Naautsorse.ru

Связь и коммуникации
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

4 5 g интернет

5G — пятое поколение мобильной связи

Первые пилотные 5G сети в России запустили в 2019 году в Москве операторы МТС и ТЕЛЕ2, предлагая потребителям более высокую скорость передачи данных и меньшую задержку, по нашим данным скорость 5G интернета достигала 4.5 Гбит/с. В дальнейшем 5G откроет новые возможности для промышленных приложений и IOT устройств, и станет основополагающим элементом для создания «умных городов». 5G — это следующий шаг к созданию более совершенных сетей в нашем технологичном мире.

Что такое 5G интернет и основные характеристики технологии

Наиболее распространенной технологией 5G является mmWave, но несущие также будут использовать новый спектр в области Wi-Fi ниже 6 ГГц, в полосах ниже 1 ГГц и в существующих диапазонах 4G LTE.

Общая идея заключается в том, чтобы значительно увеличить количество доступного спектра путем объединения плюсов и минусов разных частот. Объединение большего спектра с агрегацией несущих (отправка данных по нескольким частям спектра) позволяет увеличить пропускную способность и значительно повысить скорость для абонентов.

Высокочастотные базовые станции миллиметровых волн mmWave

Для того чтобы достичь более высоких скоростей, нам нужно расширить спектр. Миллиметровые волны, которые находятся в частотном спектре 30–300 ГГц, предоставляют нам необходимое пространство для расширения спектра. mmWave позволяют передавать данные на высокой скорости, но из-за большого затухания радиус действия сужается. И втрое ограничение высокой частоты — эти волны не могут проникать сквозь преграды – деревья, стены зданий. Поэтому приходится менять архитектуру сети: высокие мощные базовые станции, покрывающие большие расстояния будут работать совместно с компактными маломощными ячейками.

Спектр 5G

Полный спектр показан на рисунке выше, желтым цветом изображены существующие полосы, которые уже могут использоваться 5G NR для мобильных широкополосных и IoT-приложений. Затем показана полоса зеленого цвета, которая одобрена на всемирной конференции радиосвязи ВКР-19, и полоса красного цвета с большей шириной полосы. Красная полоса регулируется соглашением федеральная комиссии по связи.

5G NR может использовать спектр от 6 ГГц до 100 ГГц. По сравнению с LTE-A пропускная способность системы 5G увеличивается в 10 раз (с 100 МГц в LTE-A до 1 ГГц +). Полосы для NR в основном классифицируются как Low Band, Mid Band и High Band, и эти полосы могут использоваться в зависимости от приложения, как указано ниже:

  • Низкий диапазон — ниже 1 ГГц. Более длинный диапазон, например, мобильная широкополосная связь и массовые IoT, например: 600 МГц, 800 МГц, 900 МГц. Это охват больших расстояний;
  • Средний диапазон — от 1 ГГц до 6 ГГц. Более широкие полосы пропускания: 3.4–3.8 ГГц, 3.8–4.2 ГГц, 4.4–4.9 ГГц. Высокая пропускная способность в городских районах, охват среднего радиуса действия. Использование внутри помещений;
  • Высокий диапазон — выше 24 ГГц (мм-волна). Экстремальные полосы пропускания, например: 24.25–27.5 ГГц, 27.5–29.5, 37–40, 64–71 ГГц. Малый радиус действия и большая пропускная способность.

Большое количество малых сот

Малые соты — это базовые станции с небольшим радиусом действия, они покрывают на улицах ограниченную область или применяются внутри помещений. Малые соты имеют все основные характеристики обычных базовых станций, поддерживают высокие скорости передачи данных с минимальной задержкой.

В зависимости от зоны покрытия и количества обслуживаемых пользователей Малые БС делятся на три основные категории.

Фемтосоты (Femtocells)

Фемтосоты — это в основном небольшие мобильные базовые станции, предназначенные для обеспечения расширенного покрытия в жилой зоне и офисных помещениях. Плохой уровень сигнала от базовых станций оператора мобильной связи может быть компенсирован путем использования Femtocells. Фемтосоты в основном используются для расширения зоны покрытия и увеличения емкости данных для пользователей внутри помещений. Для их работы необходим Интернет канал.

5G обвинили в распространении коронавируса. Это правда? Как вообще сеть будущего связана с эпидемией

Очевидно, что глобальная эпидемия коронавируса ударила по многим отраслям, которые завязаны на производстве и строительстве чего-либо. Но сильнее всего досталось нишам, которые только-только начали развиваться. Одна из них — 5G. Практически все европейские страны и США ещё пару-тройку месяцев назад были озабочены развёртыванием сетей нового поколения. Сегодня, понятное дело, все они переживают о другом. Но спадёт паника, и голова о наследнике 4G снова у многих заболит. Причём пуще прежнего. Потому что коронавирус внёс серьёзные поправки в планы всех операторов. Всех, кроме российских.

Да что вы так зациклились на своём 5G? Его никто не ждёт, и он никому не нужен

Отнюдь. Польза 5G для многих не очень очевидна. Если коротко, то она заключается не только в скоростях передачи данных выше, чем у 4G. Ещё у новой сети нет задержки и она поддерживает большее число подключаемой одновременно к одному каналу техники. Всё это необходимо для развития сферы «интернета вещей», которая сделает быт людей ещё удобнее. Поэтому массового распространения технологии ждут во всём мире. Особенно сильно этого процесса ждали в 2020 году. Ещё в январе на Consumer Electronics Show (CES) крупнейшие технологические компании окрестили 2020 год годом 5G.

И что это значит? Уже три месяца прошло. Где мой 5G?

Как бы это забавно ни было, у вас ещё нет 5G в том числе и из-за классической дилеммы про то, что должно быть первым — курица или яйцо? В данном случае операторы не бросают всё и сразу ради запуска сети нового поколения из-за того, что они не очень сильно мотивированы. Они знают, что, если сейчас натянуть новую сеть, она будет пустовать. Ведь 99% современных смартфонов — главных клиентов 5G — сегодня работают только с 4G. Смартфоны в этом сценарии играют важную роль, потому что именно им предрекают судьбу главного хаба в мире «интернета вещей».

Читать еще:  500 мегабайт интернета за 50 рублей теле2

Впрочем, это не значит, что порочный круг никогда не разорвётся. Он уже дал слабину: 2020 год точно станет годом 5G. Но со стороны рынка смартфонов, а не телекома. И в первую очередь благодаря китайским вендорам.

А что такого особенного в китайцах?

Фото © LIFE / Роман Кильдюшкин

Прошло всего три месяца 2020 года, а «фабрика мира» выпустила уже целый ворох смартфонов с поддержкой 5G: Realme X50 Pro, Redmi K30 Pro, Vivo X50 Pro, ZTE Axon 11, вся линейка Huawei P40 по умолчанию продаётся с нужным модемом. Но самое важное в этом лайнапе то, что все смартфоны, кроме Huawei, стоят дешевле $500. В этом году у каждого вендора появится недорогая модель с поддержкой 5G.

Именно китайцы продвигают 5G в массы своими бюджетными смартфонами. Они наращивают пользовательскую базу и приглашают тем самым операторов к активному развитию инфраструктуры. Ведь потенциал огромного рынка и спроса уже чувствуется: на конец 2019 года 5G на коммерческой основе был худо-бедно доступен в 24 странах.

России в этом списке не было, но та же Huawei всё равно помахала рукой операторам и властям в нашей стране. Новые флагманы компании даже у нас будут продаваться с 5G. К России мы ещё вернёмся, а пока завершим обсуждать китайцев.

Не стоит, кстати, думать, что китайцы как-то обделяют своих. Вовсе нет. Другая важная причина, по которой китайские вендоры кинулись клепать дешёвые 5G-звонилки, в том, что КНР на сегодня — крупнейший по проникновению 5G регион в мире. На начало 2020 года в Поднебесной работало более 160 000 вышек 5G в более чем 50 городах.

И что? Операторы погнались расставлять антенны для сетей нового поколения следом за Xiaomi и Vivo?

Фото © ТАСС / Frank Hoermann / SVEN SIMON

Они бы и рады, но коронавирус внёс в планы по развёртыванию 5G поправки. И речь не только о задержках в цепочках поставок или заморозке монтажных работ. Всё это, разумеется, в США и Европе случилось, и об этом говорят. Но гораздо меньше внимания приковано к фундаментальным проблемам, возникшим с сетями пятого поколения из-за коронавируса.

Буквально на днях 3GPP, консорциум по разработке и утверждению стандартов и протоколов мобильной связи, отложил на три месяца утверждение критических обновлений для 5G Standalone (SA). Причина — карантин.

Прежде чем двинемся дальше, позвольте провести небольшой ликбез. Грубо говоря, 5G делится на две категории: Non-Standalone (NSA) и Standalone (SA). Первый базируется на базе 4G и, как следствие, стоит для операторов дешевле. Но такой тип 5G, скажем так, не истинный. Такая связь быстрее и стабильнее LTE, но всё ещё далека от 5G, о котором все грезят. 5G, о котором все грезят, — это Standalone. Такая сеть и оборудование работают уже в настоящих миллиметровых волнах и способны выдать беспрецедентные скорости и отсутствие задержки. Но для них нужна новая инфраструктура.

Так вот отсрочка мероприятия 3GPP скажется на оптимизации сетей нового поколения. Немного цифр, которые подчеркнут важность отменённого ивента: предыдущая доработка 5G NSA, случившаяся тремя месяцами ранее, повысила прогнозируемое число абонентов 5G к концу 2020 года до 60 млн. Этот показатель на 50% больше того, что был до апдейта.

Автор Business Insider считает, что даже за такой, казалось бы, незначительной задержкой может последовать эффект снежного кома, который скажется не только на рынке телекома, но и на связанных с ним индустриях. Без решения 3GPP производители сетевого оборудования могут приостановить разработку станций 5G SA. Поскольку они не уверены, что выпущенная ими сегодня техника впишется в стандарты, которые объявит 3GPP через три месяца. Как следствие, скорректировать сроки развёртывания 5G придётся и операторам. В конце концов, без всего этого руки окажутся связанными и у производителей IoT-устройств, носимой техники и смартфонов.

Телеком-аналитик MForum Analytics Алексей Бойко считает, что в США и Европе и без случая с 3GPP можно наблюдать влияние эпидемии на развитие 5G.

Мы видим, например, как откладывается проведение частотных аукционов в США и Франции. Строгие карантинные меры мешают активному строительству покрытия 5G. Насколько существенным будет урон конкретно для телекома в США и Европе, будет определять дальнейшее развитие эпидемии и противоэпидемических мер, — считает эксперт и добавляет, что в КНР, в отличие от остального мира, ситуация с 5G сильно отличается.

Судя по сообщениям из этой страны, эпидемию в ней удаётся контролировать, производство быстро восстанавливается и сети 5G будут развиваться намеченными темпами, — говорит Алексей Бойко.

А что с Россией? Помешает ли коронавирус развитию 5G в нашей стране?

Фото © ТАСС / Михаил Почуев

Мы поинтересовались у «Билайна», Tele2 и МТС, повлияет ли эпидемия CoViD-19 на их планы, связанные с 5G в 2020 году, а также на развитие инфраструктуры в целом.

«Билайн» без каких-либо объяснений ответил, что их болезнь никак не коснётся. Tele2 тоже не предвидит осложнений, связанных с коронавирусом. И даже объяснил почему.

Читать еще:  Бесплатный интернет мтс на телефон

На первоначальном этапе сети пятого поколения будут развёрнуты в режиме NSA, то есть на базе сетей существующих LTE. Именно действующая инфраструктура станет технологической «подложкой» для развёртывания сетей пятого поколения. Ещё в прошлом году Tele2 заключила договор с Ericsson о закупке 50 тысяч базовых станций 5G ready — мы приближаемся к установке половины БС, предусмотренных пятилетним контрактом, — рассказала Лайфу пресс-секретарь Tele2 Дарья Колесникова.

Главной проблемой в развитии 5G на территории РФ даже в условиях пандемии оператор видит не нехватку оборудования, а недоступность диапазона 3,4–3,8 МГц, который является основным для развития технологии, но по-прежнему занят спецпользователями.

Под спецпользователями Tele2 подразумевает «Роскосмос» и Минобороны. Спецсвязь именно этих государственных структур занимает указанный частотный диапазон. И в середине прошлого года Владимир Владимирович Путин отказался уступать его российским операторам.

Аналитик TelecomDaily Денис Кусков считает, что ситуация изменится, но совсем нескоро. Не в этом году.

Эпидемия коронавируса скажется на многих отраслях, в том числе и на рынке телекоммуникаций. Уже вероятны задержки в поставке оборудования для сетей пятого поколения. Но нужно понимать, что для России это не очень принципиально, поскольку у нас запускаются только тестовые и показательные зоны 5G. И раньше 2022–2023 годов серьёзных изменений в этом деле ждать не стоит. Так что российская мобильная связь от эпидемии не пострадает. Ну если ситуация с коронавирусом ограничится только этим годом, — объяснил эксперт.

Компания МТС посвящать журналиста Лайфа в свои планы отказалась.

А правда, что в появлении коронавируса виновата 5G?

Фото © ТАСС / EPA

Неправда. Но такая конспирологическая теория на самом деле существует. Причём в один момент она так завирусилась в англоязычных соцсетях, что СМИ пришлось её опровергать.

Сторонники теории опираются на два факта. Первый — вирус появился в Ухани, первом китайском городе, где развернулся 5G. И их не смущает, что ровно тогда же новая сеть запустилась ещё в 15 городах, ни один из которых не стал впоследствии очагом распространения болезни.

Второй — миллиметровые волны 5G ослабляют иммунитет, что приводит к уязвимости организма перед всякими заразами вроде CoViD-19. Нет ни одного научного исследования, которое бы доказывало ослабление иммунитета радиоволнами. Какое-то влияние, конечно, они оказывают, но совсем не критическое. Подробнее об этом со ссылками на научные статьи мы писали здесь.

Если уж на то пошло, то сети нового поколения, наоборот, помогли Китаю побороть эпидемию. Именно через 5G между больницами страны была налажена стабильная и быстрая видеосвязь, позволяющая диагностировать пациентов дистанционно.

Портал о современных технологиях мобильной и беспроводной связи

Базовые технологические решения 4,5G

Стандарт 4,5G – это тип сетей LTE с гигабитными скоростями. Технические характеристики стандарта обуславливаются применением в них трех базовых решений: агрегации частот, многоантенной системы MIMO и типом модуляционно-кодирующих схем.

Huawei организовывал тестирования агрегации двух несущих из разных диапазонов в восходящем канале ( Uplink Carrier Aggregation ). При этом ширина частотных каналов отличалась в два раза: 10 МГц и 20 МГц в диапазонах 850 МГц и 2600 МГц соответственно. При использовании модуляции 64QAM специалистам удалось увеличить скорость работы сети на 44%. Данный прирост пропускной способности актуален при уровнях сигнала от -85 до -110 дБм. Технология поддерживается некоторыми смартфонами: например, Samsung Galaxy S7 и LG G5 .

Решение с 4-мя антеннами на прием и 4-мя антеннами на передачу (MIMO 4*4) поддерживается базовыми станциями Huawei RRU3971 для диапазона 1800 МГц и RRU3281 для 2600 МГц. Например, данное оборудование представлено на беспроводных сетях в Таиланде. При использовании 4×4 MIMO в диапазоне 1800 МГц средняя скорость интернет-соединения в стране возросла на 23%.

При использовании модуляции 256QAM скорость увеличивается еще на 30% (по отношению к модуляции 64QAM). Однако, у возможностей такого прироста есть ограничения по отношению сигнал/шум ( Signal Interference + Noise Ratio, SINR). Для использования высокоэффективных методов модуляции соотношение сигнал/шум должно быть высоким. В частности, если соотношение составляет 25-29 дБ, то скорость увеличивается в среднем на 25%. Если SINR немного упадет до уровня 24 дБ, то при применении модуляции 256QAM скорость увеличится лишь на 8-9% по сравнению с 64QAM. В связи с чем, можно заключить, что данная модуляция эффективна только при нахождении абонентов рядом с базовыми станциями (желательна прямая видимость), что требует плотного размещения базовых станций и актуально для пико- и фемтосотовых структур.

4,5G как эволюция от 4G к 5G

Впервые в коммерческое использование 4,5G был запущен в 2015 году. Его рассматривают как следующий шаг эволюции от 4G к 5G , который способен соответствовать прогнозируемому объему трафика 2020 года. Так, к началу третьего десятилетия ожидается 2-кратное увеличение числа пользователей широкополосным интернетом. Потребляемый каждым абонентом трафик возрастет до 5 ГБ/мес., что в 10 раз больше по сравнению с текущими показателями. Количество подключенных к сети объектов IoT превысит 3 млрд., проявив тем самым рост в 7,5 раза. Развертывание 4,5G стимулирует развитие и внедрение актуальных направлений IT-сферы: облачных сервисов, дополненной реальности и видеоконтента сверхвысокой четкости (2K/4K).

В настоящее время стандарт 4,5G запущен в полноценное коммерческое использование в Корее, как тестовый проект – в Сингапуре, Франции и Австралии. Однако в Корее скорость соединения достаточно низка: 330 Мбит/сек в Downlink и 100 Мбит/сек в Uplink. Это объясняется ограниченностью задействованного частотного спектра. Характеристики сети 4,5G в указанных регионах относительно нисходящего канала представлены в таблице. Также порядка 100 сетей 4,5G находятся на различных стадиях строительства в других странах.

Читать еще:  Yota скорость мобильного интернета

Интернет 5G — все, что известно на данный момент

Хотя сети LTE (4G) еще не исчерпали весь потенциал и распространены далеко не везде, скоро начнет появляться инновационный 5G. В стандарте нового поколения не только значительно увеличится скорость интернета, улучшится пропускная способность и уменьшится отклик, но и будет введен широкий перечень технологий будущего.

Что такое сеть 5G и как это работает?

5G — следующее поколение мобильных сетей, призванное в будущем заменить сети LTE и внедрить в жизнь людей много новых технологий. Для эффективной работы 5G понадобится размещение большего количества вышек сотовой связи. Причем оборудование должно быть гораздо мощнее, чем у LTE. Это необходимо для высокоскоростного соединения на большом расстоянии. На приемопередатчиках будет закреплено несколько антенн, в результате чего улучшится качество сигнала (за счет разнесенного приема).

Также стандарт нового поколения станет использовать более высокочастотные диапазоны в сравнении с 4G — последние работают с частотой ниже 3,5 ГГц. Увеличение частоты сделает сигнал чище и избавит от помех.

В 5G будет внедрена технология Network Slicing, позволяющая сотовым операторам изолировать сети и выделять каждую из них под конкретную задачу. К примеру, одни сети будут предназначены для широкополосного доступа, другие — для управления интернет вещами.

Скорость интернета 5G

Один из главных достоинств сетей нового поколения — скорость передачи данных. Для рядовых пользователей этот показатель достигнет порядка 10 Гбит/c. Стоит отметить, что рекордные показатели 5G выдали цифру в 25,3 Гбит/c, в том время как сети LTE едва ли превышают отметку в 100 Мбит/с.

Такие скорости позволят смотреть и транслировать видео в 4К и 8К — это придется весьма кстати, учитывая нынешнюю популярность стримов. Фильмы в формате Full HD и должны будут скачиваться в течение минуты. С подобными скоростями сети 5G сделают большой шаг вперед в развитии виртуальной реальности.

Отклик и задержка

В 5G значительно уменьшится задержка (вплоть до 1 мс). Если сравнивать с 4G, то там отклик достигает 10 мс. Когда дело касается видеотрансляций, небольшая задержка до пары десятков миллисекунд незначительна, но если речь идет о критических сервисах, здесь в буквальном смысле важна каждая доля секунды.

Благодаря мгновенному отклику и низкой задержке система управления подключенным автомобилем сможет мгновенно реагировать на различные ситуации на дорогах — таким образом получится предотвратить массу аварий и спасти много жизней. Благодаря снижению отклика инженеры смогут реализовать и прочие критические процессы, например, автоматизацию производства, телемедицину, автомобили-беспилотники и т. д.

Развитие технологии интернет вещей

Со стандартом 5G вырастет количество соединений. Теперь на 1 км² станет доступно до 100 миллионов подключений, что поспособствует развитию умных домов и умных городов. В будущем практически в каждое электронное устройство будет внедрен специальный датчик — начиная от дверных замков и кофеварок, заканчивая автомобилями и более серьезными системами. Благодаря этому гаджеты смогут взаимодействовать с интернетом, пользователем и между собой.

Представьте такую картину: человек направляется домой, а кофеварка уже получает сигнал о прибытии хозяина (синхронизируясь с автомобилем) и автоматически начинает варить кофе. При входе в здание включается свет, телевизор с любимым каналом или предустановленная музыка — в идеале, запрограммировать можно будет многое.

Мобильная сеть 5G

Передача данных через мобильную сеть 4G возможна при скорости движения объекта не более 200 км/час. Но в мире существуют скоростные поезда, которые разгоняются до 500 км/час, не говоря о самолетах. Сети LTE не способны передавать сигнал при такой скорости движения объекта, однако 5G призваны исправить проблему — теперь получится осуществлять передачу данных даже на борту высокоскоростного самолета.

Device-to-device (D2D)

Эта технология позволит устройствам, расположенным в относительной близости друг от друга, напрямую обмениваться данными. Такое соединение снизит потребление энергии, повысит пропускную способность и эффективность радиоспектра. Технология направлена, главным образом, на осуществление общественной безопасности, так как специализированное оборудование сможет функционировать даже тогда, когда интернет недоступен или соединение с ним нарушено.

Первые телефоны/смартфоны с 5G

Компании Xiaomi, Motorola, Huawei, Samsung и Nokia уже планирует выпустить гаджеты с поддержкой 5G, однако не стоит бросаться за ними в магазин. Первые годы сети будут тестироваться, и полноценно воспользоваться их возможностями удастся только через несколько лет. Поэтому смысла в покупке таких гаджетов сейчас нет, особенно учитывая запоздалую локализацию технологии на территории России.

Когда 5G появится в России?

Мировой полноценный запуск сетей будущего планируется на 2020 год. Первооткрывателями станут азиатские страны, после чего технология переберется в США. В России первые пробные проекты стартуют не ранее конца 2020 года. Что касается полноценного внедрения, 5G запуститься только через 3-4 года — это еще раз говорит о бессмысленности приобретения 5G-телефонов в ближайшее время.

Итоги

Стандарт 5G обещает в корне изменить жизнь человечества, внедрив широкий перечень новых технологий. Благодаря высоким скоростям, пропускной способности и низкому отклику станет доступно много интересных технических нововведений, включая интернет вещей, беспилотные автомобили и прогрессивные шлемы виртуальной реальности.

Сейчас остается только ждать окончания испытаний и запуска сетей 5G в мировом масштабе. До России интернет пятого поколения доберется традиционно с задержкой в несколько лет.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector