Síť 5G: přehled, popis a rychlost. Síť příští generace 5G

5G, komunikační standard příští generace, bude podporovat internet věcí, inteligentních automobilů a dalších zařízení.

Nový mobilní standard se neobjeví až do roku 2020, ale příslušné specifikace se vyvíjejí v plné rychlosti a je zřejmé, že standard 5G bude výrazně odlišný od standardu 4G. Jedná se o zvýšení rychlosti výměny informací pro mobilní telefony a tablety a řadu dalších řešení, z nichž každý má své vlastní požadavky.

Předpovědi společnosti Ericsson

Jak bude fungovat technologie 5G a proč je zapotřebí, pokud již existuje velmi rychlý mobilní internet?

Podle společnosti Ericsson to vypadá budoucnost.

Bezpilotní vozidla připojená k síti si vzájemně vyměňují informace. V případě nehody se vozidlo, které je nejblíže místu havárie, ohlásí všem vozidlům. To jim umožní snížit rychlost předem nebo v případě dopravní zácpy vypočítat novou trasu.

Senzory automobilu budou přesněji měřit povětrnostní podmínky a odesílat data prostřednictvím sítě 5G tak, aby auto vypočítalo nejlepší trasu.

V oblasti hromadné dopravy bude síť 5G umožňovat sledování počtu čekatelů v zastávkách v reálném čase. Řidič autobusu zastaví bez pasažérů a dispečer pošle dodatečnou dopravu do míst svého přetížení.

V době 5G bude veškerá domácí elektronika propojena. Pokud dřívější přechod z jedné místnosti do druhé musela být převedena z přenosného zařízení pokračovat, například, poslouchat svou oblíbenou rozhlasovou stanici, nyní reproduktory v různých místnostech bude kontaktován s sebou a poslechu pokračovat v přerušeném místě. Kromě toho můžete sledovat spotřebu energie každého zařízení nebo zjistit, kolik elektrické energie produkují solární panely.

Síť 5G změní služby tísňového volání, zajistí spolehlivou komunikaci v nouzových situacích a první prioritu policejních a záchranných služeb. A hasiči v helmech s kamerami vysílají obraz na příkaz a obdrží pomoc při komplexních záchranných operacích.

5G-technologie

V loňském roce se jim podařilo regulovat většinu, ale výběr technologií, které zajistí jejich praktické uplatnění, pokračuje.

Mezi ně patří:

• ultra vysokých frekvencí, jejichž dosažení bylo předtím zřejmě nemožné, poskytne mnohem větší rychlost;
• rozvíjení systémů, zasílání dat do malých kusů, prodlouží provoz internetových zařízení věcí po mnoho let;
• což snižuje zpoždění při úkolech, které vyžadují okamžitou reakci.

5G Síť: Rychlost

Hodnocení zvýšení rychlosti standardního 5G ve srovnání s předchozím je dvojznačné. Společnost Ericsson dokázala dosáhnout růstu 50 krát - až 5 Gb / s. Samsung přišel s rychlostí 7,5 Gb / s s konstantním signálem 1,2 Gbit / s v automobilu, který se pohyboval vysokou rychlostí. Partnerství "Evropská unie - Čína" hodlá zvýšit rychlost 5G 100krát. Společnost NTT DoCoMo, japonský mobilní operátor, spolu s firmami Alcatel-Lucent, Ericsson, Samsung a Nokia se snaží dosáhnout 10 Gb / s. A vědci z University of Surrey předpokládají míru 1 Tbit / s. Očekává se, že v příštích deseti letech bude rychlost mobilních sít růst tisíckrát.

Zvýšení rychlosti bude vyžadovat pokročilejší antény a vybavení, stejně jako rozšířené frekvenční spektrum. V USA distribuce tohoto zdroje již začala.

Internet věcí

Díky snížení nákladů na připojení má stále více zařízení přístup k Wi-Fi. Koncept kombinace telefonů, kávovary a praček, sluchátek, lamp a všech ostatních do jedné sítě se nazývá Internet věcí. Do roku 2020 se očekává, že na světě bude více než 26 miliard takovýchto zařízení. A počet připojení bude ještě větší.

Schopnost věcí „cítit“ pomocí senzorů a vzdáleně spouštět příkazy najdou uplatnění v územním plánování, technologie „inteligentních“ domácích, tepla a elektrické energie kontrolních systémů, zabezpečení, monitorování zdraví, veřejné dopravy, maloobchodu.

Internet věcí vyžaduje malou rychlost připojení, ale pro obrovské množství zařízení. Již existují vyhrazené sítě pomocí úzké frekvenční rozsah, a vývojáři standardu 5G se chtějí podílet na tomto procesu.

Telekomunikační sítě budou nuceny podporovat nejen mobilní uživatele, ale i "chytré" věci. Řízení takovéto heterogenní dopravy je vyzváno, aby přišla na pomoc novému standardu.

Zpoždění

Je zřejmé, že nová generace sítě 5G bude podporovat bezpilotní dopravní technologie a aplikace rozšířené reality. V takovém případě musí informace dorazit v reálném čase. Doba příjmu a vysílání v sítích 4G přesahuje 10 ms, což je velmi mnoho. Budoucí standard může zcela změnit síťovou architekturu s pohyblivým ukládáním dat z datových center do koncových uzlů včetně inteligentních zařízení.

Například pohyblivé auto vyžaduje údaje o umístění nejbližší dopravy. Existující sítě s proudem takových dat již pro tři auta se nedokáží vypořádat. Velké zpoždění v přenosu dat vyžadují lokální umístění dat.

Předpokládá se, že reakce sítí nové generace bude maximalizována. Zpoždění při přenosu dat nepřekročí 1 ms ani při rychlosti terminálu 500 km / h. Taková latence bude hlavním hnacím faktorem při vytváření nových technologií, jako je řízení městské dopravy v městské dopravě a vzdálené chirurgické operace.

Dosáhněte konsenzu

Pokud se situace s vymezením rozsahu potenciálních technologií v roce 2015 zlepšila, stále se rozvíjejí technologie. Je nutné určit, které technologie 5G jsou nejprve potřebné a které budou následně implementovány. Je nepravděpodobné, že k tomu dojde v roce 2016.

I přes nedostatek standardů a důvěry v prioritu technologie se výrobní společnosti pokoušejí vést vývoj a implementaci 5G technologií tak, aby mohly v budoucnu zaujímat ziskovou pozici.

V dubnu 2015 společnost Nokia oznámila akvizici společnosti Alcatel-Lucent za 16,6 miliardy dolarů a americká telekomunikační společnost Verizon Wireless uvedla, že první síť 5G v USA se objeví v roce 2016.

První vlaštovky

Prototypy 5G sítí se již objevily. První síť 5G byla zahájena v Jižní Koreji. Společnost SK Telecom představila novou technologii při zahájení výzkumného centra, které ji rozvíjí. A XXIII zimní olympijské hry v roce 2018 v Jižní Koreji plánuje společnost vybudovat 5G síť v celé zemi.

NTT DoCoMo také hodlá zahájit 5G síť v Japonsku pro letní olympijské hry v roce 2020 v Tokiu.

5G sítě v USA

Standardní 5G, stejně jako předchozí standardy, je vyvíjen konsorciem 3GPP a je schválen Mezinárodní telekomunikační unií ITU. Nechcete zůstat pryč a výrobci. V říjnu roku 2015 se některé regionální skupiny dohodly, že se budou scházet každých šest měsíců, aby vypracovaly společný postoj k normě 5G.

Taková dohoda byla uzavřena v září 2015 mezi Evropskou unií a Čínou. Ericsson a TeliaSonera se dohodly na strategickém partnerství, které poskytne zákazníkům mobilního operátora v Tallinu a Stockholmu přístup do sítě 5G v roce 2018.

A velmi málo by mělo počkat, kdy bude v Rusku zahájena síť 5G. MTS a Ericsson podepsaly dohodu spolupracovat na technologie páté generace, což bude mít za následek první zkušební 5G-sítí v Rusku na Světovém poháru v roce 2018, o dva roky dříve, než 5G-síť v Japonsku. Za tímto účelem bude v roce 2016 implementován projekt LTE-U o využití LTE s frekvencí 5 GHz, používaný k připojení přístupových bodů Wi-Fi. Rovněž bude testována technologie Ericsson Lean Carrier, která organizuje distribuci provozu a snižuje rušení mezi jednotlivými buňkami, zvyšuje rychlost přenosu a pokrytí a pomáhá při plánování sítí.

Zdá se, že země světa se dohodly na spolupráci v této oblasti. Všichni, s výjimkou Spojených států, jsou zvyklí obsadit vedoucí pozici ve všem.

4.5G se připravuje na budoucnost

Společnost Qualcomm nabídla technologii 4,5G LTE Advanced Pro, jejíž realizace je plánována na další čtyři roky. Díky tomu bude společnost schopna podporovat jak širší spektrum frekvencí požadované pro standard 5G, tak i dříve nasazené sítě LTE, které omezí zpoždění a zvyšují šířku pásma.

Síťové funkce:

• vysoké propustnost Díky kombinaci frekvenčních spekter;
• podpora 32 provozovatelů současně a zvýšení kapacity v důsledku kombinace frekvencí a distribuce síťové dopravy mezi operátory;
• 10násobné snížení zpoždění oproti LTE Advanced při použití stávajících věží a frekvencí od 1 ms do 70 μs;
• využívání zdroje příchozí komunikační linky pro odchozí hovory;
• zvýšení počtu antén na základnových stanic ke zvýšení pokrytí a síly signálu;
• zvyšuje úsporu energie zařízení IoT tím, že zužuje rozsah na 1,4 MHz a 180 kHz (až na 10 let na jedné baterii);
• 1 Gb / s pro výměnu informací mezi automobily, chodci a zařízeními IoT;
• Skenujte prostředí bez zapnutí Wi-Fi nebo GPS v mobilním zařízení.

Technologické překážky

Ve Fraunhoferově institutu telekomunikací v Berlíně jsou prováděny experimenty s frekvencí 40-100 GHz, Samsung používá ve svých experimentech 28 GHz a Nokia - přes 70 GHz.

Provoz zařízení v pásmu milimetrových vln má takový rys, jako je extrémně neuspokojivé šíření signálu, jehož výkon se významně snižuje s odstupem od základní stanice. Kromě toho může být rušení signálu způsobeno i lidským tělem.

Řešení - MIMO

Řešení se použije Technologie MIMO (vícenásobný vstup s více vstupy), když jsou současně odesílány a přijímány více signálů. Nyní se používá v LTE a WLAN. Pro vysokou frekvenci se používá Massive MIMO - technologie optimalizace příjmu, když v mobilních zařízeních jsou umístěny desítky malých antén a stovky - v vysílači.

Výrobce SkyCross antény vytvořil 4x4 MIMO systém, můžete použít velikost 16x10 cm v terminálu. To je výrazně vyšší, než je tomu u antén pro LTE. Například rozměry LG G4 - 15x7,6 cm, Samsung Galaxy S6 - 14x7 cm, a Apple iPhone 6 Plus je - 16h7,8 viz 4x4 MIMO systému není nic nového. - Až na LTE-Advanced terminálů, to je použito v satelitních televizních systémů, přísné požadavky jeho velikosti a spotřebě energie bude účtováno. To znamená, že vytvoření malého mobilního zařízení se čtyřmi anténami bude testovat designéry.

Vývoj přenosných terminálů bude vyžadovat spoustu úsilí. Podle zástupce Texas Instrumentu bude vyžadováno použití nových technologií k vytvoření mikročipů schopných vysílat data na vysokých frekvencích.

V roce 2015 byl projekt vytvoření standardu 5G oficiálně nazván IMT-2020. Je škoda, že zbytek procesu ještě není vidět.