariem izklaidei un pasažieru ÄrtÄ«bÄm. Bristoles universitÄtes pÄtÄ«jums
PiemÄrs, kÄ novietot piekļuves punktus gar dzelzceļa sliežu ceļu
PÄrbaudes tika veiksmÄ«gi veiktas vilcienÄ, kas darbojÄs netÄlu no Tokijas - viÅu
Jauni lietoŔanas gadījumi
Bet tas viss drÄ«zÄk ir risinÄjums problÄmÄm, kas mums jau ir zinÄmas. KÄdas principiÄli jaunas lietas 5G mums var piedÄvÄt?
Savienots auto
GalvenÄ priekÅ”rocÄ«ba ir zemais latentums, kas ļauj maŔīnÄm sazinÄties savÄ starpÄ ar Ätrumu lÄ«dz 500 km/h. AtŔķirÄ«bÄ no cilvÄku vadÄ«tÄjiem, automaŔīnas beidzot varÄs vienoties savÄ starpÄ vai ar fiksÄtu infrastruktÅ«ru par manevriem, padarot ceļu droÅ”Äku. Interesanti, ka sistÄma Åems vÄrÄ laikapstÄkļus: visi zina, ka slidenÄ laikÄ bremzÄÅ”anas ceļŔ ir garÄks, tÄpÄc noteikumiem Å”ÄdÄ sistÄmÄ bÅ«tu jÄmainÄs.
Eiropas 5GAA (Automotive Association) jau apvieno vairÄk nekÄ 100 lielÄkos telekomunikÄciju un automobiļu ražotÄjus visÄ pasaulÄ, lai paÄtrinÄtu C-V2X (Cellular Vehicle-To-Everything) ievieÅ”anu. BiedrÄ«bas galvenie mÄrÄ·i ir visaptveroÅ”a ceļu satiksmes droŔība un satiksmes efektivitÄte. ArÄ« velosipÄdisti un gÄjÄji ar 5G viedtÄlruÅiem var paļauties uz droŔību. Satiksmes dalÄ«bnieki attÄlumos lÄ«dz 1 km varÄs sazinÄties tieÅ”i, garÄkos attÄlumos bÅ«s nepiecieÅ”ams 5G pÄrklÄjums. SistÄma nodroÅ”inÄs policijas un ÄtrÄs palÄ«dzÄ«bas gaiteÅu izveidi, nodroÅ”inÄs sensoru apmaiÅu starp automaŔīnÄm, attÄlinÄtu braukÅ”anu un citus brÄ«numus. PÄc C-V2X palaiÅ”anas asociÄcija plÄno pielietot 5G V2X gÅ«to pieredzi, kur tÄ tiks vÄrsta uz industriju 4.0, viedajÄm pilsÄtÄm un visu, kas kustas, izmanto 5G.
PiemÄri situÄcijÄm, kuras var atrisinÄt, izmantojot Connected Car. Avots: Qualcomm
5G ļaus sazinÄties ne tikai ar sauszemes transportlÄ«dzekļiem, bet arÄ« ar lidmaŔīnÄm. Å ogad Samsung kopÄ ar SpÄnijas interneta pakalpojumu sniedzÄju Orange,
Rūpniecība 4.0
KopumÄ izteiciens āIndustrie 4.0ā tika izgudrots VÄcijÄ tÄs rÅ«pnieciskÄs modernizÄcijas programmai. asociÄcija
Citas lietojumprogrammas, piemÄram, saziÅa starp rÅ«pnieciskajiem kontrolieriem vai ar cilvÄku operatoriem, sensoru tÄ«kli ir mazÄk prasÄ«gi. MÅ«sdienÄs lielÄkajÄ daÄ¼Ä Å”o tÄ«klu tiek izmantots kabelis, tÄpÄc bezvadu 5G Ŕķiet ekonomiski izdevÄ«gs risinÄjums, turklÄt tas ļauj Ätri pÄrkonfigurÄt ražoÅ”anu.
PraksÄ ekonomiskÄ iespÄjamÄ«ba novedÄ«s pie 5G ievieÅ”anas visdÄrgÄkajÄs cilvÄku darbaspÄka jomÄs, piemÄram, iekrÄvÄju vadÄ«tÄjiem rÅ«pnÄ«cÄs un noliktavÄs. TÄ demonstrÄja Eiropas inženieru kompÄnija Acciona
AttÄlÄs sadarbÄ«bas tehnoloÄ£ijas ies tÄlÄk. Å ogad tika demonstrÄts, kÄ eksperts Ä·irurgs reÄllaikÄ seko lÄ«dzi daudzu kilometru attÄlumÄ notiekoÅ”as vÄža operÄcijas gaitai un rÄda kolÄÄ£iem, kÄ operÄciju vislabÄk veikt. TehnoloÄ£ijÄm pilnveidojoties, viÅÅ” varÄs uzÅemties aktÄ«vÄku lomu, tieÅ”i kontrolÄjot Ä·irurÄ£iskos instrumentus.
Lietu internets
PirmkÄrt, 5G atrisinÄs daudzo un vÄji atbalstÄ«to lietu interneta komunikÄcijas standartu problÄmu, kas Å”obrÄ«d, mÅ«suprÄt, ierobežo Ŕīs jomas attÄ«stÄ«bu.
Å eit 5G var piedÄvÄt Å”Ädas iespÄjas:
- Ad hoc tÄ«kli (bez marÅ”rutÄtÄjiem)
- Liels pievienoto ierÄ«Äu blÄ«vums
- Atbalsta Ŕaurjoslas, energoefektīvus (10+ gadi ar vienu akumulatoru) sakarus
TaÄu Ŕķiet, ka lielos uzÅÄmumus joprojÄm vairÄk interesÄ citi scenÄriji, izÅemot lietu internetu. Ätra meklÄÅ”ana internetÄ neatrada galveno dalÄ«bnieku demonstrÄcijas par 5G priekÅ”rocÄ«bÄm lietu internetam.
NoslÄdzot Å”o tÄmu, pievÄrsÄ«sim uzmanÄ«bu Å”Ädai interesantai iespÄjai. MÅ«sdienÄs atkarÄ«ba no kontaktligzdas vai nepiecieÅ”amÄ«ba nomainÄ«t akumulatorus ierobežo ālietuā izvÄli. Zemas frekvences induktÄ«vÄ bezvadu uzlÄde darbojas tikai dažu centimetru attÄlumÄ. 5G un tÄ virziena milimetru viļÅi ļaus veikt efektÄ«vu uzlÄdi vairÄku metru attÄlumÄ. Lai gan paÅ”reizÄjie standarti to nenosaka, mums nav Å”aubu, ka inženieri drÄ«z atradÄ«s veidus, kÄ izmantot Å”o iespÄju!
IzstrÄdÄtÄja funkcijas
Ja jÅ«s interesÄ tÄma, kur doties tÄlÄk?
Savienojumi. JÅ«s varÄsiet personÄ«gi satikt 5G spÄlÄtÄjus gaidÄmajÄs Krievijas konferencÄs
AkadÄmisko kontaktu vidÅ« jÄatzÄ«mÄ
FinansÄjums. Galvenie spÄlÄtÄji rÄ«ko konkursus par 5G izmantoÅ”anu dažÄdÄs jomÄs. ASV Verizon nesen
NodarbinÄtÄ«ba. Bez lielÄ Äetrinieka mobilo sakaru operatoriem KrievijÄ ir vairÄki uzÅÄmumi, kas tuvÄkajÄ nÄkotnÄ plÄno izmantot 5G. VadoÅ”Ä satura piegÄdes nodroÅ”inÄtÄja KrievijÄ un NVS valstÄ«s CDNVideo biznesa modelis ir samaksa par saÅemto trafika apjomu. 5G izmantoÅ”ana, kas potenciÄli pazemina Å”o cenu, ļaus uzÅÄmumam samazinÄt izmaksas. PlayKey reklamÄ spÄles mÄkonÄ«, un nav pÄrsteidzoÅ”i, ka tÄ plÄno izmantot arÄ« 5G.
AtvÄrtÄ koda, visticamÄk, bÅ«s svarÄ«ga loma infrastruktÅ«rÄ. AmerikÄnis
Autori:
StaÅislavs Polonskis - Samsung pÄtniecÄ«bas centra UzlabotÄs pÄtniecÄ«bas un attÄ«stÄ«bas nodaļas vadÄ«tÄjs
Tatjana Volkova - IoT projekta Samsung akadÄmijas mÄcÄ«bu programmas autore, Samsung pÄtniecÄ«bas centra korporatÄ«vÄs sociÄlÄs atbildÄ«bas programmu speciÄliste
Avots: www.habr.com