H mobiilsidevõrgus. Mis on meid ees ootamas peamised tipphetked? Miks meil selliseid kiirusi vaja on?

Venemaa suurimad telekommunikatsioonioperaatorid kavatsevad 2018. aasta jalgpalli maailmameistrivõistlusteks käivitada viienda põlvkonna (5G) mobiilsidevõrgud. Lisaks sai mitte nii kaua aega tagasi teatavaks, et Leningradi oblastis on ametlikult tehtud katvuse test selle väga mobiilsidevõrk. Sellega seoses sai sait aru, kuidas see "metsaline" töötab ja miks (ja mis kõige tähtsam, kellele) seda üldse vaja on.

Kas 5G on järgmine telekommunikatsiooni läbimurre?

Põlvkonnad mobiilside vahetatakse iga 10 aasta tagant. Selle põhjuseks on vajadus telekommunikatsiooni pideva arendamise järele arenenud riigid. Iga uus põlvkond suurendab tõsiselt andmeedastuskiirust, nii et lõppkasutajad (sina ja mina) tunnetavad muutusi nii enda kui ka oma nutitelefonide puhul, saades lihtsamalt ja pingevabamalt juurdepääsu uutele meelelahutus- ja võrguteenustele.

Eriti murettekitav tõotab kujuneda mobiilivõrkude viies põlvkond – 5G. Eksperdid ütlevad julgelt, et just tänu sellele “telekommunikatsiooni läbimurdele” jõuavad meie maailma lõpuks ka tuleviku asjad, nagu mehitamata sõidukid ja virtuaalreaalsus. igapäevane elu.

Mis on siis 5G? Peamised omadused

5G (5. põlvkond) on tehnoloogia viies põlvkond mobiilside tohutu andmeedastuskiirusega - mitu gigabitti sekundis. Võrdluseks – praegu kasutab Venemaal enamik kasutajaid Internetti kümme korda aeglasemalt. Rootsis püstitasid nad 5G võrkude testimisel veel ühe rekordi - 15 Gb / s. See on praegusest 40 korda kiirem traadita võrgud, suudad sa ettekujutada?

Veel üks oluline 5G omadus, mille üle uhkust tunda, on signaali viivituse vähendamine ühe millisekundini (ms) võrreldes 10 ms 4G võrkudes ja 100 ms 3G võrkudes. See tähendab, et kõik muutub tõesti VÄGA kiireks ning paljudele kasutajatele tuttavad “lagutused” ja “külmumised” jäävad minevikku. "Tehnikate" igapäevakeeles Internet "lendab".

Võrgu areng. Diagramm habrahabr.ru

Miks 5G tavakasutajatele?

Oleme teiega, nagu kõik teised tavalised võrgukasutajad, edasi Sel hetkel saab ohutult hakkama ilma hiiglaslike kiirusteta, mida uus põlvkond pakub. Kuid uute tehnoloogiate kasutuselevõtuga on vaja ka kiirust suurendada.

Seda on kiirenduse ajal lihtne näha mobiilne internet sünnivad uued kasutajate loodud sisu formaadid - näiteks videopõhised suhtlusrakendused, mis nõuavad võrgult suuri ressursse, on praegu noorte seas meeletult populaarsed. Selliste rakenduste näide on Snapchat oma videomaskidega, mis sai läänes hoo sisse suuresti tänu mobiilsidevõrkude arengule.

5G võib omakorda tavakasutajaid rõõmustada enneolematu videokvaliteediga ja avada ukse virtuaalreaalsuse meelelahutusele.

Kuid kuna Internet ei eksisteeri tänapäeval ainult banaalseks meelelahutuseks ja suhtlemiseks, on 5G kasutuselevõtul tohutu mõju paljudele teistele. olulised valdkonnad elu.

Tabel: rb.ru

Enamik analüütikuid on veendunud, et 5G laialdane kasutuselevõtt algab pärast 2020. aastat.

Infotehnoloogia on olnud mitu aastakümmet kiires arengujärgus. See, mis eile tundus mõeldamatu, tajutakse tänast juba harjumuspärase rutiinina. Uued Interneti-võrgud on võimelised mõne hetkega edastama uskumatul hulgal teavet suurte vahemaade tagant.

Ja see pole kaugeltki selle valdkonna tehnoloogilise potentsiaali piir. Varsti saab meie riigi kodanikele kättesaadavaks tõeliselt revolutsiooniline uudsus - 5G Internet. Sellised infovõrk astub suure sammu edasi uute tehnoloogiate juurutamisel tavainimeste igapäevaellu.

2018. aasta peamise spordisündmuse eelõhtul neljas linnas Venemaa Föderatsioon testrežiimis käivitatakse 5G standarditele vastav kiire mobiilse interneti võrk. Seda uudist jagasid peamiste kodumaiste mobiilioperaatorite esindajad pressikonverentsil, mis oli ajastatud tuleviku arutamiseks.

2018. aasta alguses alustatakse nelja katsetsooni kasutuselevõttu Peterburis, Kaasanis, Sotšis ja Moskvas. tippkiirus infoandmete edastamine. Jalgpalliürituste algusega peaksid need võrgud lülituma täisvõimsusele.

Mis on 5G tehnoloogia

Ekspertide sõnul peetakse 5G-d praegu kõige lootustandvamaks standardiks mitte ainult Venemaal, vaid kogu maailmas. Selle abil saab andmeedastuskiirust “ülekiirendada” kuni mitme gigabaiti sekundis, mida veel paar aastat tagasi peeti peaaegu võimatuks.

Megafoni (üks projekti elluviijatest) esindajad on juba esimesed eeltestid läbi viinud uus tehnoloogia. Sel aastal tehtud katse näitas võimalust tõsta andmeedastuskiirust 5 Gbps-ni.

Lisaks võimaldab sellisele standardile üleminek märkimisväärselt suurendada võrgus olevate abonentide arvu, parandada sidekvaliteeti ja isegi vähendada mobiilseadme akutoite kadu.

5G võrk on täiesti uus, kordades täiustatud tehnoloogia sideoperaatori klientide vahelise liikluse edastamiseks. Selle abiga saate mõne sekundiga oma mobiilseadmesse alla laadida faili, mille allalaadimine oleks varem võtnud tunde.

Kuid hoolimata paljudest eelistest saab selle tehnoloogia avalikuks omandiks muuta mitte varem kui 2020. Sellise viivituse põhjustas nii võrgu käivitamise suur keerukus kui ka meie riigi territooriumi laius, mida ei saa lühikese ajaga katta.

Miks meil selliseid kiirusi vaja on?

Üsna sageli tõstatatakse küsimus Interneti kõrgete andmeedastuskiiruste asjakohasuse ja praktilise vajaduse kohta selliste tehnoloogiate järele. Täiesti sarnane olukord oli 4G tehnoloogia esilekerkimise ja esimeste katsetega see avalikkusele kättesaadavaks teha.

Seejärel allalaadimisvalik teabetoodeülemaailmsest võrgust kiirusega kuni 50 megabitti sekundis tundus uskumatu. Tänapäeval on see kiirus enamiku jaoks üsna tavaline ja pole pikka aega tundunud ülemäära suur.

Internetikasutajad on juba ammu avastanud huvitava seose: mida parem on teabe edastamise võimalus, seda kõrgem on toodetava sisu kvaliteet. Veebilehe külastajad eelistavad lugemis- ja staatilistele piltidele üha enam kõrgresolutsiooniga videoid.

See on peatamatu sisu evolutsiooni protsess, kus on vaja suurt andmeedastuskiirust. 5G tehnoloogia suudab täielikult rahuldada kasutajate vajadusi liikluse migreerimisel, lisaks võtab selline võrk suuri võimsusi ja on ainulaadne lühikest aega vastuseks.

Millised on 5G tehnoloogia väljavaated Venemaal?

Praeguseks on 5G sidestandard arendamise ja esmaste katsetuste staadiumis. Kuid eeldatakse, et alguses hakkab see juba ilmuma meie osariigi suuremates linnades. Need ei ole ainult katselised üksikjuhtumid, vaid esimene etapp süstematiseerimise ja arendamise suunas ning levitamine kõikidesse asulatesse.

Mobiilsideettevõtete inseneriosakondades testitakse iga päev palju erinevaid tehnoloogilised lahendused, mille saab panna tuleviku aluseks ülemaailmne võrk. Viienda põlvkonna kiirusvõimekuse testid viiakse läbi hiilgavate tulemustega.

Sellised suundumused võimaldavad hinnata kodumaiste suurte saavutuste üle infotehnoloogiad ja omandamine ainulaadne kogemus alustada võrgu infrastruktuuri ülesehitamist.

5G võrkude kasutuselevõtt on eelkõige edastatava info koguhulga suur kasv läbi edastuskiiruste kasvu ja vastuste ooteaja lühenemise. Kahjuks on see praktiliselt võimatu ilma mobiilsideoperaatorite kasutatava infrastruktuuri olulise paranemiseta.

See protsess on üsna kulukas ja nõuab suuri rahasüste, kuid kui investeerimisportfell jaotatakse oluliseks perioodiks, siis ei tundu olukord enam kriitiline.

Eksperdid ei kahtle, et pärast 5G kasutuselevõttu majandusele avanevad uued horisondid maksavad kiiresti kõik kulud ära ja toovad häid dividende. Seega mobiilioperaator saavad täiendavaid sularaha laekumisi, kasutajad saavad kvaliteetset teenust ja riik saab jõuda oma arengus uuele tasemele.

Tänapäeval ehitavad telekommunikatsiooniettevõtted üle maailma aktiivselt kolmanda (3G) ja neljanda põlvkonna (4G) võrke. Samal ajal uurivad nutitelefonide tootjad juba pingsalt järgmise põlvkonna mobiilsidestandardit - 5G -, mida plaanitakse kasutusele võtta aastal 2020. Tänapäeval kuuleme üha enam infot, mis on enam-vähem seotud viienda põlvkonna tehnoloogiaga. Vaatame, mis see populaarne "5G" on.

Mis on 5G?

5G on traadita tehnoloogiate viies põlvkond. Võrreldes 3G ja 4G-ga pakub see standard rohkem üheaegseid ühendusi, mida mobiilsidevõrk toetab. Lisaks suurenenud võimsusele saavad 5G kasutajad kasu kiiremast võrgukiirusest ja väiksemast latentsusajast võrreldes 4G standardiga.

Mille poolest erinevad eri põlvkondade mobiilivõrgud?

Esimese põlvkonna mobiilsidevõrgud, 1G, võimaldasid kasutajatel oma juhtmeta telefonidest helistada.

Siis tulid 2G võrgud, mis võimaldasid saata Mobiiltelefonid tekstisõnumeid ning need asendati 3G võrkudega, mis tagas mobiilse interneti toimimise.

4G-tehnoloogia tulekuga on kasutajad saanud märkimisväärselt suurenenud andmeedastuskiirust, mis võimaldas neil alla laadida suuri faile, samuti edastada ja vastu võtta voogesitusvideot minimaalsete viivitustega ja kvaliteetselt.

Millised on 5G standardi eelised?

See tehnoloogia ulatub mobiilsetest Interneti-ühendustest palju kaugemale. 5G võrkude pakutav lai ribalaius võimaldab kuni miljon ühendust kaetud ala ruutkilomeetri kohta. Ja see tähendab, et andmed mobiilsidevõrgud suudab sujuvalt ühendada nutikaid linnu ja IoT-toega seadmeid.

Erinevalt 3G- või 4G-teenuste tellijatest ei valmista 5G-kasutajad rahvarohketes kohtades – eriti rahvarohketes vabaõhukontserdipaikades – raskusi mobiiliteenuse pakkuja võrguga ühenduse loomisel.

Andmeedastuskiirus 5G võrgus peaks ekspertide hinnangul olema 20 korda kõrgem olemasolevate 4G võrkude andmeedastuskiirusest. Arvutused näitavad, et 5G kasutajad saavad kõrglahutusega salvestatud täispika filmi alla laadida vaid ühe sekundiga. Lisaks peaks 5G võrgu latentsus olema ka ülimadal, alla 1 millisekundi. Olemasolevates 4G võrkudes on latentsusaeg 10 millisekundit. Viivitusaeg viitab ajale, mis kulub andmepaketi ühest punktist teise ülekandmiseks.

Ülimadal latentsusaeg tähendab ka seda, et kaasaegsed rakendused nagu iseliikuvad sõidukid– saab 5G võrkudega selgelt ja probleemideta töötada. Väike latentsusaeg aitab kaasa ka VR-i ja AR-i leviku hüppelisele kasvule, kuna kasutajad ei koge viivitust kõrglahutusega videote voogesitamisel ega VR- ja AR-programmide võrgus käitamisel.

Kes määrab 5G standardid?

5G-tehnoloogia standardite kehtestamise eest vastutab Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit (ITU või ITU), mis on ÜRO (ÜRO) spetsialiseerunud agentuur. Tehnoloogia standardiseerimine järgib sama skeemi, nagu moodustati 3G ja 4G tehnoloogiate standardid.

ITU-d abistavad 5G standardite kehtestamisega seotud teadustöös sellised tööstusasutused nagu 3rd Generation Partnership Project (3GPP) konsortsium ja tööstusühendus GSM Association (GSMA).

3GPP konsortsium vastutab Aasia, Euroopa ja telekommunikatsiooniühenduste rühmade vahelise koostöö eest Põhja-Ameerika. See koostab aruandeid, uuringuid ja tehniline dokumentatsioon kolmes valdkonnas: raadiojuurdepääsuvõrgud, teenuste ja süsteemide küsimused ning põhivõrgud ja terminalid.

GSMA esindab 800 mobiilsideoperaatori ja 300 mobiilside ökosüsteemi moodustava ettevõtte, eelkõige tootjate huve. mobiilseadmed, arendusettevõtted tarkvara ja telekommunikatsiooniseadmete tarnijad.

Millal algab 5G äriline kasutamine?

5G võrguteenuste osutamise algus kommertskasutajatele on kavandatud 2020. aastasse. Lõuna-Koreas kavatsevad nad aga kommertsliku 5G võrgu käivitada juba 2018. aastal Pyeongchangi linnas peetavate taliolümpiamängude eel.

Millised riigid juhivad 5G arendamist ja kasutuselevõttu?

Hiina, Jaapan ja Lõuna-Korea on juba maailmas juhtivad 5G-ga seotud mobiilitehnoloogiate testimise ja arendamise alal. Nendel riikidel juba on kõrge tase 4G kasutuselevõtt ja valitsuse programmid 5G arendamise toetamiseks võimaldavad neil püsida ees Põhja-Ameerikast ja Euroopast.

Hiinas riigiettevõtted China Mobile, China Unicom ja China Telecom on juba alustanud 5G-ühilduvate seadmete testimist. Huawei Technologies ja ZTE, riigi kaks suurimat telekommunikatsiooniseadmete ettevõtet, on tööstusharu liidrid 5G jaoks vajaliku infrastruktuuri ehitamisel.

Euroopa ja Põhja-Ameerika jäävad 5G arengus Aasiast maha majanduse ebakindluse ja 4G võrkude aeglasema arengu tõttu nende turgudel. See aga ei takista neil välikatseid tegemast kinnistes katselaborites.

Iga 5G-d pakkuv operaator valetab teile.

Mõned mobiilioperaatorid väidavad, et nad juba pakuvad 5G-d. See on räige vale. See on tegelikult lihtsalt olemasolevate 4G LTE tehnoloogiate kiirem ja parem versioon.

Iga "G" puhul peab mobiilimaailm (tootjad, operaatorid, operaatorid jne) kokku leppima spetsifikatsioonide komplektis. Need standardid määratleb Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit (ITU), ÜRO organ. Ja lõpuks, lõpuks tuli välja hulk spetsifikatsioone, mis tõestavad, et "5G" operaatorite väited on fiktiivsed.

"5G Evolution" ei vasta neile spetsifikatsioonidele ega 5G spetsifikatsioonidele. Nad kasutavad andmeedastuskiiruse suurendamiseks 4G tehnoloogiaid, näiteks 4 × 4 MIMO, kuid see pole 5G. Ja kuigi andmeedastuskiirus on oluline, ei tähenda 5G ainult andmeedastuskiirust. Seal on palju muud.

Mis on 5G?

Praegu on 5G määramata. Seni ei tea keegi lõplikke tehnilisi andmeid. Siiski on ITU seni kokku leppinud mõnes peamises 5G jõudlusnõudes.

• Puuduvad kõned on keskmise mobiilikasutaja jaoks suurim muutus. Te ei kaota kõnesid ega Interneti-juurdepääsu, kui vahetate 5G-võrku torni. ITU ütleb, et 5G võrk on selline, kus mobiilside katkestusaega ei eksisteeri, nii et kui see spetsifikatsioon ei ole täidetud, pole see 5G.
• Madal latentsusaeg- 5G-telefonide latentsusaeg jääb vahemikku 4 ms kuni 1 ms (mida madalam, seda parem). Latentsusaeg, mõõdetuna millisekundites, on aeg, mis kulub telefonil signaali saatmiseks Interneti-serverisse. Kiireim 4G puhul on latentsusaeg 50 ms. Madal latentsusaeg hõlbustab oluliselt selliste tehnoloogiate kasutamist nagu liitreaalsus või virtuaalreaalsus nutikate prillidega.
• Aku efektiivsus- olete kuulnud, kuidas andmesideühendus teie telefoni akut tühjendab. 5G-võrgud vähendavad seda oluliselt täiustatud unefunktsioonide abil. Unerežiim on siis, kui telefon võrku ei kasuta.
• Töötab kiirusel 500 km/h. Mida kiiremini teie auto liigub, seda kiiremini liigub teie telefon. See tähendab, et teie telefon vahetab kiiresti mobiilimaste. Olemasolevad mobiilsidevõrgud ei suuda seda kiiret tornide vahelist ümberlülitamist toime tulla. 5G töötab ka siis, kui olete kiirrongis 500 km/h.

Kui kiire on 5G võrk?

5G võrgud saavad tõeline kiirus 100 Mbps allalaadimiskiirus (megabitti sekundis) ja 50 Mbps üleslaadimiskiirus. See on umbes 12 MB andmete allalaadimist sekundis. Tunnine HD-saade laaditakse umbes nelja minutiga.

ITU teeb vahet "tippandmeedastuskiirustel" (tehniliselt kõrgeim võimalik laboritingimustes) ja "eksperimentaalsetel andmeedastuskiirustel" (mida kasutajad kogevad reaalsetes tingimustes).

5G maksimaalne andmeedastuskiirus on 20 Gbps allalüli 10 Gbps). Seni on Nokia ja Samsung laboris suutnud allalingi kiirust vastavalt 10 Gbps ja 7,5 Gbps.

Tulemus: see on tõesti väga kiire!

Millal on 5G-telefonid ja võrgud saadaval?

Inteli ja Ericssoni juhid prognoosivad, et USA saab esimese partii 5G-ühilduvaid seadmeid 2019. aastal. Kuid ITU määrab 2018.–2020. aasta "tehnoloogia määratluse" perioodiks, seega võib toimuda mõningaid muudatusi.

See 2020. aasta hinnang põhineb osaliselt maailmas 10-aastasel mobiilsustsüklil järgmise põlvkonna mobiilsidevõrkude käivitamiseks. See sai alguse 1982. aastal analoog-1G-st, 1991. aastal liikus see üle digitaalsele 2G-le, 2000. aastatel 3G-le ning alates 2010. aastast on see praegustes 4G-võrkudes maandunud.

Lõuna-Korea ja Jaapani operaatorid teatasid, et hakkavad pakkuma 2019. aastal kommertsteenused 5G. Euroopa suuremad operaatorid kavatsevad 2020. aastaks käivitada 5G igas ELi liikmesriigis vähemalt ühes linnas.

Milliseid sagedusribasid 5G kasutab?

5G võrgud peaksid töötama sagedusaladel 28 GHz, 37 GHz ja 39 GHz. Üldiselt algab 5G sagedusel 30 GHz, et kasutada millimeeterlaineid. Võrdluseks, 4G töötab vahemikus 700 MHz kuni 2100 MHz. Gigaherts on sõna otseses mõttes tuhat korda tugevam kui megaherts.

kõrge spektririba

5G on esimene millimeeterlainetel töötav võrk, mis võimaldab senisest oluliselt kiiremat andmeedastuskiirust. Millimeeterlained vähendavad ka vajalike antennide suurust. See tähendab, et kantavad tehnoloogiad, nagu nutikellad või nutikellad, mahuvad hõlpsamini 5G-ühendusse.

Mis vahe on 4G ja 5G vahel?

4G vs 5G erinevuste tabel

	4G/LTE		42 Mbps	100 Mb/s
Üleslingi kiirus (reaalajas)	25 Mb/s	50 Mb/s
Andmete laadimine (teoreetiline/in vitro)	1 Gb/s	20 Gb/s
Üleslingi kiirus (teoreetiline/laboratoorsed)	500 Mbps	10 Gb/s
Spektri efektiivsus (vastuvõtt)	15 bps / Hz	30 bps / Hz
Spektriefektiivsus (üleslink)	6,75 bps / Hz	15 bps / Hz
Viivitused (juhttasand)	100 ms	50 ms
Viivitused (kasutaja lennuk)	10 ms	1 ms
Sagedusribad	700-2100 MHz	28-40 GHz

Millised on 5G eelised?

Lõpptarbija jaoks on 5G-l käegakatsutavad eelised, näiteks:

Parem videokõne, eriti sõidu ajal.

Telefonide parim aku tööiga.

Fantastiline liitreaalsus, kuna 5G jälgib kasutajaid reaalajas ja laadib andmeid kiiremini.

Virtuaalreaalsuse mobiilikogemuse toomine kiiruste kaudu, mis toetavad mobiiltelefonides reaalajas 4K voogesitust.

Täiustused kantavas tehnoloogias, nagu treeningrihmad, mis jälgivad teie iga liigutust.

Rohkem asjade internetti ja nutikaid asju, 5G antennid on väiksemad ja tõhusamad kui tänapäeva tehnoloogia.

Loomulikult on 5G-l palju rohkem eeliseid, sealhulgas kaudne kasu. Näiteks toob see pikaajalist majanduslikku kasu mobiilitööstusele, mis omakorda annab selle kasu edasi tarbijale.

Näib, et operaatorid reklaamivad oma täiustatud LTE-kiirusi kui "5G", mis põhineb kiirematel allalaadimiskiirustel. Kas allalaadimiskiirus on teie jaoks kõige olulisem? Kas sa arvad, et on okei, kui nad seda 5G-ks nimetavad? Andke meile oma mõtted allolevates kommentaarides teada!

Telekommunikatsioonisektori kiire ja kiire arengu koidikul on elu ilma mobiilsete süsteemideta juba raske ette kujutada. Mitte nii kaua aega tagasi, 2012. aastal, esitleti Genfis toimunud konverentsil LTE Advanced (LTE-A) ja WiMAX 2 (WMAN-Advanced, IEEE 802.16m) tehnoloogiaid, mis tunnistati neljanda põlvkonna tehnoloogiateks või nagu nad on. juba harjunud neid nimetama neljanda põlvkonna 4G tehnoloogiateks. Tõdeti, et need tehnoloogiad võimaldavad andmeedastust kiirusega üle 100 Mbit/s mobiiliabonentide ja 1 Gbit/s üle tavaabonentide puhul. Ja enne, kui operaatorid jõudsid hinge tõmmata, sest juba 2015. aastal on teateid järgmise põlvkonna 5G võrkude arengust. Mis on 5G ja kas me tõesti vajame neid tehnoloogiaid?

Hetkel puudub viienda põlvkonna võrkude jaoks selge standard, kuid telekommunikatsiooniettevõtted, sealhulgas Huawei, Ericsson, Nokia, pakuvad juba välja tulevaste 5G võrkude kontseptsiooni. 5G on eeldatavasti uusim ja üldistatud standard traadita tehnoloogiate jaoks.

Tulles tagasi vestluse juurde neljanda põlvkonna võrkude (4G) kohta, tasub öelda, et nende põhifunktsioon abonentide meelitamine on muutunud suureks kiiruseks. Kuid nagu praktika on näidanud, pole kiirus võtmetegur. Ärge unustage selliseid parameetreid nagu võrgu läbilaskevõime, pakettide edastamise viivitused ja muud tegurid. Ja kuna 5G võrkudes plaanitakse töötada tohutul hulgal seadmeid, alates kohvimasinatest, külmikutest ja lõpetades autodega, on vaja traadita võrkude põhiparameetrite tõsist täiustamist, nimelt andmeedastuskiiruse suurendamist paljudele. abonentide arv, võrgu läbilaskevõime suurenemine ja viivituste vähenemine.

Seda plaanitakse saavutada järgmiselt:

1. Võrgu ribalaiuse suurendamine üle 10 Gbps;
2. Samaaegsete ühenduste arv kuni 100 miljonit seadet 1 ruutkilomeetri kohta;
3. Võrgu viivituse vähendamise tagamine 1 ms-ni;
4. Iga teenuse jaoks teatud ressursivõimsuse eraldamine.

Virtualiseerimine 5G võrkudes

Üks peamisi tehnoloogiaid viienda põlvkonna võrkudes on asjade internet. Asjade internet ei ole lihtsalt juhtmega ja traadita sidekanalite kaudu omavahel ühendatud ja Internetti ühendatud erinevate seadmete ja andurite kogum, see on reaalse ja virtuaalse maailma tihedam integratsioon, milles inimeste ja seadmete vahel suheldakse. Selle rakendamiseks kasutatakse selliseid tehnoloogiaid nagu traadita andurite võrgud ja RFID (automaatne objekti tuvastamise meetod). Seega ei võimalda asjade interneti kasutuselevõtt viienda põlvkonna 5G võrgus mitte ainult erinevatel kodumajapidamises kasutatavatel vidinatel ja seadmetel (nutikellad, VR-seadmed, tahvelarvutid ja nutitelefonid) suhelda ühes võrgus, vaid katab ka kõik valdkonnad. inimtegevusest (targa kodu tehnoloogia).ja tark linn).

Joonis 1 – 5G tehnoloogia katvus inimelus

Samuti väärib märkimist, et 5G tehnoloogia plaanib muutuda tõeliselt ühtseks tehnoloogiaks. Konvergents tähendab üksikute võrgukomponentide rühmitamist üheks optimeeritud arvutuskompleksiks. Selle kompleksi korraldamine on kavandatud seadmete virtualiseerimise abil. See tähendab, et operaatorid korraldavad serverite ja andmekeskuste kaudu virtuaalseid seadmeid andmete töötlemiseks ja salvestamiseks, samas kui füüsilisi seadmeid kasutatakse ainult kasutajaliikluse edastamiseks. Seega väheneb ühe varustuse hulk tugijaam, ja arvestades, et see kõik on omamoodi pilv, on operaatoril juurdepääs võrgu mis tahes punktile, et dünaamiliselt konfigureerida teatud võrgusegment.

Kõik see põhineb SDN-tehnoloogial - andmeedastusvõrgul, milles võrgu juhtimistasand eraldatakse andmeedastusseadmetest ja rakendatakse tarkvaras ning NVF on võrguarhitektuuri kontseptsioon, mis soovitab kasutada virtualiseerimistehnoloogiaid tervete võrgusõlmede funktsioonide klasside jaoks. vormi koostiselemendid, mida saab omavahel ühendada või ahelasse siduda, et luua telekommunikatsiooniteenuseid (teenuseid).

Joonis 2 – 5G võrkude virtualiseerimine

Tänu võrgu virtualiseerimisele on võimalik korraldada sellist funktsiooni nagu "võrk nõudmisel".

Joonis 3 – 5G võrgud nõudmisel

Nagu teate, organisatsiooni all konkreetne ülesanne võrgud (nutitelefonivõrk, tark kodu jne) on juba olemas võtmed kätte lahendused parameetrite komplekti ja spetsiifiliste seadmetega. 5G võrgud pakuvad virtualiseerimise ja tellitava võrgutehnoloogia kaudu operaatoritele eelnevalt serverite ja ANDMEkeskuste korraldamist, võttes arvesse kõiki võrgule esitatavaid nõudeid. Omamoodi kastitud lahendus operaatorile.

5G võrgu arhitektuur

Katvuse ja võrgule ligipääsetavuse probleemi otsustati muuta, keskendudes abonentidele, st erinevalt eelmise põlvkonna võrkudest kohandatakse võrgu raadiolevi vastavalt abonentide vajadustele. Kavas on kasutada automaatseid faasantenni massiive, mis on võimelised dünaamiliselt muutma antennisüsteemide kiirgusmustreid. Samuti on kavas kasutada kogu saadaolevat sagedusvahemikku, eelkõige millimeeterlaine kasutamist lühikestel vahemaadel.

Mis puudutab 5G võrguarhitektuuri küsimust, siis tasub esile tõsta kolm alamsüsteemi (pilved), jah - pilvetehnoloogiad, kus tänapäeva maailmas ilma nendeta:

1. Pilvejuurdepääs (juurdepääs) – tähendab nii hajutatud kui ka tsentraliseeritud tehnoloogiate ja juurdepääsusüsteemide kaasamist. Samuti on kavas tagasiühilduda 4G ja 3G võrkudega;
2. Pilvehaldus (Control) - seansside, mobiilsuse ja teenuste kvaliteedi haldamine;
3. Transpordipilv (Edasi) - füüsiline andmete edastamine võrku suure töökindluse, kiiruse ja koormuse tasakaalustamisega.

Joonis 4 – 5G võrgu arhitektuur.

raadioliides

5G raadioliidese osas plaanitakse spektraalset efektiivsust tõsta 3 korda võrreldes neljanda põlvkonna (4G) võrkudega. Selle tulemusel edastatakse sama ribalaiusega kuni 3 korda rohkem andmeid, st umbes 6 bps 1 Hz kohta. Uus õhuliides on kavandatud paindlikuks, kergesti konfigureeritavaks ning 4G ja 3G võrkudega tagasiühilduvaks.

Joonis 5 – Uus raadioliidese kontseptsioon

Huawei pakkus uue liidese jaoks välja järgmise lahenduse:

Joonis 6 – 5G õhuliidese põhitehnoloogiad vastavalt Huaweile

Nagu jooniselt näha, tuleks kasutada järgmisi tehnoloogiaid:

• SCMA (Sparse Code Multiple Access) - abonentide eraldamine hõreda koodi alusel, samal ajal kui tarnekinnitust pole vaja. Selle tehnoloogia puhul teisendatakse erinevate kasutajate bitivood samas sagedusressursis otse koodisõnaks, kasutades nn koodiraamatut teatud komplektist. Neid koode nimetatakse tinglikult kvaasiortogonaalseteks ja nende koodide arv on üsna suur ja kahemõõtmelise struktuuriga. See tähendab, et algne signaal kantakse koodiraamatule ja juba teisendatud signaal siseneb õhuliidesesse. Vastuvõtupoole signaali taastamine toimub ka koodiraamatu järgi.

Joonis 7 – SCMA tehnoloogia algoritm

• F-OFDM (Flexibel OFDM) on täiustatud OFDM-tehnoloogia, mis võimaldab korraldada paindlikku alamkandjate jaotust, paindlikku sümboli pikkuse muutmist ja paindlikku tsüklilist prefiksi muutmist. See tähendab, et iga ülesanne kasutab oma parameetrite komplekti.

Joonis 8 – OFDM ja F-OFDM tehnoloogia võrdlus

• Polaarkood on lineaarne paranduskood, mis põhineb kanali polarisatsiooni nähtusel.
• Allolev illustratsioon näitab ka täiendavaid, kuid kahtlemata olulisi tehnoloogiaid 5G võrkude jaoks.

Lisatehnoloogiad 5G võrkudes

• Massiivne MIMO - edastamine ühele abonendile kuni 8 andmevoogu. Massive MIMO-s saab abonent töötada korraga suure hulga antennidega, mis moodustavad väga teravaid kiirgusmustreid. Mitme kiire ruumilise multipleksimise kasutamine suurendab vastuvõetud signaali taset ja summutab teiste kasutajate häireid, suurendades seeläbi läbilaskevõime ja spektraalne efektiivsus;

Joonis 9 – massiivne MIMO

• Uudne mitmejuurdepääs – uued juurdepääsutehnoloogiad nagu SCMA;
• Uus Full Duplex – võimaldab kasutada ühte sagedust erinevates lahtrites erinevate ülesannete jaoks (UpLink ja DownLink);

Joonis 10 – kuidas uus täisdupleks töötab

• Flexibel Duplex – võimaldab korraldada paindlikku liiklusedastust. See tähendab näiteks teabe edastamiseks UPLink for DownLink;

Joonis 11 – Flexibel Duplexi tööpõhimõte

• FBMC / UFMC (Filter Bank Multicarrier, Universal Filter Multi-Carrier) – suurendab spektraalset efektiivsust, parandab kanali selektiivsust, võimaldab kasutada "kognitiivses raadios";
• Adv. Kodeerimine ja moduleerimine – modulatsiooni- ja kodeerimistehnoloogiate kombinatsiooni kasutamine, sealhulgas mittebinaarne kodeerimine, bittide kaardistamise tehnikad, ühine kodeerimine ja modulatsioon;
• Ülitihe võrgundus - võimaldab virtualiseerimise kaudu korraldada ülitihedaid võrke, mille tõttu on võimalik teenindada suurt hulka abonente n-ndas piirkonnas, mis omakorda võimaldab teil ehitada keerulisi võrguhierarhiaid. Samuti võimaldab see tehnoloogia rakkude samaaegset interaktsiooni üksteisega;

Joonis 12 – ülitihe tehnoloogia

• Madal latentsusaeg ja kõrge töökindlus – väiksem latentsusaeg ja suurem töökindlus;
• M2M/D2D - teabe edastamine otse seadmete (masinad, seadmed) vahel ilma inimese sekkumiseta. Katvuse laiendamine abonendiseadmete kaudu Detsentraliseeritud võrgu loomine;
• Kõrgsageduslik side – sagedused alla 6 GHz on 5G võrgu põhiribad. Sagedused üle 6 GHz universaalse juurdepääsu ja magistraalside jaoks. Nagu allolevalt jooniselt näha, on plaanis kasutada sagedusvahemikku kuni 100 GHz;

Joonis 13 - 5G sagedusplaan

• Spektri jagamine – spektri jagamine sisse lülitatud erinevad tasemed erinevad juurdepääsutehnoloogiad.

Võrguhaldus 5G-s toimub TelecommunicationOS-i arendamise arvelt. See tähendab, et erinevad tööstusharud ja kasutajakategooriad kasutavad võrguinfrastruktuurile juurdepääsuks sama tööplatvormi.

Joonis 14 – 5G võrguhaldus

Eksperimentaalsed andmed 5G tehnoloogia testimisel

Need, kes traadita tehnoloogiate arengu uudiseid jälgivad, on ilmselt juba kuulnud, et mitte väga ammu, 2016. aasta juunis demonstreeris MegaFon Peterburi rahvusvahelisel majandusfoorumil andmeedastust kiirusel 1 Gbps. Gigabiti künnise ületamine on olnud kauaoodatud sündmus alates 4G võrkude standardi avaldamisest. Aga mis toimub maailmaturul?

Vähem kui kuu aega tagasi demonstreeris telekomioperaator Telia Rootsis 5G võrguseadmete testimisel koos Ericssoniga andmeedastust kiirusel 15 Gbps kasutaja kohta. Reaktsiooniaeg oli alla 3 ms. Need näitajad on enam kui nelikümmend korda suuremad kui toimiva 4G võrgu omad. Muide, viienda põlvkonna võrkude jaoks näeb välja töötatud tegevuskava ette maksimaalse andmeedastuskiiruse 20 Gbps. Telia juhtkonna sõnul on 5G kommertsvõrkude käivitamine plaanis juba 2018. aastal Stockholmis ja Eesti pealinnas Tallinnas.

Kuid Huawei on traadita seadmete turul vaieldamatu liider. Peaaegu kõik märkimisväärsed mobiilse interneti kiiruse rekordid kuuluvad sellele ning mitu aastat järjest pole Huawei eksperdid kellelegi peopesa käest andnud. Selle (2016) aasta juulis ilmus ettevõtte ametlikule veebisaidile teave, et koos Vodafone'iga õnnestus neil E-ribas võrgu kiirus 20 Gbps-ni kiirendada. Ja mis kõige üllatavam, Huawei teatas, et 2018. aastaks lõpetatakse 5G võrkude ehitus Venemaal. Loomulikult teenindab võrk linnu, kus jalgpalli maailmameistrivõistlused toimuvad. Tõenäoliselt on MegaFoni gigabitikiiruste demonstreerimine selle aasta juunis esimene samm selle projekti elluviimise suunas.

Kuigi Rahvusvahelise Telekommunikatsiooni Liidu 20 Gbps baaskiirus on 20 Gbps, soovib Huawei luua palju kiiremaid võrke, kuna foorumites esitletakse tugijaamade ja vastuvõtjate prototüüpe, mis toetavad 115 Gbps andmeedastust.

Samuti pole gigabitikiirused liikuvate abonentide puhul erandiks, sest paar kuud tagasi kandis Huawei kiirusega 120 km/h liikuvale abonendile üle 10 Gb/s. Loomulikult sõltub katse peamine edu MIMO-d ja Beamformingut toetava tugijaama kiirgusmustri järgi abonendi jälgimise täpsusest.

Järeldus

Nüüd on 5G kommertsvõrkude juurutamise võimalustest ja ajastustest üsna raske rääkida eeldusel, et standardit pole veel juurutatudki, kuid tootjad on uue põlvkonna võrgud väga järsult käsile võtnud ja nende arendused on isegi ees. standard. Kui projektis osalevatel ettevõtetel õnnestub oma eesmärgid saavutada, siis on kogu maailm võimalik saada ühtne, stabiilne, konvergeeritud ja hästi kättesaadav uue põlvkonna võrk, mille juurutamise järel ei ole see pikka aega vaja järgmise põlvkonna võrkude loomiseks ja arendamiseks. Igatahes avaldavad Rahvusvahelise Telekommunikatsiooni Liidu esindajad lootust, et 5G-st saab traadita võrkude arengu punkt, olulist arhitektuurimuutust ei tule ning ees ootab vaid raadioosa pisirevisjon.