Мережа 5G: огляд, опис і швидкість

Стандарт зв`язку майбутнього покоління 5G буде здатний підтримувати інтернет-з`єднання в багатьох речах, розумних автомобілях та іншої техніки. З`явиться новий стандарт зв`язку ближче до 2020 року.

Відео: Мережі 5G зі швидкістю 1 Гбіт / с вже в 2018?

Однак уже сьогодні ведеться активна розробка відповідних специфікацій. Уже ясно, що новий формат 5G буде сильно відрізнятися від 4G. Перш за все мова йде про збільшення швидкості обміну даними для планшетів і мобільних телефонів, а також безлічі інших пристроїв, у кожного з яких є власні вимоги.

5G: передбачення компанії Ericsson

Як буде працювати технологія 5G і для чого взагалі її розробляти, якщо вже зараз існує надшвидкий мобільний інтернет? На думку фахівців компанії Ericsson, майбутнє виглядає наступним чином. Підключення до мережі інтернет безпілотні автомобілі будуть обмінюватися між собою інформацією. При виникненні аварії автомобіль, який найближче знаходиться до місця події, повідомить про це всім іншим машинам, які їдуть за ним. Це дасть можливість завчасно знизити швидкість і розрахувати новий маршрут в разі виникнення пробки. Датчики автомобіля дають можливість більш точно виміряти погодні умови і відсилати через 5G з`єднання дані для того, щоб автомобіль підібрав оптимальний маршрут руху. У сфері громадського транспорту мережу 5G дасть можливість враховувати число очікують на зупинках пасажирів в режимі реального часу. Водій зможе просто пропустити зупинку, на якій немає пасажирів, а диспетчер - направити в місця скупчення пасажирів додатковий транспорт. Вся домашня електроніка в епоху 5G інтернету буде взаємозалежна. Зараз користувачеві доводиться переносити портативний пристрій з собою з кімнати в кімнату, щоб послухати улюблене радіо або пісню, то тепер програють пристрої в різних кімнатах будуть програвати те ж саме. Користувач зможе стежити за споживанням енергії будь-якого пристрою, і знати, скільки електроенергії було вироблено сонячними батареями. 5G мережу призведе до революції в роботі екстрених служб. В екстрених ситуаціях вона буде забезпечувати надійний зв`язок. При проведенні рятувальних операцій пожежники в шоломах з камерами транслювати картину з місця події, завдяки чому командування зможе надавати допомогу в складних операціях.

технології 5G

Ще в минулому році вдалося упорядкувати велику частину технологій. Але підбір технологій, які будуть забезпечувати їх практичне застосування, триває досі. До них відносяться:

- надвисокі частоти: їх досягнення дозволить забезпечити більшу швидкість роботи;

Відео: Інтернет 5G Дивитися терміново! 5-е покоління мобільних мереж.

- що розвиваються системи: завдяки пересилання даних крихітними частинами робота пристроїв буде продовжена на довгі роки;

- зменшення затримок: особливо це стосується завдань, що вимагають негайної реакції.

Мережа 5G: швидкість

Поки не можна провести оцінку швидкості 5G-стандарту в порівнянні з попереднім. Компанії Ericsson вдалося домогтися 50-кратного зростання. Швидкість роботи може досягати 5 Гбіт / с. Компанії Samsung вдалося вийти на показник 7,5 Гбіт / с. перед партнерством "Євросоюз - Китай" поставлена задача збільшити швидкість при використанні стандарту 5G в 100 разів. Японський оператор зв`язку NTT DoCoMo разом з компаніями Nokia, Samsung, Alcatel-Lucent і Ericsson планує досягти швидкості 10 Гбіт / с. Дослідники з університету Сюррея припускають, що швидкість буде збільшена до 1 Тб / с. У наступні 10 років за очікуваннями вчених швидкість мобільних мереж зросте в 1000 разів. Швидше за все зростання швидкості потребують використання більш досконалого обладнання, а також значного розширення спектра частот. Процес розподілу частот в Сполучених Штатах Америки вже почався.

Інтернет речей

В результаті зниження вартості підключення все більше пристроїв отримує доступ до Wi-Fi. Концепція, яка передбачає об`єднання смартфонів, навушників, пральних машин, світильників та іншої техніки, називається Інтернетом речей. Очікується, що до 2020 року в світі буде 26 млрд таких пристроїв. Число з`єднань відповідно буде набагато більше. Речі завдяки сенсорам будуть здатні сприймати інформацію і віддалено виконувати деякі команди. Така особливість буде широко використовуватися в технології розумного будинку, системах безпеки, контролю теплового і електропостачання, а також в міському плануванні. Щоб інтернет-речей працював як треба, буде потрібно не така вже й велика швидкість підключення. Однак кількість пристроїв буде величезна. Вже є виділені мережі, які використовують вузький діапазон частот. Розробники стандарту 5G також хочуть взяти участь в даному процесі. Таким чином, телекомунікаційні мережі повинні будуть підтримувати не тільки користувачів, але і "розумні" пристрою. Новий стандарт розробляється як раз для управління таким різнорідним трафіком.

5G: затримки

По всій видимості мережу 5G буде підтримувати навіть технології, які використовуються в безпілотному транспорті і додатках доповненої реальності. Інформація в цьому випадку повинна надходити в режимі реального часу. У мережах 4G час прийому-передачі перевищує 10 мс. Це занадто багато. Майбутній стандарт повинен повністю змінити мережеву архітектуру, перемістити місця зберігання інформації з дата-центрів в кінцеві вузли, в тому числі "розумні" пристрою. Так, наприклад, рухається автомобілю потрібна інформація про розташування найближчого транспорту. Мережі, які існують сьогодні, не здатні впорається з потоком такої інформації вже для трьох автомобілів. Великі затримки в передачі інформації вимагають розміщення даних. Тому чуйність мереж нового покоління повинна бути максимальною. При цьому затримка в передачі інформації не буде перевищувати 1 мс навіть при русі терміналу зі швидкістю 500 км / год. Подібна латентність повинна стати головним рушійним фактором для створення нових технологій, таких як проведення хірургічних операцій на відстані або управління транспортом в щільному міському потоці.

рівновага

Положення з визначенням кола потенційних можливостей мереж 5G в 2015 році значно покращився. Однак самі технології ще знаходяться на стадії розробки. Необхідно визначитися насамперед з тим, які технології в першу чергу будуть потрібні при переході на стандарт 5G, а які можуть бути реалізовані пізніше. Швидше за все, в 2016 році цього не станеться. Незважаючи на відсутність впевненості в пріоритеті технологій, виробники як і раніше намагаються очолити процес розробки і реалізації технології 5G. Це дозволить їм в майбутньому зайняти вигіднішу позицію.

Компанія Verizon Wireless зробила заяву про те, що в Америці перша мережа покоління 5G з`явиться вже в 2016 році.

Новини з фронту

Прототипи мереж 5G вже з`явилися. Перша мережа стандарту 5G була запущена в Південній Кореї. Компанія SK Telecom провела презентацію технології на відкритті дослідницького центру, який буде займатися її розвитком. До зимової олімпіади 2018 року компанія планує побудувати по всій країні 5G мережу. В Японії свою 5G мережа планує запустити NTT DoCoMo. Компанія планує приурочити це до олімпійських ігор 2020 року.

5G проти Америки

Відео: Бездротові мережі 5G - Олександр Сафонов

Розробкою стандарту 5G, як і попередніх стандартів, займається консорціум 3GPP. Затверджуються дані стандарти ITU або міжнародним союзом електрозв`язку. Виробники теж не хочуть залишатися осторонь. У наприкінці 2015 року багато регіональні групи прийняли рішення кожні півроку збиратися з метою вироблення спільної позиції щодо розвитку стандарту 5G. Така угода була досягнута восени 2015 року, між Китаєм і Європейським союзом. Компанії Ericsson і TeliaSonera уклали угоду про стратегічне партнерство для забезпечення клієнтів стільникового оператора в Стокгольмі та Талліні доступом до мережі стандарту 5G в 2018 році. Небагато залишилося чекати і того моменту, коли першу мережу стандарту 5G запустять в Росії. Компанія MTC і Ericsson підписали договір про спільну роботу над розвитком технологій п`ятого покоління. Результатом цієї співпраці має стати перша мережа стандарту 5G, поява якої буде приурочено до ЧС з футболу. За два роки до цього планується реалізувати проект LTE-U, який буде використовуватися для підключення Wi-Fi точок доступу. Також буде проведено тестування технології Ericsson Lean Carrier. Дана технологія організовує розподіл трафіку, а також збільшує швидкість передачі даних, покращує покриття, знижує перешкоди і допомагає планувати мережі. Таким чином, можна сказати, що багато країн сьогодні домовляються про співпрацю в даній сфері. Виняток становить тільки Америка, яка звикла у всьому займати лідируючі позиції.

4,5G

Відео: Як працюють мережі 5G

Щоб підготуватися до майбутнього, компанія Qualcomm запропонувала використовувати технологію 4,5 G LTE Advanced Pro. Впровадження даної технології заплановано на наступні чотири роки. Завдяки даній технології компанія зможе підтримувати більш широкий діапазон частот, необхідних для підтримки стандарту 5G, в тому числі і розгорнуті мережі LTE. Це повинно збільшити пропускну здатність і зменшити затримки. Особливості мережі такого типу полягають у високій пропускної здатності, підтримки одночасно 32 операторів, розподіл мережевого трафіку між операторами, 10-кратному зменшенні затримки в порівнянні з LTE Advance, використанні ресурсів вхідних ліній для потреб вихідних, підвищення рівня енергозбереження, збільшення потужності сигналу і зони покриття . Крім того, даний стандарт забезпечує швидкість 1 Гбіт / с для обміну інформацією між автомобілями, а також дозволяє сканувати оточення без включення на мобільному пристрої GPS або Wi-Fi.

технологічні бар`єри

В інституті телекомунікацій в Берліні ведуться досліди з частотами в діапазоні від 40 до 100 ГГц. Компанія Samsung в своїх експериментах використовує частоту 28 ГГц, компанія Nokia - частоту вище 70 ГГц. При роботі пристроїв в міліметровому діапазоні спостерігається така особливість, як погане поширення сигналу. Його потужність з видаленням базової станції істотно падає. Інтерференцію сигналу може викликати навіть тіло людини. Для того щоб вирішити дану проблему, пропонується використовувати технологію MIMO або Multiple Input Multiple Output. Дана технологія передбачає, що одночасно буде надсилатися і відправлятися відразу кілька сигналів. Така технологія вже використовується в WLAN і LTE. Для високих частот необхідно використовувати Massive MIMO. Це спеціальна технологія оптимізації прийому, коли в мобільних пристроях розміщуються десятки антен, а в передавачі сотні.

Будинок