Сети 5g — возможности стандартов нового поколения

5G сеть: перспективы развития и возможности — Мир прогнозов

Наступил век инноваций и высоких технологий и у человека появилось много дополнительных возможностей в связи с этим. Гаджеты с множеством функций, легкие компьютеры и многое другое. У всех этих технологий есть одна важная функция, которая их объединяет – это доступ в Интернет.

Пока человек будет пользоваться этим доступом, разработчики будут постоянно пытаться сделать более совершенным доступ в сеть, будут стараться сделать его как можно более продвинутым.

Что такое связь 5 поколения?

Все современные устройства, которые имеют доступ в Интернет, сейчас используют 3G и 4G (LTE). Вид связи зависит от самого устройства, чем оно более современное, тем чаще он будет синхронизироваться с более продвинутым стандартом.

Стандарт нового поколения должен позволить пользователям тратить как можно меньше времени на то, чтобы получить искомое в сети Интернет. Ко всему прочему, этот стандарт будет распространяться не так, как его предшественники.

Сейчас пользователю нужно находиться в зоне присутствия связи, у стандарта пятого поколения такой необходимости не будет. У современных антенн есть функция – корректировка диаграммы направленности сигнала.

Интернет теперь будет доступен по узконаправленному каналу, данные не будут искажаться, а также будут отсутствовать шумовые помехи.

Стандарт пятого поколения будет охватывать миллиметровые волны, для такой скорости требуется отказ от большого числа диапазонов частот. Такой подход очень дорогой и сложный. Решение разработчиков использовать область десятков во всем диапазоне – логичное.

Но пока пользователям не стоит ожидать широкой зоны покрытия нового вида связи. Это связано с тем, что дальность нового сигнала пока маленькая, поэтому сеть 5G можно будет сначала использовать только в местах, где спрос на Интернет самый большой.

Компании, которые занимаются разработкой нового стандарта, готовы запустить сеть 5G в 2020 году.

Фантастика станет реальностью

Через три года пользователи смогут оценить все возможности новой сети на зимней Олимпиаде, которая будет проходить в Корее в городе Пхёнчхан. Организаторы мероприятия обещают, что скорость передачи данных достигнет 20 Гбит/с, такая скорость только начальная. Потом будет олимпиада в Токио, а потом стоит ожидать появления первых коммерческих сетей 5G.

Ожидается, что емкости сети хватит, чтобы обслуживать более 1 миллиона устройств на 1 км² на средней скорости 100 Мбит/с. Если провести сравнение, то у сети LTE предельная скорость — 150 Мбит/с, что в 136 раз ниже минимальной скорости, которую ожидают при применении сети 5G.

Источник: http://www.MirPrognozov.ru/prognosis/science/5g-set-perspektivyi-razvitiya-i-vozmojnosti/

Сеть 5G: обзор, описание и скорость. Стандарты сотовой связи :

Про сеть 5G в последние пару лет говорят как о прорыве в сфере передачи данных. Что же она собой представляет? Когда появится сеть 5G, и где она будет доступна? Какими преимуществами она обладает сравнительно с другими способами передачи данных? Ответы на эти другие вопросы будут представлены в статье.

Общая информация

Мы живём в век высоких технологий и новейших разработок. Компьютеры, телефоны, планшеты и даже телевизоры – всех их объединяет возможность доступа в Интернет. Причем он постоянно совершенствуется.

5G интернет представляет собой стандарт нового поколения, направленный на уменьшение количества времени, которое пользователи тратят на поиски нужной информации в мировой сети. Его особенностью является передача данных по узконаправленному каналу, что позволяет избежать шумовым помех и искажений.

Следует отметить, что малые базовые станции, с помощью которых и будет работать технология 5G, могут функционировать только на небольших расстояниях.

А это значит, что первоначально будут укрываться исключительно густонаселённые районы.

Насколько они будут хороши? Сообщают, что сеть сможет обслуживать свыше одного миллиона устройств, находящихся на территории квадратного километра, обеспечивая им среднюю скорость передачи данных на уровне 100 Мбит/с.

Что нас ждёт в будущем?

Считается, что 5G интернет ускорит появление интернета вещей. Даже самоуправляемые автомобили покажутся простой игрушкой, ведь будут спокойно работать устройства, что смогут улавливать даже самые незначительные изменения в биоритме человека. Во время тестирования этой разработки был установлен рекорд передачи данных на уровне около 35 Гбит/с.

Вполне вероятно, что сети пятого поколения 5G приведут к эволюционным изменениям уже существующих услуг, а также к возникновению новых. К интернету сможет подключаться большое количество устройств, начиная от бытовой техники и заканчивая… А здесь уже сложно сказать, где будет конец. Считается, что можно будет обеспечить одновременное подключение около 100 миллиардов различных устройств.

Вот такие возможности предоставляет 5G.

Характеристики этой разработки позволят реализовать тактильный Интернет, когда с веб-ресурсами можно будет взаимодействовать в дополненной реальности. Вероятно и то, что появится сервисный интеллект, позволяющий обрабатывать большое количество данных и учитывать индивидуальные данные каждого пользователя.

О характеристиках

Собственно первоначальное внедрение 5G планируется в 2018 году на территории государства Сан-Марино, также она будет представлена в Южной Корее и Японии. А широкое коммерческое использование планируется на 2020 г. А до тех пор разработчики не оставляют надежд усовершенствовать технологию.

Что же, они рассчитывают, будет представлять собой сеть 5G? Характеристики (по крайней мере, некоторая их часть была уже рассмотрена) должны вырасти и обеспечить возможность ультравысокого расширения для приложений и видео. А для этого необходимо обеспечить скорость передачи данных на уровне 1 Гбит/с.

Время переключения между технологиями радиодоступа для бесперебойной работы серверов должно будет составлять менее десяти миллисекунд.

Для поддержки мобильных облачных сервисов, куда постепенно мигрируют программы, нужно будет обеспечить скорость работы на уровне 10 Гбит/с. Для человека это взаимодействие будет практически незаметно, ведь нам обещают обеспечить отклик и задержку менее чем в одну миллисекунду.

Какие требования?

Чтобы это всё работало, необходимо позаботиться о значительной емкости сети, наличии состояния постоянной готовности и снижении электропотребления. На данный момент в мире уже подключено к интернету более пяти миллиардов абонентов.

Первой целью следует считать густонаселённые мегаполисы. Ведь скорость в сети 5G компенсируется таким негативным моментом, как небольшой радиус работы. Вероятно, будут совершенствоваться и протоколы передачи данных.

Хотя сейчас точно сказать обо всех требованиях нельзя, поскольку стандарт пятого поколения всё ещё разрабатывается.

Современное положение

В целом на постсоветском пространстве ситуация не плачевная. Так, Российская Федерация вносит довольно ощутимый вклад в создание сети пятого поколения. Но как быть с реализацией уже существующих технологий? Прежде чем внедрять сеть 5G в России, необходимо позаботиться о том, чтобы все имели качественный доступ в Интернет.

Так, частоты 4G всё ещё только осваиваются, да и с вроде уже привычным 3G не всё так гладко – нельзя сказать о том, что он может быть проведён в любой дом. Конечно, сети 5G в мире отсутствуют, а 4G тоже не распространены на всей территории, скажем, США, Великобритании, Франции или Германии.

Но если говорить в целом и общем, то мы немного отстаёт от лидеров компьютерной гонки. А это необходимо исправить.

Какие главные изюминки нас ждут?

Наиболее весомый момент — это сверхширокополосная сотовая связь. Очень важной будет реализация возможности качественной и быстрой передачи так называемого «тяжелого» содержимого. Не следует забывать и о сверхнадежной межмашинной связи, особенностью которой будет специализация на специфическом классе услуг, где необходимо обеспечить низкие задержки.

И не следует забывать об Интернете вещей. Продолжится процесс совмещения различных устройств в одном аппарате. Ещё два десятилетия назад сотовая связь использовалась исключительно для звонков другим людям. Сейчас же телефон является собой и диктофон, и фотоаппарат, и видеокамеру. Со временем он станет настолько же необходимым в обществе, как и одежда.

Какие технологии могут войти в стандарт 5G?

Пока его ещё не оформили, давайте подумаем, что же нам сможет предложить сеть пятого поколения. Вероятнее всего будет:

  1. Технология MIMO. Её особенностью является использование на приемопередатчиках нескольких антенн. Эта технология хорошо себя зарекомендовала в 4G, а значит, вполне вероятно, что и в 5G ей найдётся применение. Почему так? Дело в том, что скорость передачи информации растёт практически пропорционально имеющемуся количеству антенн. Это также позитивно сказывается на качестве сигнала.
  2. Работа в сантиметровом и миллиметровом диапазоне. Для полноценного функционирования необходимо обеспечить доступность частотных диапазонов выше 3,5 ГГц (сейчас они меньше). Но при увеличении частоты передачи информации будет падать расстояние, на которое она передаётся. Увы, но это закон физики. Обойти его можно, но только увеличивая мощность передатчика. А его граничная величина, увы, подчиняется санитарным нормам. Но с другой стороны – здесь большое количество спектра является свободным.
  3. Мультитехнологичность. Для обеспечения качественной работы нужна поддержка со стороны уже разработанных и реализованных стандартов. В качестве примера можно привести, UMTS, LTE, GSM и Wi-Fi. К примеру, базовые станции, что работают по технологии вай-фая, могут использоваться для разгрузки трафика в местах чрезвычайно активного использования.
  4. Прямое взаимодействие устройств. В этом случае предусматривается возможность организации обмена данными напрямую, минуя 5G, через которую будет направляться разве что сигнальный трафик. Подобное решение позволит дополнительно разгрузить сеть и обеспечить более высокое качество работы.

Специфика

С внедрением 5G впервые определяющим фактором будет не скорость, а надежность, нулевая задержка, способность подстраиваться под определённые потребности и задачи приложений. И действительно – даже самые высококачественные фильмы благодаря сети пятого поколения будут загружаться за считанные секунды.

Но благодаря чему будет достигнуто такое положение? Это станет возможно благодаря комбинации ряда факторов. Так, будет использоваться усовершенствованный радиоинтерфейс с повышенной пропускной способностью. Не стоит также сбрасывать со счетов и применение широкополосных частот.

Кстати, что следует понимать под возможностью подстройки сети под конкретного пользователя?

Особенности практической реализации

Сеть 5G будет дробиться на определённые виртуальные сегменты. Каждый из них будет заточен под конкретные нужды.

Благодаря этому суть превратится в своеобразный швейцарский нож, который сможет удовлетворять миллионы потребностей. Ожидается, что будет использован диапазон частот до 39 ГГц.

При этом не следует забывать, что чем выше этот показатель, тем большую плотность станций необходимо будет обеспечить.

О взаимодействии с интернетом вещей

Ожидается, что в 2022 году на земле будет подключено к мировой сети 29 миллиардов устройств. Причем 18 из них будут относиться к Интернету вещей. Базисом для повсеместного внедрения умных вещей и станет 5G.

Вероятнее всего первыми подключатся такие бытовые приборы, как холодильник и телевизор. Кстати, некоторый прообраз будущего можно видеть уже сейчас.

Так, телевизоры последних моделей часто могут подключаться к Интернету, предлагая зрителям на выбор определённое количество фильмов и подобранного компанией-производителем кинотеатра.

Как изменится мир?

Пятое поколение сетей выступит в роли базиса, на котором трансформируется бизнес, общество и государство. Хотя оно только разрабатывается, уже сейчас понятно, что влияние и эффект выйдет далеко за границы телекоммуникаций.

Мобильные сети будут важной частью экономики, ведь они смогут обеспечить развитие ключевых отраслей. Возникает невиданный ранее рынок, объем которого, как предположила компания Ericsson, превысит в 2026 году полтриллиона долларов США на год.

Это всё было бы пустыми словами без качественных примеров.

Читайте также:  Обзор xiaomi mijia m365 electric scooter - характеристики, плюсы и минусы

Так, наличие практически нулевой задержки позволит удаленно управлять тяжелой промышленностью, что снизит стоимость производства и поднимет безопасность сотрудников на невиданный ранее уровень. Могут быть применены сети пятого поколения и в хирургии.

Ведь благодаря ним можно будет обеспечивать бесперебойную передачу всей важной информации в нужном расширении, что позволит врачам оперировать людей с любой точки земного шара. На наших глазах возникает новая транспортная система.

Так, небезосновательно считается, что во время начала внедрения 5G в 2020 году по дорогам будет колесить уже свыше десяти миллионов умных машин.

Кто больше всего выиграет?

Ericsson считает, что от 5G наибольшее количество выгод получит транспорт, машиностроение, тяжелая промышленность, энергетика, сфера развлечений, медицина, финансы и общественная безопасность. Со всем этим в той или иной мере мы обязательно встретимся.

Но если говорить о широком применении, то наиболее заметной для широких масс будет именно сфера развлечений. Считается, что наличие 5G сможет дать существенный толчок для развития виртуальной и дополненной реальности.

Что это даст на практике? Так, вероятно, будут существовать виртуальные примерочные, туры по достопримечательностям, образовательные и документальные фильмы, где можно будет взаимодействовать с объектами. При этом спрос будет расти параллельно улучшению доступности и качества.

Считается, что в момент запуска 5G рынок виртуальной и дополненной реальности достигнет объема в 150 миллиардов долларов!

В заключение

Как видите, 5G имеет огромнейший потенциал. Её разработка, стандартизация и широкое внедрение позволит существенно изменить наш мир. Повсеместная компьютеризация и совершенствование бытовой жизни изменит наш мир коренным образом.

Те, кто были рождены в конце прошлого столетия, не факт, что смогут разобраться в технических приборах, что будут существовать в последние годы двадцать первого века.

Что ж вполне вероятно, что когда-то прогресс достигнет такой скорости, что за ним не удастся даже уследить.

Источник: https://www.syl.ru/article/337355/set-g-obzor-opisanie-i-skorost-standartyi-sotovoy-svyazi

Сети мобильной связи пятого поколения: предпосылки, проблемы, стандартизация и кто первый запустит 5G?

ПодробностиКатегория: Новости

Специалисты по вопросам мобильных технологий отмечают, что в отрасли накопилось много технологических наработок, касающихся архитектуры и принципов функционирования сетей следующего поколения 5G. Однако на данный момент 5G официально не специфицирован и не стандартизирован. Это затрудняет систематизацию новых решений, их официальное принятие и отбор наиболее перспективных.

Предпосылки появления 5G

Одним из драйверов развития стандарта пятого поколения является лавинообразный рост потребляемого мобильного трафика. Согласно исследованиям Ericsson, в мире уже насчитывается порядка 7 млрд. подключенных мобильных абонентов.

К 2022 году показатель достигнет 8,9 млрд., а трафик смартфонов увеличится в 10 раз. К этому же году аналитики ожидают 29 млрд. подключенных устройств.

Это возможно за счет наличия нескольких гаджетов у одного абонента, а также развития Интернета вещей.   

Исследователи отмечают, что это не предел: увеличение объема потребляемого трафика и количества пользователей ШПД продолжается. Данная тенденция в свою очередь требует расширения сетей связи, оптимизации использования частотного спектра и появления новых технологий.  

Помимо этого, стимулирует развитие 5G и облачные технологии, а также потребность рынка в сетях с улучшенными характеристиками: предельными скоростями, маленькими задержками, бесперебойной работой, малым энергопотреблением и низкими издержками.

Стандартизация 5G консорциумом 3GPP

Основным отличием и преимуществом сетей 5G является скорость передачи данных, которая возрастет в 10-100 раз по сравнению со скоростяим 4G, а также время отклика сети при передаче сигнала, которое сократится приблизительно в 5 раз по сравнению с 10-100 мс в сетях четвертого поколения.

Эти характеристики должны задать направление работы над стандартами 5G, которая уже началась. Первое заседание 3GPP по данному вопросу состоялось в конце 2015 года. Оно определило двухэтапную стратегию развития стандарта. Первый этап продлится до 2018 года, но первичные положения учтут не все требования. Дополненную версию стандартов и спецификаций 5G можно ожидать не ранее 2019 года.

Массовое коммерческое развертывание высокоскоростного покрытия сетей пятого поколения можно ожидать не ранее 2020 года.  

 

Проблемы развития 5G

Параллельно профильные структуры разных стран решают проблему с нехваткой частотного ресурса. Один из очевидных инструментов – это высвобождение частот от предыдущих поколений связи.

Таблица — Распределение абонентов по поколениям мобильной связи в мире, 2016 г., млрд. (*)

Поколение мобильной связи 2G 3G 4G (LTE)
Кол-во абонентов > 1 1, 4 0,75

Еще один способ расширения радиочастот – это освоение нелицензионного спектра. С этой целью предлагаются технологии LAA (Licensed-Assisted-Access) и LWA (LTE & WLAN Aggregation). Первая агрегирует частотный спектр Wi-Fi в диапазоне 5 ГГц, объединяя его с LTE.

Вторая – интегрирует радиодоступ LTE и Wi-Fi. Аналогична данным решениям технология MuLTEfire, которая предназначена для оптимизации LTE в рамках нелицензионного спектра.

Однако в отличие от LAA и LWA она не привязывает абонентское оборудование к лицензируемым частотам, что расширяет зону покрытия.          

Второй серьезной проблемой скорого развертывания 5G является совершенно новая инфраструктура высокоскоростных сетей. От пятого поколения ожидают глобального сетевого покрытия и высоконадежной бесперебойной работы.

Это влечет за собой необходимость увеличения количества операторского оборудования, сложность его обслуживании и высокие затраты.

Революционным решением в сетях мобильной связи может стать виртуализация архитектуры 5G, что позволит оптимизировать использование ресурсов и повысит производительность сетей.        

Запуск 5G в России и в мире: когда и кто первый?

Лидеры рынка мобильных технологий выявляют возможности 5G, ищут перспективные решения и инновационные способы передачи радиосигнала в тестовом формате, не дожидаясь официальных стандартов.

В свою очередь, производители и рынок ожидают стандартизацию сетей пятого поколения, чтобы направить свою работу к достижению специфицированных показателей.

Как правило, крупные компании заключают партнерские соглашения, чтобы ускорить процесс развития сетей мобильной связи пятого поколения и первыми достигнуть лидерских позиций в эпохе 5G.

Так, американская Verizon заявила, что уже в следующем году представит коммерческий вариант 5G. Оператор обещает скорость в 30-50 раз выше, чем у существующего LTE в США. Также на 2017 год намечено тестирование сетей SK Telecom, объявившей о своем намерении стать первым оператором 5G. В 2020 году сетью пятого поколения планирует обеспечить пользователей австралийская Telstra.

Испытания в прототипах сетей 5G презентовали Huawei и Vodafone, Nokia и Sonera. Эти и другие представители телекоммуникационного рынка, например, Ericsson и Qualcomm, предлагают различные инновационные решения для 5G.

Недавно компании Optus и Huawei обновили рекорд скорости передачи данных в сетях Pre-5G, разогнав их до 35 Гбит/с. Испытания проводились на частоте 73 ГГц. Партнерские проекты по тестированию сетей 5G в России рассмотрены в статье Первые испытания сети 5G в России.

 Однако стоит отметить, что правильнее относить эти прототипы сетей именно к Pre-5G, а не полноценным 5G, поскольку спецификаций сетей 5G пока еще нет.

Следует также отметить, что Европейский союз определил, что до 2025 года мобильным соединением пятого поколения будет обеспечена вся городская инфраструктура и транспортные магистрали.

Ожидается, что данный результат будет достигнут в несколько этапов: 2017 – тестовый запуск, 2018 — предкоммерческое использование, 2020 год – коммерческая эксплуатация.

   Первой мировой площадкой запуска 5G могут стать Игры Содружества 2018 года.

С техническими особенностями функционирования сетей мобильной связи существующих и новых поколений можно ознакомиться в книге «Мобильная связь на пути к 6G».  

* Ежедневный онлайн-журнал Content Review//Huawei поможет операторам отказаться от 2G: [Электронный ресурс]. URL: http://www.content-review.com/articles/37955/

Источник: http://1234G.ru/novosti/seti-pyatogo-pokoleniya-predposylki-problemy-standartizatsiya-i-kto-pervyj-zapustit-5g

Умная связь: когда заработают сети 5G и что мешает их развитию

В системах обмена данными между автомобилем и другими объектами дорожной инфраструктуры (автомобилями, дорожными знаками, разметкой, светофорами) одним из ключевых требований будет система V2X (Vehicle-to-Everything).

Представителям автомобильной, IT и телекоммуникационной индустрий предстоит совместно работать над расширением зоны охвата 5G-сигнала, обеспечением автомобилей и автотранспортной инфраструктуры необходимым оборудованием и стабильным взаимодействием автомобилей и объектов инфраструктуры.

В целом 5G, пожалуй, самый ожидаемый стандарт за последние 30 лет. Он сделает значительно доступнее реализацию умного дома, производства, города.

Он позволит подключать большое количество устройств к каждой базовой станции, значит, в сеть напрямую смогут отправлять данные в реальном времени датчики, анализирующие состояние здания или воздуха.

Благодаря низким задержкам сети станет реальным дистанционное управление промышленными роботами. Такой подход способен сильно изменить области применения связи и даже бизнес-модели в разных отраслях экономики.

Пока вендоры не договорятся

Несмотря на столь большие надежды, возлагаемые на 5G, ждать массового перехода на него в ближайшие несколько лет не стоит. Для этого есть несколько серьезных причин.

Во-первых, сейчас просто нет единого стандарта и понимания, как именно будет работать 5G: основные параметры известны, но детали разнятся от оператора к оператору.

Стандартизация необходима, чтобы устройство компании А могло без проблем связаться с устройством фирмы Б. Без этого никто из игроков рынка не готов вкладываться ни в создание «железа», ни в развитие сети.

Пока стандарта нет, все внедрения 5G будут пилотными, пробными.

Во-вторых, есть большая проблема с нехваткой частот, необходимых для работы нового стандарта связи. Сейчас они попросту заняты — например, используются силовиками.

Россия в этом плане не уникальна — проблемы с доступностью частот есть во всей Европе, поэтому во многих странах мира приняты целые программы по освобождению частот для нужд 5G, рассчитанные на несколько лет. В свою очередь, работа с новыми частотами требует огромных вложений в инфраструктуру.

Так, например, Еврокомиссия оценила объем вложений в создание 5G-инфрастуктуры на территории Европы в €56 млрд. Учитывая, что даже затраты на 3G российскому рынку окупить пока не удалось, легко понять, что какие-то глобальные вложения — это решения далеко не завтрашнего дня.

Кроме того, не закончено развитие предыдущего стандарта связи — 4G. Согласно отчету OpenSignal 2017 года, по проникновению LTE, Россия занимает 59-е место в мире, то есть пока 4G-связью мы обеспечены недостаточно.

Еще одна проблема — наполнение рынка абонентским оборудованием с поддержкой нового стандарта. Любое новое устройство на старте обычно сильно дороже аналогов предыдущего поколения.

Если бы 10-15 лет назад нам сказали, что новый смартфон будет стоить, как хороший игровой ноутбук, мы бы вряд ли в это поверили. Казалось бы, предыдущий стандарт LTE уже должен был стать общепринятой нормой.

Но в первой половине 2017 года мобильные операторы отчитывались о том, что телефоны с поддержкой LTE есть не более чем у 30% их абонентов, и лишь в четвертом квартале 2017 года мы увидели реальный рост: 80% проданных в этот период телефонов поддерживали данный стандарт связи.

Опыт показывает, что после появления нового стандарта рынку надо еще три-пять лет просто на то, чтобы абоненты поменяли свои работающие, но уже технологически устаревшие гаджеты на более современные.

Очень тихая революция

Кроме всего прочего, с точки зрения массового потребителя переход будет не мгновенным и даже не слишком заметным, потому что большая часть возможностей, которые предлагает 5G, реализованы в той или иной мере уже сейчас, а масштабность и новые скорости представить очень сложно.

Читайте также:  Подборка умных часов для детей - 10 популярных гаджетов

Если при переходе от стандарта 2G к 3G многие пользователи быстро почувствовали разницу в скорости и удобстве, с 4G стали больше смотреть роликов и фильмов, то преимущества, которые дает миру 5G (главным образом, пропуск в мир интернета вещей), пока не пользуются таким высоким спросом. Люди не чувствуют, что им действительно это надо, и они не готовы дополнительно платить за какие-то туманные новые возможности в будущем. Тем более что базовые вещи, которые предлагает новый стандарт, уже частично реализованы.

Так, если посмотреть на московский транспорт, можно увидеть, что в любом автобусе или троллейбусе есть много элементов «умного транспорта». Есть интеллектуальная оплата — для нас это проездной.

Видеонаблюдение есть, связка с картой транспорта, чтобы проверить, когда автобус придет, где он сейчас. Все это уже работает.

Отдельные элементы умных домов и умных производств тоже сейчас существуют, правда, пока это лишь штучные игрушки для энтузиастов.

Автономные автомобили также есть, хотя это редкие пилотные запуски инновационных компаний, причем на такие эксперименты тратятся колоссальные деньги. Например, программа по разработке проекта беспилотного автомобиля обошлась Европейской комиссии в €800 млн.

Проблема лишь в том, что сейчас все эти новшества если и работают, то лишь в четверть силы. Без высокоскоростной связи и возможности работать множеству устройств в одной сети без потери качества к умному транспорту и производству мы не перейдем.

Смена 4G на 5G — это качественный переход скорее от хорошего к очень хорошему, чем от плохого к хорошему. Он требует больших инвестиций, которые могут позволить себе только экономически развитые страны.

Светлое будущее

Полагаю, все вышеперечисленные проблемы отодвигают широкое внедрение сетей 5G в России на период примерно с 2022 на 2027 год. До того мы будем наблюдать плавное совершенствование текущих технологий и рост рыночного проникновения существующих услуг.

Пока нас ждут в лучшем случае небольшие пилотные проекты с отчетами об увеличении скорости.

Например, мы достигали передачи данных со скоростью 9,5 гигабит в секунду, а время задержки не превышало одной миллисекунды — полученные данные вполне соответствуют прогнозируемым условиям функционирования сетей 5G.

Но это был запуск в тепличных условиях лаборатории, на основе прототипов — до перехода на такие скорости в реальном мире, конечно, придется еще очень много работать.

Впрочем, есть факторы, которые могут приблизить светлое будущее, например, государство внезапно освободит большую долю частот под 5G.

Источник: http://www.forbes.ru/tehnologii/360619-umnaya-svyaz-kogda-zarabotayut-seti-5g-i-chto-meshaet-ih-razvitiyu

Стандарт 5G: особенности сетей пятого поколения | World-X

Вы знаете об интернете пятого поколения? Программисты точно слышали о 5G.

Не терпится узнать о невероятно быстром интернете? Скептики наверняка думают, «зачем нам стандарт сетей 5G, когда нет нормального 4G интернета»? Стандарт пятого поколения не просто увеличит скорость интернета, а разрабатывается для внедрения во все сферы деятельности человечества.

Это как жизненная сила для электронных устройств. Ближе к 2020 году все создаваемые гаджеты и машины будут сопряжены с 5G. Это фантастическая, невероятная задумка, которая уже совсем скоро реализуется.

Автомобили

Каждый подключенный к сети автомобиль в случае аварии, заторов или обнаружения ямы на дороге автоматически сообщит позади едущему транспорту о том, что появилась преграда. Другие водители смогут вовремя сбавить скорость. Технология будет задействована так же в беспилотных машинах.

Общественный транспорт

В общественном транспорте, используются специальные датчики, сканирующие состояние дороги. Полученная информация стекается в различные базы и посредством софта распределяется. Следующий автобус получает информацию о качестве дороги и количестве ожидающих его пассажиров.

Бытовая техника

Многая техника будет оснащена динамиками. Если раньше необходимо было для прослушивания песни переходить из комнаты в комнату нося за собой устройство, то сейчас динамики разных девайсов удаленно связаны между собой и будут передавать мелодию.

Экстренные службы

Если дома что-то произойдет, то любое устройство или тот же холодильник может записать голос и срочно передать сообщение в полицию.

С появлением новых технологий настроить экстренную запись сообщения с передачей в соответствующие службы не сложно.

Помимо этого разрабатываются камеры и специальные шлемы для пожарных и различных служб, которые будут транслировать свои действия в реальном времени, что позволит получать от командования дальнейшие указания в зависимости от сложившейся ситуации.

Скорость

Всех интересует, какая скорость будет у нового интернета? Не так давно был побит рекорд 71.75 Гбит/с. Важно отметить, что ныне ведутся тестирования, по завершению которых конечная скорость может быть в 100 раз выше сегодняшнего интернета.

Интернет вещей

Данное выражение можно встретить в СМИ. Что такое «интернет вещей»? Это стиральные машины, телефоны, автомобили, наушники, часы и другие устройства, которых на данный момент 26 млрд и которые в 2020 году будут объединены в одну сеть с помощью Wi-Fi.

Как все это работает?

Представьте, вы к 2020 году разбогатели и едете домой на новом Мерседесе, который согласно полученным погодным данным настроил оптимальную температуру в салоне, объехал ямы и не попал в пробки.

Вы с комфортом подъезжаете к своему двору, с мыслями о новом стартапе, а дома печка дожаривает курицу с картошкой, стынет чай, стиралка усердно полощет спортивный костюм после рыбалки, а телевизор записал финальную часть чемпионата Европы-2020 по футболу.

Холодильник остудил до оптимальной температуры напитки, которые вы используете вечером под футбол.

«Ой, что тут такого», — можно подумать? Однако владелец Мерседеса дал всего несколько команд через смартфон, после чего дом ожил и подготовился к приезду хозяина. Уверенно можно сказать, что за 5G технологиями большое будущее.

Источник: https://wd-x.ru/standart-5g-osobennosti-setej-pyatogo-pokoleniya/

5G в России: перспективы развития, преимущества, проблемы

О перспективах развития мобильного интернета 5G в России, о возможностях нового поколения связи, о проблемах и преимуществах, а также о внедрении 5G в России.

Технология 5G является пятым поколением сотовой связи, который пока находится на стадии разработки и тестирования. Многочисленные тесты проводились, в основном, за рубежом.

Но и российская тройка крупнейших операторов анонсировала появление таких сетей в России. Тестирование и запуск требуют огромных финансовых вложений, и пока существуют сомнения в их экономической оправданности. В настоящее время на территории России самым современным стандартом является 4G, который стал широко доступен по тарифам сравнительно недавно.

Узнайте больше о 4G тарифах от компании Мегафон, которая первой из всех российских операторов связи получила частоты для тестирования 5G.

Возможности 5G интернета

Главной особенностью связи пятого поколения является революционно высокая скорость передачи данных. Она превышает 1 Гбит/сек и может доходить до 15-20 Гбит/сек. Это создает широкие возможности для развития коммуникаций во всех сферах, в том числе и самых высокотехнологичных.

Сети 5G характеризуются крайне низкой задержкой сигнала, что позволяет использовать их для высокоточного управления беспилотными устройствами, роботами.

Для рядовых пользователей это дает перспективу развития виртуальной реальности, интерактивному онлайн взаимодействию, как в познавательных, так и развлекательных целях.

Новое поколение сетей в будущем расширит возможности людей во многих сферах:

  • Беспилотный транспорт – благодаря возможности работать без задержек на высокой скорости до 500 км/час;
  • Промышленность – развитие робототехники и удаленной организации производств;
  • Сельское хозяйство – управление техникой, отслеживание местности и выпаса животных на расстоянии;
  • Образование – технологии обучения посредством погружения в виртуальную реальность;
  • Медицина – проведение сложных операций на расстоянии;
  • Развлечение и игры – общение в интерактивном режиме, трансляция 4К видео, онлайн игры с полным погружением в виртуальный мир.

В мире вопросом разработки сетей нового поколения занимаются ведущие исследовательские институты, сотовые и IT компании, производители телекоммуникационного оборудования. Стандарты связи пока находятся в разработке, как и сама технология — больше в состоянии концепции. Первые коммерческие внедрения сетей анонсированы на 2018-2020 годы.

Несмотря на то, что Россия – это крупнейший мировой рынок с огромным числом потребителей мобильных устройств, технологии мобильной связи развиваются с опозданием.

Разработками в сфере 5G в настоящее время занимаются три крупнейших оператора: Мегафон, Вымпелком (Билайн) и МТС.

Пока работы ведутся на уровне тестирования, самые массовые из которых планируется запустить во время Чемпионата мира по футболу в 2018 году. Коммерческое использование, по мнению операторов, будет возможно в 2020-2022 годах.

Проблему в развитии сетей создает высокая стоимость ее внедрения. Требуется гораздо больше трансляционных вышек и высокая плотность их расположения. Также требуется широкий диапазон частот, иначе не будут реализованы все потенциальные возможности технологии.

Каждый из операторов самостоятельно занимается разработкой технологии, поскольку пока четкого стандарта 5G не существует. Вымпелком совместно с компанией Huawei изучает и готовит внедрение промежуточного варианта сетей, переходного от 4G. Одним из приоритетных направлений является такая сфера, как интернет вещей, предполагающая создание интеллектуальной сети множества устройств.

Наработки операторов

Мегафон не только одним из первых взялся за исследования в области 5G, но уже и продемонстрировал тестовые варианты сети, которая разрабатывалась также совместно с компанией Huawei. В ходе тестирования им удалось достичь скорости 35 Гбит/сек и задержки до 1 миллисекунды.

МТС активно занимается разработками в сфере высокоскоростной связи, и в ходе тестов удалось достичь скорости в 25 Гбит/сек. При этом тестирование производилось на движущемся прототипе.

Также уже были протестированы дополнительные возможности. Такие, как виртуальная реальность, трансляция 4К видео, управление роботом. Первые внедрения 5G планируется осуществлять на базе существующей 4G сети по специально разработанной компанией технологии.

Теле 2 пока не планирует активного внедрения технологии и массового тестирования, считая неоправданными расходы.

Делая акцент на доступность своих услуг, компания предполагает, что пока 5G не имеет перспектив широкого использования в России.

Тем не менее, совместно с компанией Nokia были протестированы возможности собственной технологии связи пятого поколения. Ее назначение ориентировано на инновационный сектор экономики, применение в медицине, науке и промышленности.

*  Минфин и ЦБ РФ готовят законопроект об обращении криптовалют?

Источник: https://www.gadgetstyle.com.ua/38313-5g-mobile-internet-russia/

Технологии 5G-сетей

На заре быстрого и стремительного развития сферы телекоммуникаций уже сложно представить жизнь без мобильных систем. Не так давно в 2012 году на конференции в Женеве были представлены технологии  LTE Advanced (LTE-A) и WiMAX 2 (WMAN-Advanced, IEEE 802.

16m), которые были признаны технологиями четвертого поколения или как уже привыкли их называть – технологии четвертого поколения 4G. Было заявлено, что данные технологии позволяют осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с — подвижным абонентам и 1 Гбит/с — стационарным.

И не успели операторы перевести дух, как уже в 2015 году появляются сообщения о разработке сетей следующего поколения 5G. Так что же такое 5G и настолько ли нам необходимы эти технологии?

На данный момент нет четкого стандарта для сетей пятого поколения, однако, телекоммуникационные  компании, среди которых такие как: Huawei, Ericsson, Nokia, уже сейчас предлагают концепцию будущих  5G сетей. Предполагается, что 5G станет последним и обобщенным стандартом для беспроводных технологий.

Возвращаясь к разговору о сетях четвёртого поколения (4G) стоит сказать, что их ключевой особенностью для привлечения абонентов стала высокая скорость. Но, как показала практика, скорость не является ключевым фактором. Не стоит также забывать о таких параметрах как ёмкость сети, задержки при передаче пакетов и прочих факторов.

Читайте также:  Обзор apple iphone xr - не дешёвый, но компромиссный смартфон

И так как в сетях 5G планируется работа колоссального количества устройств, начиная от кофемашин, холодильников и заканчивая автомобилями, то необходимо серьезное улучшение основных параметров беспроводных сетей, а именно увеличение скорости передачи данных к множеству абонентов, увеличение ёмкости сетей и уменьшение задержек.

Добиться этого планируется следующим образом:

  1. Увеличение пропускной способности сети более 10 Гбит/сек.;
  2. Количество одновременных подключений до 100 миллионов устройств на 1 квадратный километр;
  3. Обеспечение уменьшения задержки в сети до 1 мс;
  4.  Выделение каждому сервису определённой ёмкости ресурса.

Виртуализация в 5G-сетях

Одной из основных технологий в сетях пятого поколения станет «Интернет вещей».

Интернет вещей — это не просто множество различных приборов и датчиков, объединенных между собой проводными и беспроводными каналами связи и подключенных к сети Интернет, это более тесная интеграция реального и виртуального миров, в которых общение производится между людьми и устройствами. Для реализации этого будут применяться такие технологии как беспроводные сенсорные сети и RFID (метод автоматической идентификации объектов). Таким образом, внедрение «Интернет вещей» в сети пятого поколения 5G позволит не только взаимодействовать в единой сети  кругу бытовых гаджетов и устройств (смарт-часы, устройства VR, планшеты и смартфоны), но и позволит охватить все сферы деятельности человека (технология умный дом и умный город).

Рисунок 1 — Охват технологии 5G в жизни человека

Стоит также отметить, что технология 5G планирует стать по-настоящему конвергентной технологией. Конвергенция подразумевает под собой группировку отдельных компонентов сети, в единый оптимизированный вычислительный комплекс. Организация этого комплекса планируется с помощью виртуализации оборудования.

То есть операторы за счёт набора серверов и DATA-центров будут организовывать виртуальное оборудование для обработки и хранения данных, в то время как физическое оборудование будет использоваться лишь для передачи пользовательского трафика.

Таким образом будет уменьшение количества оборудования для одной базовой станции, а если учесть что всё это будет являться неким облаком, то оператор будет иметь доступ в любую точку сети для динамической настройки того или иного сегмента сети.

В основу всего этого будет положена технология SDN — сеть передачи данных, в которой уровень управления сетью отделен от устройств передачи данных и реализуется программно, и NVF — это концепция сетевой архитектуры, предлагающая использовать технологии виртуализации целых классов функций сетевых узлов в виде составных элементов, которые могут быть соединены вместе или связаны в цепочку для создания телекоммуникационных услуг (сервисов).

Рисунок 2 — Виртуализация сетей 5G

За счет виртуализации сети появляется возможность организации такой функции как «сети по запросу».

Рисунок 3 — Сети по запросу в 5G

Как известно, под организацию конкретной задачи сети (сеть смартфонов, умный дом и т.д.) существуют уже готовые решения с набором параметров и конкретным оборудованием. Сети 5G за счет виртуализации и технологии сети «по запросу» предлагают заранее организовать серверы и DATA-центры для операторов с учетом всех требований для сети. Этакое коробочное решение для оператора.

Архитектура сетей пятого поколения

Проблему с покрытием и доступностью к сети было решено изменить путем ориентирования на абонентов, то есть радиопокрытие сети будет подстраиваться под нужды абонентов в отличие от сетей прошлого поколения.

Планируется применение автоматических фазированных антенных решёток, способных динамически изменять диаграммы направленности антенных систем.

Также планируется использование всего доступного частотного диапазона, в частности использование миллиметрового диапазона на коротких расстояниях.

Что касаемо вопроса о сетевой архитектуре 5G, то тут стоит выделить три подсистемы (облака), да – облачные технологии, куда без них в современном мире:

  1. Облако доступа (Access) — подразумевается включение как распределенных, так и централизованных технологий и систем доступа. Также планируется обратная совместимость с сетями 4G и 3G;
  2. Облако управления (Control) — управление сессиями, мобильностью и качеством услуг;
  3. Транспортное облако (Forward) — физическая передача данных в сеть с высокой надежностью, скоростью и балансировкой нагрузки.

 Рисунок 4 — Архитектура сети 5G.

Радиоинтерфейс

Что касается радиоинтерфейса 5G, то планируется увеличение спектральной эффективности в 3 раза по сравнению с сетями четвертого поколения (4G).

Это способствует тому, что при одной и той же ширине полосы пропускания передается до 3 раз больше данных, то есть около 6 бит/сек на 1 Гц.

Новый радиоинтерфейс планируется быть гибким, легко конфигурируемым и обратно совместимым с сетями 4G и 3G.

Рисунок 5 — Концепция нового радиоинтерфейса

Компанией Huawei было предложено следующее решение для нового интерфейса:

Рисунок 6 — Базовые технологии для радиоинтерфейса в 5G по мнению компании Huawei

Как видно из рисунка, предполагается применение следующих технологий:

  • SCMA (Sparse Code Multiple Access) — разделение абонентов на базе разреженного кода, при этом нет необходимости в подтверждении о доставке. В этой технологии битовые потоки разных пользователей в одном частотном ресурсе, напрямую преобразуются в кодовое слово при помощи так называемой кодовой книги из определённого набора. Эти коды условно называются квазиортогональными и количество этих кодов довольно большое, и имеет двухмерную структуру. То есть исходный сигнал накладывается на кодовую книгу и уже преобразованный сигнал попадает на радиоинтерфейс. Восстановление сигнала на приемной стороне также производится по кодовой книге.

Рисунок 7 — Алгоритм технологии SCMA

  • F-OFDM (Flexibel OFDM) — усовершенствованная технология OFDM позволяющая организовать гибкое разбиение на поднесущие, гибкое изменение длины символов и гибкое изменение циклического префикса. То есть под каждую задачу будет использоваться свой набор параметров.

Рисунок 8 — Сравнение технологии OFDM и F-OFDM

  • Polar Code — линейный корректирующий код, основанный на явлении поляризации канала.
  • На иллюстрации ниже представлены также дополнительные, но, несомненно, важные технологии для сетей 5G.

Дополнительные технологии в сетях 5G

  • Massive MIMO  — передача к одному абоненту до 8 потоков данных. В Massive MIMO абонент может работать с большим количеством антенн одновременно, которые будут формировать очень острые диаграммы направленности.

    Использование пространственного мультиплексирования нескольких лучей позволит увеличить принимаемый уровень сигнала и подавить интерференцию от других пользователей, тем самым увеличить пропускную способность и спектральную эффективность;

Рисунок 9 — Massive MIMO

  • Novel Multiple Access — новые технологии доступа, например, SCMA;
  • New Full Duplex — позволяет применять одну частоту в разных сотах для разных задач (UpLink и DownLink);

Рисунок 10 — Принцип работы New Full Duplex

  • Flexibel Duplex  — позволяет организовать гибкую передачу трафика. То есть, например, в UPLink передавать информацию для DownLink;

Рисунок 11 — Принцип работы Flexibel Duplex

  • FBMC/UFMC (Filter Bank Multicarrier, Universal Filter Multi-Carrier) — увеличивает спектральную эффективность, улучшает канальную селективность, позволяет использование в «когнитивном радио»;
  • Adv. Coding and Modulation — применение совокупности технологий модуляций и кодирования, среди которых такие как Non-binary coding, Bit-mapping techniques, Joint coding & modulation;
  • Ultra-dense networking — позволяет за счет виртуализации организовать сверхплотные сети, за счёт которых на n-ой площади можно будет обслуживать большое количество абонентов, что в свою очередь позволяет строить сложные иерархии сети. Также данная технология позволяет одновременное взаимодействие сот между собой;

Рисунок 12 — Технология Ultra-dense

  • Low latency & high reliability — снижение задержки и повышение надежности;
  • M2M/D2D — передача информации напрямую между устройствами (машинами, девайсами) без участия человека. Расширение покрытия за счет устройств абонентов Построение децентрализованной сети;
  • High frequency communication — частоты ниже 6 ГГц будут первичными диапазонами для сети 5G. Частоты выше 6ГГц для универсального доступа и магистральной связи. Как видно из рисунка ниже, планируется задействовать частотный диапазон вплоть до 100 ГГц;

Рисунок 13 — Частотный план 5G

  • Spectrum sharing — совместное использование спектра на разных уровнях  разными технологиями доступа.

Управление сетями в 5G будет осуществляться за счет разрабатываемой TelecommunicationOS. То есть различные отрасли и категории пользователей будут использовать одну операционную платформу для доступа к инфраструктуре сети.

Рисунок 14 — Управление сетями 5G

Экспериментальные данные при тестировании технологии 5G

Те, кто следят за новостями развития беспроводных технологий, наверняка уже слышали о том, что не так давно, в июне 2016 года, МегаФон продемонстрировал передачу данных в 1 Гбит/сек на Петербургском международном экономическом форуме. Преодоление порога в гигабит было долгожданным событием еще со времен выхода стандарта для 4G сетей. Но что же творится на мировом рынке?

Меньше месяца назад, на испытании оборудования 5G сетей в Швеции оператор связи Telia совместно с компанией Ericsson продемонстрировали передачу данных на скорости в 15 Гбит/сек на одного пользователя. Время отклика составляло менее 3 мс.

Эти показатели более чем в сорок раз выше показателей функционирующей 4G сети. К слову сказать, для сетей пятого поколения разработанной дорожной картой предусмотрены пиковые скорости передачи данных в 20 Гбит/сек.

По заявлению руководства оператора Telia, запуск коммерческих 5G сетей планируется уже в 2018 году в Стокгольме и столице Эстонии — Таллине.

Но неизменным лидером на рынке беспроводного оборудования по-прежнему остается компания Huawei. Почти все значимые рекорды в скорости мобильного интернета принадлежат ей и уже несколько лет подряд специалисты Huawei не отдают никому пальму первенства.

В июле этого (2016) года на официальном сайте компании появилась информация о том, что совместно с Vodafone им удалось разогнать скорость в сети до 20 Гбит/сек в E-диапазоне. И что самое удивительное, компания Huawei объявила, что к 2018 году в России будет завершено строительство 5G сетей. Естественно сеть будет обслуживать города, в которых пройдет чемпионат мира по футболу.

Скорее всего, демонстрация гигабитных скоростей в июне этого года компанией МегаФон является первым шагом на пути к реализации этого проекта.

Несмотря на то, что скорость в 20 Гбит/сек определена Международным союзом электросвязи в качестве базовой, Huawei собирается создать гораздо более скоростные сети, так как на форумах презентуются прототипы базовых станций и приемников, позволяющих поддерживать передачу данных на скорости 115 Гбит/с.

Также гигабитные скорости не являются исключением и для движущихся абонентов, ведь пару месяцев назад Huawei передал 10 Гбит/сек абоненту, движущемуся со скоростью 120 км/ч. Естественно главный успех эксперимента зависит от точности сопровождения абонента диаграммой направленности базовой станции, поддерживающей MIMO и Beamforming.

Заключение

Сейчас довольно сложно говорить о возможностях и сроках реализации коммерческих сетей 5G, при условии, что пока даже не введен стандарт, но производители взялись за сети нового поколения очень резко, и их разработки даже опережают выход стандарта.

Если компаниям, участвующим в проекте, удастся добиться поставленных целей, то весь мир сможет получить единую, стабильную, конвергентную и высокодоступную сеть нового поколения, после введения которой уже долгое время не придется создавать и разрабатывать сети нового поколения.

Во всяком случае представители Международного союза электросвязи заявляют свои надежды на то, что 5G станет точкой в развитии беспроводных сетей, существенной переделки архитектуры не будет, и нас ждет лишь минорная доработка радиочасти. 

Источник: https://nag.ru/articles/article/30498/tehnologii-5g-setey.html

Ссылка на основную публикацию