Мобільний зв'язок 5g. Особливості практичної реалізації
Будь-оператор, що пропонує 5G бреше вам.
Деякі оператори стільникового зв'язку, стверджують, що вони вже пропонують 5G. Це кричуща брехня. Це фактично тільки більш швидка і краща версія існуючих технологій 4G LTE.
Для кожного «G» мобільний світ (виробники, перевізники, оператори і т. Д.) Повинні узгодити набір специфікацій. Агентством, яке визначає ці стандарти, є Міжнародний союз електрозв'язку (МСЕ), орган Організації Об'єднаних Націй. І, нарешті, в кінці вийшов ряд специфікацій, які доводять, що претензії «5G» носіїв є фіктивними.
«5G Evolution» не відповідає цим специфікаціям, і не відповідає специфікаціям 5G. Вони використовують технології 4G, такі як 4 × 4 MIMO, щоб збільшити швидкість передачі даних, але це не 5G. І хоча швидкість передачі даних важлива, 5G - це не просто швидкість передачі даних. Там набагато більше.
Що таке 5G?
Прямо зараз, 5G не визначений. Поки ніхто не знає остаточних специфікацій. Однак МСЕ на даний момент погодив кілька ключових вимог до продуктивності 5G.
- No Call Drops - це найбільша зміна для звичайного мобільного користувача. Ви не втратите дзвінки і не втратите доступ в Інтернет при перемиканні між вежами в мережі 5G. МСЕ каже, що мережа 5G - це та, де часу переривання мобільного зв'язку не існує, тому, якщо ця специфікація нічого очікувати виконано, це не 5G.
- низька латентність - телефони 5G матимуть затримку між 4 мс і 1 мс (чим нижче, тим краще). Латентність, яка вимірюється в мілісекундах, - це час, який потрібен телефону для відправки сигналу на інтернет-сервер. Найшвидший для 4G - це латентність 50 мс. Низька латентність значно полегшить використання технологій, наприклад, доповненої реальності або віртуальної реальності за допомогою розумних очок.
- ефективність акумулятора- ви чули про те, як підключення даних призводить до виснаження батареї вашого телефону. Мережі 5G значно зменшать це з поліпшеними функціями «сну». «Сон» - це коли телефон не використовує мережу.
- Працює на швидкості 500 км / ч. Чим швидше рухається ваш автомобіль, тим швидше рухається ваш телефон. Це означає, що ваш телефон швидко змінює мобільні вежі. Існуючі мобільні мережі не можуть впоратися з цими швидкими перемиканнями між вежами. 5G буде працювати навіть тоді, коли ви знаходитесь в високошвидкісному поїзді зі швидкістю 500 км / год.
Наскільки швидка мережу 5G?
Мережі 5G матимуть реальну швидкість завантаження 100 Мбіт / с (мегабіт в секунду) і швидкість завантаження 50 Мбіт / с. Це близько 12 Мб завантаження даних в секунду. Годинне шоу в HD завантажиться приблизно через чотири хвилини.
МСЕ проводить відмінність між «піковими швидкостями передачі даних» (технічно максимально можливими в лабораторних умовах) і «досвідченої швидкістю передачі даних» (яку користувачі отримають в реальних умовах).
5G матиме пікову швидкість передачі даних 20 Гбіт / с низхідній лінією 10 Гбіт / с). До сих пір в лабораторних умовах Nokia і Samsung управляли швидкостями низхідній лінії зв'язку 10 Гбіт / с і 7,5 Гбіт / с, відповідно.
підсумок:це дійсно, дуже швидко!
Коли будуть доступні телефони та мережі 5G?
Згідно з оцінками керівників Intel і Ericsson, в 2019 році США отримають першу партію пристроїв, сумісних з 5G. Але МСЕ ставить 2018-2020 року як період «визначення технології», так що можуть бути деякі зміни.
Ця оцінка 2020 року частково заснована на 10-річному циклі мобільності в світі по запуску мережі наступного покоління мобільні мережі. Він почався з аналогового 1G в 1982 році, перейшов на цифрову 2G в 1991 році, до 3G в 2000-х роках, і приземлився в нинішніх мережах 4G з 2010 року.
Південнокорейські і японські оператори оголосили про те, що в 2019 році вони почнуть надавати комерційні послуги 5G. Великі європейські оператори планують запустити 5G, по крайней мере, в одному місті в кожній з держав-членів ЄС до 2020 року.
Які діапазони частот будуть використовувати 5G?
Очікується, що мережі 5G працюватимуть в діапазонах 28 ГГц, 37 ГГц і 39 ГГц. Взагалі кажучи, 5G почне працювати з частотою 30 ГГц, щоб використовувати міліметрові хвилі. Для порівняння, 4G працює між 700 МГц і 2100 МГц. Гігагерц буквально в тисячу разів сильніше мегагерци.
Смуга високого спектра
5G - перша мережа, що працює на міліметрових хвилях, що дозволить значно підвищити швидкість передачі даних, ніж це можливо в даний час. Міліметрові хвилі також зменшать розмір необхідних антен. Це означає, що зручні для носіння технології, такі як smartwatches або smart-окуляри, зможуть легше вписуватися в 5G-підключення.
У чому різниця між 4G і 5G?
Таблиця відмінності 4G проти 5G
| 4G / LTE | 42 Мб / с | 100 Мб / с | ||
| Швидкість вихідного зв'язку (в реальному часі) | 25 Мб / с | 50 Мб / с | ||
| Завантаження даних (теоритическая / в лабораторних умовах) | 1 Гб / с | 20 Гб / с | ||
| Швидкість вихідного зв'язку (теоритическая / в лабораторних умовах) | 500 Мб / с | 10 Гб / с | ||
| Спектральна ефективність (прийом) | 15 біт / с / Гц | 30 біт / с / Гц | ||
| Спектральна ефективність (вихідний зв'язок) | 6.75 біт / с / Гц | 15 біт / с / Гц | ||
| Затримки (площину управління) | 100 ms | 50 ms | ||
| Затримки (площину користувача) | 10 ms | 1 ms | ||
| частотні діапазони | 700-2100 МГц | 28-40 ГГц |
Які переваги 5G?
Для кінцевого споживача, 5G матиме відчутні переваги, такі як:
Звичайно, у 5G є набагато більше переваг, в тому числі непрямі вигоди. Наприклад, це приносить довгострокову економічну вигоду для мобільної індустрії, яка, в свою чергу, передасть ці вигоди споживачеві.
Схоже, що оператори просувають свої просунуті LTE-швидкості як «5G», в основі яких лежить більш висока швидкість завантаження. Швидкість завантаження найважливіша річ для вас? Як ви думаєте, це нормально для них називати це 5G? Повідомте нам свої думки в коментарях нижче!
Доброго времени суток, хабровчане!
У цій публікації розповім про стільникових мережах майбутнього: як вони будуть виглядати, що варто очікувати.
Тож почнемо.
Що взагалі таке 5G? Це майбутній стандарт мобільних мереж, який виведе їх на принципово інший рівень. Розумні дядьки з серйозних компаній говорять, що мережі п'ятого покоління з'являться приблизно в 2020 році. Чому саме в 2020? Зараз розберемося.
На малюнку представлено час появи мереж вже існуючих поколінь. Можна помітити, що між кожними двома поколіннями різниця приблизно в 10 років. Легко зробити висновок, що мережі 5G, таким чином, можна очікувати приблизно в 2020.
Які принципові відмінності між мережами п'ятого і попередніх поколінь? Перше, і найочевидніше, це збільшення швидкості (як мінімум на порядок), зниження затримок, значне збільшення ємності мережі, що необхідно для задоволення постійно зростаючого попиту на Інтернет. Тенденція така, що в майбутньому до мережі буде підключатися все, що завгодно: від різноманітних датчиків до автомобілів.
Другим пунктом варто виділити перехід до моделі мережі, де головним є абонент, а не базова станція. В існуючих мережах абоненту доводиться самому підлаштовуватися під мережу: сигнал занадто слабкий - наведіть. У мережах п'ятого покоління будуть застосовуватися розумні антени, здатні змінювати діаграму спрямованості в залежності від потреб абонентів в конкретних умовах. Наприклад, якщо в соте в даний момент часу обслуговується один абонент, дані для нього будуть йти по вузькоспрямованому каналу, що підвищить відношення сигнал \\ шум і дозволить підвищити швидкість передачі даних.
Третій пункт це перехід в область міліметрових хвиль. Спектральний ресурс обмежений і знайти необхідні частоти в традиційних для мобільного зв'язку діапазонах вкрай важко. Природно, що для значного збільшення швидкості передачі даних будуть потрібні набагато більші діапазони частот. Логічним виходом з даної ситуації є перехід в область десятків ГГц. Багато хто знає, що зі збільшенням робочої частоти стрімко зменшується дальність зв'язку, тобто розмір стільники. Тому з третього пункту можна зробити висновок: мережі п'ятого покоління будуть використовуватися в місцях, де є попит на швидкісну передачу даних. Повного покриття очікувати не варто.
Наступним пунктом варто виділити таку технологію, як MIMO. Суть її полягає в використанні декількох антен на передавальної і приймаючої сторони. Ця технологія з'явилася ще в специфікаціях, що відносяться до третього покоління. У більшості мереж LTE MIMO працює в режимі 2x2, тобто дві антени на передачу, дві на прийом. Які плюси від цієї технології? У режимі 2х2 дані передаються відразу по двох незалежних каналах, що дозволяє збільшити швидкість передачі майже в два рази. На даний момент існують смартфони, підтримують режим 4х4. На жаль, збільшувати число антен до нескінченності неможливо в силу невеликих габаритів смартфонів. Ще однією проблемою є необхідність передачі службових сигналів від кожної антени, що знижує ефективність технології.
П'ятим пунктом необхідно скасувати можливу реалізацію технології device-to-device. Нерідкі випадки, коли абоненти спілкуються перебуваючи в десятках метрів один від одного. Завдяки застосуванню цієї технології через мережу оператора буде проходити тільки сигнальний трафік, що дозволяє тарифікувати такі виклики, а самі дані будуть проходити безпосередньо між пристроями. В цьому і полягає суть технології.
Як же буде виглядати мережу майбутнього? 5G мережі будуть використовуватися в місцях, де є попит на високошвидкісний Інтернет, в містах. Для загального покриття будуть використовуватися мережі попередніх поколінь. Якщо уявити схематично, це буде виглядати так:
Над мережами п'ятого покоління йде робота по всьому світу, проте локомотивом є Європа. Кошти, що виділяються ЄС на розробку непорівнянні з тими, що виділяються в інших частинах планети. За планами розробників до кінця 2015 року повинні сформуватися вимоги до стандарту п'ятого покоління. До цього моменту всі розмови про швидкостях і інших параметрах мереж є лише домислами.
Передбачаючи коментарі «а навіщо потрібні такі швидкості, мені 3G вистачає» зазначу, що в майбутньому очікуються глобальні зміни в мобільних мережах. Число пристроїв, що підключаються до мережі в режимі «always online» буде стрімко рости. Цілком можливий сценарій, коли телебачення перейде на мобільні мережі. Буде свого роду бум, який стався з появою передачі даних в стільникових мережах.
Вважається, що нове покоління бездротового Інтернету з'являється раз в десять років. Але п'яте покоління мобільної мережі може порушити цю традицію. Так коли ж з'явиться 5G інтернет?
Одна з головних вимог до 5G-зв'язку вже виконано: на днях дослідникам з центру інновацій (5GIC) при Університеті Суррея (Велика Британія) вдалося добитися швидкості передачі даних в один терабіт в секунду (1 Тбіт / с). Ця швидкість в кілька тисяч разів перевищує ту, якою ми користуємося в даний момент.
Щоб зрозуміти, що таке 1 Тбіт / с, уявіть собі, що за 3 секунди ви можете скачати близько 100 середніх за обсягом фільмів. Таким чином, швидкість 5G Інтернету буде в 65 тисяч разів більше, ніж нинішня швидкість 4G.
Але і це ще не все. Керівник 5GIC, професор Рахім Тафазоллі, заявив наступне: «Ми розробили ще десяток передових технологій, і одна з них дозволяє розвинути швидкість, яка перевищує один терабіт. Іншими словами, це така ж швидкість передачі даних, як по оптоволоконному кабелю, але тільки для неї не потрібен кабель ».
У стінах Університету Суррея народжується 5G.За словами професора, перша демонстрація можливостей 5G-з'єднання відбудеться в 2018 році, а загальнодоступною ця технологія стане вже до 2020 року.
В даний момент випробування 5G з'єднання проводяться в лабораторних умовах; дальність роботи експериментального комплексу зв'язку нового покоління становить 100 метрів. Втім, дослідники будуть збільшувати цей діапазон і проводити польові дослідження в районі університетського кампусу, і лише потім представлять 5G громадськості.
«Спочатку ми повинні переконатися, що 5G буде працювати в реальних умовах», - пояснює професор Тафазоллі. - «Адже ми хочемо стати першими в світі, хто покаже технологію бездротової передачі даних з такою високою швидкістю».
Але зусилля до появи 5G-інтернету прикладають не тільки вчені, а й медіа-регулятор Ofcom. Зокрема, в Ofcom заявляють, що 5G зможе використовувати дуже високий спектр частот - понад 6 ГГц - для своєї реалізації; представники регулятора вважають, що з приходом 5G світ почне користуватися і голограмами.
Також в Ofcom припускають, що мобільний телефон з 5G повинен буде підтримувати швидкість з'єднання 10-50 Гбіт / с, в той час як для 4G-телефонів ця швидкість складає 15 Мбіт / с.
Звичайно, команда 5GIC зробила великий прорив, але все ж перешкоди на шляху до загального 5G-інтернету залишаються. Визнає це і сам професор Тафазоллі: «Найважливіший аспект 5G - це те, як даний формат буде підтримуватися додатками в майбутньому. Адже ми не знаємо, якими будуть додатки в 2020, 2030 або 2040 році, але одне ми знаємо напевно: всі вони будуть чутливі до затримок зв'язку. Тому наше завдання зараз - зробити цю затримку менше однієї мілісекунди; це дозволить розвиватися новим технологіям і програмам, які неможливо реалізувати в нинішньому форматі 4G ».
Немає схожих статей
Про швидкий запуск мобільних мереж п'ятого покоління (5G) в Європі.
Давайте разом розберемося, чи потрібно чекати технологію в Росії, ніж вона хороша і які проблеми допоможе вирішити.
Що ховається за абревіатурою «5G»
Європейський запуск і тестування 5G почнеться в карликовій державі Сан-Марино. Ця країна не є локомотивом технологічного прогресу, її вчені нічого не винаходили і не придумували для розвитку мереж п'ятого покоління.
Просто на території цієї держави самі лояльні в Європі обмеження на використання радіочастот. Оператор, Telecom Italia Mobile, що займається тестовим запуском, практично не буде обмежений у виборі частот мовлення і зможе перевірити роботу стандарту при різних настройках обладнання.
Не факт, що 5G дійде до споживача з повним набором потенційних можливостейЗрозуміло, за основу братимуться доступні в Європі і світі частотні діапазони, але ніхто не заперечує, що максимальний потенціал 5G розкриє на військових або авіаційних частотах.
Це може сильно позначитися на подальшому розвитку технології. Вона може стати виключно урядовою для забезпечення потреб внутрішніх відомств. Око на нову технологію можуть покласти корпорації, якщо 5G, наприклад, допоможе сильно скоротити витрати на експлуатацію транспорту.
У чому відмінності від 4G
На даний момент немає чітких рамок і стандартів для розгортання 5G-мереж. Не можна точно назвати максимальну пропускну здатність стандарту, використовувані частотні діапазони і інші нюанси.
Очікується, що 5G надасть велику пропускну здатність для широкосмугового мобільного зв'язку, забезпечить менший час затримки сигналу і позитивно позначиться на витраті енергії у передавального і приймаючої обладнання.
Для нас в першу чергу важлива лише велика швидкість прийому / передачі даних, ніж в 4G. На істотне скорочення енергоспоживання розраховувати не доводиться. Наївно вважати, що умовний iPhone 10 з підтримкою 5G буде працювати значно довше попередників з LTE модулем.
Потенційно крута фішка 5G - режим device-to-device. Він дозволяє обмінюватися пакетами даних в обхід базових станцій оператораСпеціальний діапазон частот може бути виділена під такий обмін. Пристрої в такому режимі працюватимуть за аналогією з раціями, передаючи і приймаючи кодований сигнал на певній відстані.
Це зручно, адже так підвищується швидкість обміну інформацією, а в разі падіння зв'язку з боку оператора або знаходження користувачів поза зоною доступу мережі можна буде, наприклад, відправити повідомлення або голосовий виклик найближчим абонентам.
Що реально крутого в 5G
Вже зараз в деяких регіонах нашої країни мобільний 4G інтернет по швидкості передачі перевершує пропозиції від кабельних операторів зв'язку. При цьому смартфон користувача є модемом, який завжди з собою.
Для більш комфортного використання можна вибрати спеціалізовані рішення, щоб не розряджати мобільний пристрій за кілька годин роздачі сигналу.
З ростом популярності стрімінгових сервісів необхідність у завантаженні аудіо- і відео-контенту на пристрій через кілька років практично відпаде.
Так вийде, що iPhone, iPad або комп'ютер зі слотом для сім-карти стане головною точкою для виходу в мережу, а з квартир почнуть пропадати Wi-Fi роутери і маршрутизатори.
Коли чекати 5G
Дослідники і аналітики вважають, що 5G для бізнесу та пересічних споживачів стане доступним не раніше 2020 року. До цього часу мережі нового покоління можуть з'явитися лише у великих містах.
Слід розуміти, що для активного розвитку технології потрібна не тільки ініціатива операторів і провайдерів. Виробники техніки теж повинні впроваджувати нові модулі зв'язку для підтримки стандартів зв'язку наступного покоління.
Російські тести 5G показали швидкість до 35 ГБ в секунду при роботі на частоті 70 ГГцВітчизняні оператори в цьому напрямку не відстають від іноземних колег, в цьому році компанія Мегафон спільно з Huawei провела ряд тестів, що демонструють можливості 5G мереж.
Є і підводні камені
Для повсюдного впровадження 5G знадобиться повна заміна обладнання на стороні оператора, а користувачі для отримання можливості підключення будуть змушені оновити парк своїх пристроїв. Поки немає загальноприйнятих стандартів 5G, говорити про це зарано.
Мережі нового покоління будуть використовувати високочастотні діапазони, при цьому зросте щільність базових станцій, а це додаткові витрати для операторів.
Для глобальної модернізації представники вітчизняного ринку повинні спочатку окупити поточні витрати, пов'язані з розвитком і переходом на 4GПростим користувачам залишається чекати новин про європейські тестах 5G і стежити за презентаціями новинок техніки провідних компаній. Хто знає, можливо, через рік або два в ми побачимо підтримку 5G мереж, а може, Samsung стане першим в цьому напрямку з черговим оновленням лінійки Galaxy.
Доброго времени суток, хабровчане!
У цій публікації розповім про стільникових мережах майбутнього: як вони будуть виглядати, що варто очікувати.
Тож почнемо.
Що взагалі таке 5G? Це майбутній стандарт мобільних мереж, який виведе їх на принципово інший рівень. Розумні дядьки з серйозних компаній говорять, що мережі п'ятого покоління з'являться приблизно в 2020 році. Чому саме в 2020? Зараз розберемося.
На малюнку представлено час появи мереж вже існуючих поколінь. Можна помітити, що між кожними двома поколіннями різниця приблизно в 10 років. Легко зробити висновок, що мережі 5G, таким чином, можна очікувати приблизно в 2020.
Які принципові відмінності між мережами п'ятого і попередніх поколінь? Перше, і найочевидніше, це збільшення швидкості (як мінімум на порядок), зниження затримок, значне збільшення ємності мережі, що необхідно для задоволення постійно зростаючого попиту на Інтернет. Тенденція така, що в майбутньому до мережі буде підключатися все, що завгодно: від різноманітних датчиків до автомобілів.
Другим пунктом варто виділити перехід до моделі мережі, де головним є абонент, а не базова станція. В існуючих мережах абоненту доводиться самому підлаштовуватися під мережу: сигнал занадто слабкий - наведіть. У мережах п'ятого покоління будуть застосовуватися розумні антени, здатні змінювати діаграму спрямованості в залежності від потреб абонентів в конкретних умовах. Наприклад, якщо в соте в даний момент часу обслуговується один абонент, дані для нього будуть йти по вузькоспрямованому каналу, що підвищить відношення сигнал \\ шум і дозволить підвищити швидкість передачі даних.
Третій пункт це перехід в область міліметрових хвиль. Спектральний ресурс обмежений і знайти необхідні частоти в традиційних для мобільного зв'язку діапазонах вкрай важко. Природно, що для значного збільшення швидкості передачі даних будуть потрібні набагато більші діапазони частот. Логічним виходом з даної ситуації є перехід в область десятків ГГц. Багато хто знає, що зі збільшенням робочої частоти стрімко зменшується дальність зв'язку, тобто розмір стільники. Тому з третього пункту можна зробити висновок: мережі п'ятого покоління будуть використовуватися в місцях, де є попит на швидкісну передачу даних. Повного покриття очікувати не варто.
Наступним пунктом варто виділити таку технологію, як MIMO. Суть її полягає в використанні декількох антен на передавальної і приймаючої сторони. Ця технологія з'явилася ще в специфікаціях, що відносяться до третього покоління. У більшості мереж LTE MIMO працює в режимі 2x2, тобто дві антени на передачу, дві на прийом. Які плюси від цієї технології? У режимі 2х2 дані передаються відразу по двох незалежних каналах, що дозволяє збільшити швидкість передачі майже в два рази. На даний момент існують смартфони, підтримують режим 4х4. На жаль, збільшувати число антен до нескінченності неможливо в силу невеликих габаритів смартфонів. Ще однією проблемою є необхідність передачі службових сигналів від кожної антени, що знижує ефективність технології.
П'ятим пунктом необхідно скасувати можливу реалізацію технології device-to-device. Нерідкі випадки, коли абоненти спілкуються перебуваючи в десятках метрів один від одного. Завдяки застосуванню цієї технології через мережу оператора буде проходити тільки сигнальний трафік, що дозволяє тарифікувати такі виклики, а самі дані будуть проходити безпосередньо між пристроями. В цьому і полягає суть технології.
Як же буде виглядати мережу майбутнього? 5G мережі будуть використовуватися в місцях, де є попит на високошвидкісний Інтернет, в містах. Для загального покриття будуть використовуватися мережі попередніх поколінь. Якщо уявити схематично, це буде виглядати так:
Над мережами п'ятого покоління йде робота по всьому світу, проте локомотивом є Європа. Кошти, що виділяються ЄС на розробку непорівнянні з тими, що виділяються в інших частинах планети. За планами розробників до кінця 2015 року повинні сформуватися вимоги до стандарту п'ятого покоління. До цього моменту всі розмови про швидкостях і інших параметрах мереж є лише домислами.
Передбачаючи коментарі «а навіщо потрібні такі швидкості, мені 3G вистачає» зазначу, що в майбутньому очікуються глобальні зміни в мобільних мережах. Число пристроїв, що підключаються до мережі в режимі «always online» буде стрімко рости. Цілком можливий сценарій, коли телебачення перейде на мобільні мережі. Буде свого роду бум, який стався з появою передачі даних в стільникових мережах.