הכל על רשת 5G - הבדלים ויישומם

טכנולוגיות תקשורת ניידות משתנות כל עשר שנים. כל אחד מהם משפר משמעותית את מהירות העברת המידע. כך מופיעים שירותים חדשים וסוגים חדשים של תוכן. משתמשים מקבלים כיף חדש ורמת חיים חדשה.

הדור החמישי של תקשורת סלולרית (5G) מבטיח להפריע מתמיד. מומחים טוענים כי באמצעות 5G יועבר האינטרנט של הדברים, מכוניות בנהיגה עצמית ו- VR מדפי המדיה הטכנית לחיי היומיום האנושיים. במאמר זה נספר לכם הכל על רשת 5G.

מה זה 5G?

למרות העובדה שתקשורת 4G עדיין לא הפכה לגלובלית, חברות כבר עורכות בדיקות 5G.

אינטרנט 5G נוצר תוך מחשבה על מגמות טכנולוגיות חדשניות. הוא מתמקד בחיבור מגוון מכשירים ביתיים "חכמים", שרובם יתפקדו על פי הכלל "תמיד מקוון". תקשורת 4G מצידה משמשת בעיקר בתפקיד האינטרנט הסלולרי.

5G (דור חמישי) הוא דור חדש של רשת הסלולר הפועלת על בסיס פורמטים של טלקומוניקציה בהתאם לפורמטים הנוכחיים של 4G.

פורמטים לתקשורת 5G עדיין נמצאים בשלב התכנון. ההנחה היא שבמציאות הדור הבא של התקשורת יתחיל לעבוד בשנת 2020.

היכן ישמש אותו?

5G ישמש במקומות בהם יש ביקוש לאינטרנט מהיר, באזורי המטרופולין. תקני הדור המוקדם יוחלו על כיסוי מקיף.

סקירה כללית

משתמשים רגילים אינם זקוקים כרגע למהירויות האדירות של הדור החדש. אבל הם יופיעו בהכרח לאחר שילוב הטכנולוגיה, מכיוון שכפי שכולם יודעים, אנשים מתרגלים במהירות לדברים טובים.

קורי עכביש סנכרון

בעלויות חיבור נמוכות יותר, יותר ויותר מכשירים מקבלים גישה ל- Wi-Fi. מערכת החיבור בין טלפונים, מכונות קפה וכביסה, אוזניות, מנורות ודברים אחרים ל"אינטרנט "קוהרנטי נקראת האינטרנט של הדברים. ההערכה היא כי עד שנת 2020 יהיו יותר מ -26 מיליארד מכשירים אלה על פני כדור הארץ. ומספר החיבורים, בהתאם, יהיה גבוה עוד יותר.

היכולת של הגאדג'טים "להרגיש" באמצעות חיישנים וביצוע משימות מרחוק ימצאו שימוש בתכנון מקומי, בטכנולוגיות של בית חכם, במושגי ניטור חשמל וחימום, אבטחה, אוטובוסים, מוניות וקמעונאות.

האינטרנט של הדברים זקוק למהירות חיבור נמוכה, אך למכשירים רבים.רשתות ייעודיות המשתמשות ברוחב פס נמוך כבר הוקמו, ויצרני 5G מוכנים להשתתף בתהליך זה.

כתוצאה מכך, תקני טלקומוניקציה יצטרכו לתמוך לא רק במשתמשים ניידים, אלא גם במוצרי בית "חכמים". שליטה בתעבורה מטושטשת שכזו אמורה לעזור לפורמט החדש.

לְעַכֵּב

ברור כי ל- 5G תהיה תמיכה בטכנולוגיית רכב אוטומטית ותוכנת VR. במצב זה, המידע צריך להגיע למצב בזמן אמת. מרווח הנסיעה הלוך ושוב ב- 4G הוא יותר מ- 10 ms, וזה זמן רב מאוד.

הפורמט הבא מסוגל לשנות לחלוטין את ארכיטקטורת התקשורת עם העברת אחסון מידע ממרכזי עיבוד נתונים לצמתים סופיים, עד למכשירים "חכמים".

לדוגמא, מכונית נעה זקוקה למידע על מיקום הרכבים הסמוכים. הסטנדרטים הנוכחיים כבר לא יכולים להתמודד עם זרימת מידע כזה עבור 3 מכונות. עיכובים עצומים בהעברת המידע מחייבים הפצת מידע מקומית.

התגובה של 5G אמורה להגיע לגבול שלה. עיכוב השידור לא יעלה על 1 אלפיות שניים, אפילו במהירות סופית של 500 קמ"ש. עיכוב זה יהפוך לכוח המניע העיקרי להיווצרות טכנולוגיות חדשניות, כולל נהיגה במטרופולינים ופעולות מרחוק.

תכונות של 5G

לפני זמן לא רב התברר כי מייעל את מרבית המאפיינים, אך הבחירה בטכנולוגיות המבטיחות את השימוש בהן בפועל מרחיקה לכת. ביניהם:

1. תדרים גבוהים במיוחד, שהיו בעבר לא מציאותיים, מבטיחים מהירויות גבוהות בהרבה.
2. פיתוח מושגים השולחים מידע בנתחים קטנים יעכב התקני IoT לתקופה ממושכת.
3. חביון מופחת למשימות שדורשות תגובה מיידית.

הבדלים מהסטנדרטים הקודמים

הפורמט הסלולרי החדשני לא יגיע עד 2020, אך סיווגים נאותים נוצרים במהירות מלאה, מה שמבהיר כי 5G יהיה שונה משמעותית מהקודם.

עליית מהירות

המובן ביותר הוא עליית מהירות (במידה הפחותה בכמה פעמים), ירידה בהשהיה, עלייה משמעותית בנפח התקשורת, הנדרשת לסיפוק, דרישה גוברת בהתמדה לרשת העולמית. המגמה היא שלאחר זמן מה הכל יתחבר לרשת: החל מסורקים שונים וכלה ברכבים.

צרכן מרכזי - מנוי

ברשתות קיימות על המשתמש להתאים את עצמו: האות רע מכדי לזוז. 5G ישתמש באנטנות חכמות המשנות את גרף הכיוון בהתבסס על צרכי המשתמש בסביבות ספציפיות. לדוגמא, אם משתמש מוגש בתא ממש עכשיו, המידע עבורו יעבור בערוץ צר, מה שיגדיל את יחס הרעש לאות וישפר את מהירות הפצת המידע.

מעבר לגלי מ"מ

המקור הספקטרלי מוגבל, וקשה ביותר למצוא את התדרים הרצויים בטווחים המוכרים לרשת הסלולרית. ברור כי עלייה משמעותית במהירות הפצת המידע מחייבת ספקטרום תדרים גדול משמעותית. פתרון סביר במקרה זה הוא לעבור לאזור של עשרות GHz.

רוב המשתמשים מבינים שעם עלייה בתדירות ההפעלה, מרחק הרשת יורד במהירות, במילים אחרות, גודל התא. בהקשר זה כדאי להסיק על סמך נקודה זו: בתקשורת הדור הבא ישמש מקום שיש צורך בהעברת מידע מהירה. אגב, כיסוי מלא עדיין לא נחשב.

טכנולוגיית MIMO

המשמעות שלה היא להשתמש במספר אנטנות בצדדים המספקים ומקבלים. מקור הטכנולוגיה הזו בהגדרות 3G. מרבית רשתות ה- LTE MIMO פועלות במצב 2x2. במילים פשוטות, שתי אנטנות מיועדות לספק, שתיים מיועדות לקבלה.במצב 2x2, המידע זורם בשני ערוצים חופשיים בו זמנית, מה שמאפשר להגדיל את מהירות התפשטות כמעט פעמיים.

עכשיו יש טלפונים התומכים במצב 4x4. למרבה הצער, בגלל הגודל הקטן של הטלפונים, זה לא מציאותי להגדיל את מספר האנטנות לחוסר גבול. קושי נוסף הוא הצורך בהעברת הודעות רשמיות מכל אנטנה, מה שמפחית את יעילות הטכנולוגיה.

טכנולוגיית מכשיר למכשיר

מצבים בהם משתמשים מדברים במרחק של עשרות מטרים זה מזה הפכו תכופים יותר. עקב השימוש בטכנולוגיה זו, רק תעבורת אותות תעבור דרך חיבור המפעיל, המאפשר להעריך שיחות אלו, והמידע עצמו יועבר ישירות דרך המכשירים. זו המשמעות של הטכנולוגיה.

להגיע להסכמה

אם המצב עם ייעוד הספקטרום של הטכנולוגיות האפשריות השתפר עוד בשנת 2015, אזי הטכנולוגיות עצמן עדיין נוצרות. יש לציין אילו טכנולוגיות מהדור החדש נדרשות באופן מיידי, ואילו מהן יש להציג לאחר זמן מה.

למרות היעדר הפורמט והחלטיות בחשיבות הטכנולוגיה, תאגידים תעשייתיים מנסים להוביל את הקמתם והטמעתם של טכנולוגיות מהדור החדש על מנת לקבל בהמשך מקום נוח.

נוקיה הודיעה על רכישת אלקטל-לוסנט עוד בשנת 2015, וחברת הטלקום האמריקאית ורייזון אלחוטי הודיעה כי ה- 5G הראשון באמריקה יהיה בשנת 2016.

מכשולים טכניים

המכון לטלקומוניקציה. Fraunhofer בגרמניה התנסה בתדרים שנעו בין 40 ל 100 GHz, סמסונג משתמשת ב 28 GHz במחקר משלה, ונוקיה משתמשת ביותר מ 70 GHz.

להפעלת מכשירים בספקטרום מ"מ של אורכי הגל יש מאפיין כזה כמו העברת אות חלשה מדי, שכוחם יורד משמעותית עם המרחק מתחנת הבסיס. בנוסף, הפרעות האות נגרמות על ידי גוף האדם.

מה אומר אריקסון?

מנקודת מבטה של ​​תאגיד אריקסון, הסיכויים הם כדלקמן.

כלי רכב בלתי מאוישים יתקשרו זה עם זה. במקרה של תאונה, המכונית הקרובה ביותר לאתר התאונה תספר על האירוע לכל הרכבים בעקבותיו. זה ייתן להם את האפשרות להאט בזמן או, במצב של עומס בכביש, לתכנן תוכנית תנועה אחרת.

סורקי הרכב יוכלו לחשב נכון את מזג האוויר ולשלוח מידע באמצעות 5G כדי שהרכב יוכל לעצב את הוראות הנסיעה הנכונות.

בתחבורה הציבורית, 5G תאפשר פיקוח על מספר האנשים שמחכים בתחנות אוטובוס. נהג הרכב יעבור בתחנה נטושה והמפעיל ישלח את רכב העזר לנקודות העומס.

בעידן 5G, כל המכשירים הביתיים יהיו מחוברים זה לזה. אם לפני כן, בזמן שעבר מחדר לחדר אחר, אדם היה צריך לשאת מכשיר נייד על מנת להמשיך, למשל, להאזין לרדיו מעניין, כעת הרמקולים המחוברים בחדרים שונים יצרו קשר זה עם זה וההפעלה תמשיך מהמקום שעצר. בנוסף, המשתמש יכול לעקוב אחר צריכת האנרגיה של כל מכשיר, או לגלות כמה אנרגיה חשמלית מופקת מסוללות סולאריות.

מה מציעה קוואלקום?

המותג קוואלקום הציע טכנולוגיה מתקדמת 4.5G LTE, אשר שילובה מתוכנן לעתיד הקרוב. בשל כך, החברה תוכל לכסות הן את טווח התדרים הרחב יותר הנדרש לפורמט 5G והן את רשתות ה- LTE שהיו בעבר, מה שיצמצם את זמן ההשהיה ויגדיל את התפוקה.

ספֵּצִיפִיוּת:

• רוחב פס מצוין בשל השילוב של רצועות תדרים;
• שמירה על 23 מפעילים באופן סינכרוני והגדלת התפוקה באמצעות צבירת תדרים והעברת תעבורת רשת בין מפעילים;
• הפחתה של פי 10 בהשהיה בהשוואה ל- LTE Advanced, במהלך השימוש במגדלים ותדרים קיימים בטווח של 1-70 מיקרו שניות;
• יישום כספי קו נכנסים לצרכי הקו היוצא;
• הגדלת מספר האנטנות בתחנות הבסיס במטרה לשפר את הכיסוי ואת עוצמת האות;
• שימור אנרגיה מוגבר של מכשירי IoT על ידי צמצום הספקטרום ל -1.4 מגה-הרץ ו -180 קילו-הרץ (כ -10 שנים על סוללה אחת);
• 1 ג'יגה-ביט לשנייה להעברת נתונים בין כלי רכב, משתמשים ומכשירי IoT;
• ניתוח הסביבה מבלי להפעיל את הרשת האלחוטית או לנווט בגאדג'ט של המשתמש.

באמצעות 5G היום

5G נועד לפעול במספר תדרים. תדרים נמוכים בין 600 ל -700 מגה הרץ מקובלים על המחוז או עבור האינטרנט של הדברים, מכיוון שלתחנות הבסיס יש טווח גדול. אבל מהירות הפצת המידע ונפח תקשורת יחיד הם ברמה נמוכה.

הספקטרום של עד 6 ג'יגה הרץ מתקן את המינוס הזה, אולם יש להתקין BSs בתדר בינוני בתדירות גבוהה יותר, מה שמוכיח על ידי המצב בערים גדולות. RF עד 73 ג'יגה הרץ מבטיח מהירויות מרביות של עד 20 ג'יגה-ביט לשנייה. לקבלת עד 10 ג'יגה-ביט לשנייה. להפצה. הקושי העיקרי הוא באיכות האות אך ורק בקו הראייה של ה- BS, הספקטרום משמש לכיסוי אזורים מקומיים קריטיים.

כאמור, התכונות הספציפיות של 5G הן רוחב פס גבוה וחביון נמוך במהלך התפשטות הנתונים. התוצאה מושגת באמצעות שימוש בטכנולוגיה חדשנית לריבוב אות האות NOMA, המאפשרת שירות בו זמנית של מספר מנויים בערוץ אחד. פורמטים של הדור המוקדם משתמשים בחלוקה זמנית, כאשר משתמשים מחליפים נתונים לסירוגין עם תחנת הבסיס.

אינטל

קודם כל, יש צורך להדגיש את היתרונות של חברת אינטל. באולימפיאדת החורף האחרונה בפיונגצ'אנג, החברה התקינה את 5G. מצלמות ה- UHD המחוברות אליה אפשרו לשדר אירועי ספורט באופן מקוון עם אפקט הנוכחות.

הנקודות החמות האלחוטיות השתמשו גם בתכונות של 5G ושירתו מנויים רבים. חלק הארי של הציוד הותקן בחוץ - ניסוי נהדר בעמידות הגאדג'טים.

התאגיד הודיע ​​גם על שותפות עם NNT DoCoMo והתקנת 5G באולימפיאדת 2020 בסין. אחת ממטרות השותפות היא להציג ולהשתמש ביכולות החדשות של העיר "החכמה".

ב- MWC השנה חשף התאגיד מחשב נייד קונספט התומך ב- 5G בהתבסס על מודם ה- XMM 8060 הקנייני שלו. השבב הגדול מותקן כעת בנפרד מהשבב. כדי להגביר את היעילות, החברה עובדת על שילוב מודול המודם במערכת אחת.

בכל מקרה, הדבר החשוב הוא שהתאגיד עובד על תקן חדשני שהופך את המחשב הנייד למכשיר תכליתי עוד יותר. עם הגאדג'ט החדש, המשתמש לא יצטרך לדאוג לרשתות אלחוטיות ציבוריות לא מאובטחות. לא תצטרך להפעיל את נקודת ה- Wi-Fi בטלפון שלך. פרסום המוצרים החדשים הראשונים מתוכנן לשנה הבאה, השותפים של חברת אינטל הם מיקרוסופט, דל, HP ולנובו.

בנוסף, היא הוקמה על השותפות של חברת אינטל עם יוצר האלקטרוניקה הסלולרית - המותג Spreadtrum. מטרת שיתוף הפעולה היא לתכנן את סדרת המעבדים הסלולריים XMM 8000 של אינטל עם מודם 5G משולב עד המחצית השנייה של השנה הבאה.

קוואלקום

החברה הודיעה לראשונה על מודם X50 בשנת 2016. כעת נחשף כי ה- SDX50 יהיה חלק משבב ה- Snapdragon 855 הקנייני, המיוצר בתהליך 7nm, שייצא בתחילת השנה הבאה. יש לומר כי גרסת Qualcomm של הסימן המסחרי מעשית למדי להתקנה בטלפונים ובמחשבי לוח.

Huawei

המותג Huawei הוא עוד עמית למירוץ 5G. ב- MWC השנה, החברה הציגה את מודם Balong 5G01 שלה, שמבטיח מהירויות של עד 2.3 ג'יגה ביט / שנייה. למרבה הצער, כעת הממדים של המיקרו-מעגל אינם מאפשרים להשתמש בו בטלפונים ובמחשבי לוח. אולם, לאור חוכמת המותג, יש לצפות בקרוב מאוד להופעתו של שבב קירין התומך ב- 5G.

רשתות נוקיה

החברה היא הספקית השנייה בגודלה של ציוד טלקומוניקציה אחרי המותג Huawei.לרשות החברה ציוד שפועל בספקטרום LF, MF ו- HF. מוקדם יותר השנה, חשפה נוקיה מעבדי 5G מלאים לתחנות בסיס של ריף כריש. התפוקה של בלוק אחד היא בתוך 84 ג'יגה-ביט לשנייה. התקנת ציוד הסחר המבוסס על המעבד החדשני תוכננה לסוף השנה.

מי מעורב ב- 5G ברוסיה

מפעילי טלקום מקומיים עומדים בקצב המגמה הכללית. הם חברו לספקיות ציוד רשת גלובליות מובילות כמו אריקסון, Huawei ונוקיה לפיתוח מכשירי 5G.

מֶגָפוֹן

מפעיל זה היה הראשון שגילה עניין בטכנולוגיה חדשנית. חזרה בשנת 2014, הוא הסכים עם המותג Huawei להקים טייסים 5G. הם הושקו השנה במהלך מונדיאל 2018.

בקיץ השנה השיקה מגפון את ה- 5G הראשון ברוסיה - לחברי מפגש הכלכלה בסנט פטרסבורג. מהירות הפצת המידע הייתה שווה ל- 1.24 ג'יגה ביט / שנייה. מגפון השתמשה בציוד המותג של Huawei ובשבב של קוואלקום.

לא מזמן הסכימה מגפון עם נוקיה לפתח את 5G. בסתיו, בפגישה העסקית של ניז'ני נובגורוד, הם הראו את קצב העברת המידע המוביל - 5 ג'יגה ביט / שניה. לחברי הפסגה הוצג בתצוגה משדר וידיאו UHD ב -360 מעלות ממשקפי VR.

MTS

היא הצטרפה למירוץ בשנת 2017. כמו הקודם, חברה זו ייחסה את השקת 5G למונדיאל 2018. יישום מסחרי, על פי לוח הזמנים של החברה, יחל בשנים 2019-2020.

בחורף 2015 חתמה MTS על הסכם על פיתוח קולקטיבי של 5G עם אריקסון, באביב עם נוקיה ובסתיו עם סמסונג. MTS ערכה ניסויים בסתיו על ציוד של נוקיה. מהירות הפצת המידע הייתה בתוך 4.5 ג'יגה ביט / שניה.

Tele2

בסתיו חתמנו ​​על הסכם עם חברת נוקיה בנוגע להקמת 5G ועיצוב שירותים בתחום האינטרנט של הדברים.

קו קו

כעת הוא נמצא בדיאלוג עם ספקים בנוגע לניסויים של 5G. נציג החברה A. Aibasheva אמר לרוסבייס על כך. אך ראשית, החברה מתכננת להתאים את התשתית שלה ולעבוד עם 4.5G. בהמשך, הכשרה זו תאפשר להם לשלב באופן מיידי את 5G.

מתי מגיע 5G?

מכירות סחר 5G מתוכננות לשנה הבאה. כולם מוגבלים לאירועי ספורט המוניים. לדוגמה, מפעילת המובייל KT Corporation בדרום קוריאה השיקה את 5G באולימפיאדת פצ'אנג השנה. MTS מקומי ומגפון מתכננים להתקין את 5G באולימפיאדת הקיץ 2020 בסין.

מרבית המומחים בטוחים כי שילוב 5G בקנה מידה גדול יחל לאחר שנת 2020. לאחרונה אריקסון אמר כי 550 מיליון מכשירים יחוברו לרשתות אלה בשנת 2022. עכשיו תאגידים רק מתנסים בציוד.

כעת סביר יותר ש- 5G הוא רעיון מאשר טכנולוגיה, מכיוון שעדיין אין פורמט נפוץ. כדי שהשימוש ההמוני בחיבור זה יתחיל, יש צורך ליצור תנאים טכנולוגיים, לבחור תדרים ולעבור לציוד חדשני.

5G ב- RF

בני שיחו של רוסבייס תמימי דעים כי הפדרציה הרוסית עדיין רחוקה מהכנסת 5G נרחבת. מפעילים רוסים טרם החזירו השקעות משלהם ביצירת רשתות LTE. נכון לעכשיו, הכיסוי של LTE הוא בתוך 30%, ובקשר אליו בעתיד הקרוב ארגוני טלקומוניקציה יתנקשו מעל הגדלת ערך זה. ו- 5G עבורם היא רק עתודה לעתיד.

ס. סקבורצובה, ראש פיתוח אסטרטגי בחברת Tele2, מאמין כי 5G ימוסחר עד שנת 2021. על פי הצהרתה, יש אפשרות ראשונית בדרך לטכנולוגיית 5G - LTE Advanced (LTE-A). הוא תומך במהירויות של עד 100 מגה-ביט / שנייה. למנויים בעלי ניידות גבוהה ו -1 ג'יגה-ביט לשנייה, למשתמשים נייחים.

בחודש מאי בשנה שעברה הודיעה התקשורת על תוכניות משרד התקשורת להשקת 5G במגלונים של הפדרציה הרוסית עד שנת 2020. כתוצאה מכך, בשנת 2020 הפורמט החדש ישולב בשמונה מגלונים של הפדרציה הרוסית, ובשנת 2025 כבר ב -16 ערים בהן האוכלוסייה מונה יותר ממיליון אנשים.

סיכום

לסיכום, יש לציין כי צפויות שינויים רחבי היקף בתקשורת הסלולרית בעתיד הקרוב.מספר המכשירים המחוברים לרשת במצב "תמיד מקוון" יגדל במהירות. ייתכן שתרחיש כאשר הטלוויזיה תעבור לרשתות סלולריות.