5G vir die slim wêreld

Daar word algemeen geglo dat die werklike rewolusie van die Internet van Dinge slegs veroorsaak sal word deur die popularisering van die vyfde generasie mobiele internetnetwerk. Hierdie netwerk sal in elk geval geskep word, maar besigheid kyk nie nou daarna met die bekendstelling van IoT-infrastruktuur nie.

Kenners verwag dat 5G nie 'n evolusie sal wees nie, maar 'n volledige transformasie van mobiele tegnologie. Dit behoort die hele bedryf wat met hierdie tipe kommunikasie geassosieer word te transformeer. In Februarie 2017, tydens 'n aanbieding by die Mobile World Congress in Barcelona, ​​het 'n verteenwoordiger van Deutsche Telekom selfs verklaar dat a.g.v. slimfone sal ophou bestaan. Wanneer dit gewild word, sal ons altyd aanlyn wees, met byna alles wat ons omring. En afhangend van watter marksegment hierdie tegnologie (telmedisyne, stemoproepe, speletjiesplatforms, webblaai) gaan gebruik, sal die netwerk anders optree.

5G-netwerkspoed in vergelyking met vorige oplossings

Tydens dieselfde MWC is die eerste kommersiële toepassings van die 5G-netwerk gewys - hoewel hierdie bewoording 'n paar twyfel laat ontstaan, want dit is nog onbekend wat dit werklik gaan wees. Die aannames is heeltemal inkonsekwent. Sommige bronne beweer dat 5G na verwagting transmissiesnelhede van tienduisende megabits per sekonde aan duisende gebruikers gelyktydig sal verskaf. Die voorlopige spesifikasie vir 5G, wat 'n paar maande gelede deur die International Telecommunication Union (ITU) aangekondig is, dui daarop dat vertragings nie 4 ms sal oorskry nie. Data moet teen 20 Gbps afgelaai word en teen 10 Gbps opgelaai word. Ons weet dat ITU die finale weergawe van die nuwe netwerk hierdie herfs wil aankondig. Almal stem saam oor een ding - die 5G-netwerk moet gelyktydige draadlose verbinding van honderde duisende sensors verskaf, wat die sleutel is vir die internet van dinge en alomteenwoordige dienste.

Toonaangewende maatskappye soos AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel en vele meer het hul ondersteuning duidelik gemaak om die 5G-standaardiseringtydlyn te versnel. Alle belanghebbendes wil hierdie konsep reeds in 2019 begin kommersialiseer. Aan die ander kant het die Europese Unie die 5G PPP-plan () aangekondig om die rigting van ontwikkeling van volgende generasie netwerke te bepaal. Teen 2020 moet EU-lande die 700 MHz-frekwensie vrystel wat vir hierdie standaard gereserveer is.

5G-netwerk is 'n geskenk van nuwe tegnologie

Enkelgoed het nie 5G nodig nie

Volgens Ericsson was daar aan die einde van verlede jaar 5,6 miljard toestelle in werking in (, IoT). Hiervan het net sowat 400 miljoen met mobiele netwerke gewerk, en die res met kortafstandnetwerke soos Wi-Fi, Bluetooth of ZigBee.

Die werklike ontwikkeling van die Internet van Dinge word baie dikwels met 5G-netwerke geassosieer. Die eerste toepassings van nuwe tegnologieë, aanvanklik in die sakesektor, kan oor twee tot drie jaar verskyn. Ons kan egter nie vroeër as 2025 toegang tot volgende generasie netwerke vir individuele kliënte verwag nie. Die voordeel van 5G-tegnologie is onder meer die vermoë om 'n miljoen toestelle te hanteer wat op 'n oppervlakte van 'n vierkante kilometer saamgestel is. Dit lyk na 'n groot aantal, maar as jy in ag neem waaroor die IoT-visie sê slim stedewaarin, benewens stedelike infrastruktuur, voertuie (insluitend outonome motors) en huishoudelike (slimhuise) en kantoortoestelle gekoppel is, asook byvoorbeeld winkels en goedere wat daarin gestoor word, lyk hierdie miljoen per vierkante kilometer nie meer so nie. groot. Veral in die middestad of gebiede met 'n hoë konsentrasie van kantore.

Wees egter bewus daarvan dat baie toestelle wat aan die netwerk gekoppel is en die sensors wat daarop geplaas word, nie baie hoë spoed benodig nie, want hulle stuur klein gedeeltes data uit. Ultravinnige internet word nie deur 'n OTM of betaalterminal benodig nie. Dit is nie nodig om 'n rook- en temperatuursensor in die beskermingstelsel te hê nie, wat byvoorbeeld 'n roomysvervaardiger inlig oor die toestande in yskaste in winkels. Hoë spoed en lae latensie is nie nodig vir die monitering en beheer van straatbeligting, vir die oordrag van data vanaf elektrisiteit- en watermeters, vir afstandbeheer met 'n slimfoon van IoT-gekoppelde huistoestelle, of in logistiek nie.

Alhoewel ons vandag LTE-tegnologie het, wat ons in staat stel om etlike tiene of selfs honderde megabits data per sekonde oor mobiele netwerke te stuur, gebruik 'n beduidende deel van toestelle wat op die internet van dinge werk steeds 2G netwerke, d.w.s. is sedert 1991 te koop. GSM standaard.

Om die prysversperring te oorkom wat baie maatskappye ontmoedig om IoT in hul huidige aktiwiteite te gebruik en sodoende die ontwikkeling daarvan vertraag, is tegnologieë ontwikkel om netwerke te bou wat ontwerp is om toestelle te ondersteun wat klein datapakkies oordra. Hierdie netwerke gebruik beide die frekwensies wat deur selfoonoperateurs gebruik word en die ongelisensieerde band. Tegnologieë soos LTE-M en NB-IoT (ook genoem NB-LTE) werk in die band wat deur LTE-netwerke gebruik word, terwyl EC-GSM-IoT (ook genoem EC-EGPRS) die band gebruik wat deur 2G-netwerke gebruik word. In die ongelisensieerde reeks kan jy kies uit oplossings soos LoRa, Sigfox en RPMA.

Al die bogenoemde opsies bied 'n wye reeks en is so ontwerp dat die eindtoestelle so goedkoop as moontlik is en so min moontlik energie verbruik, en dus werk sonder om die battery selfs vir etlike jare te verander. Vandaar hul versamelnaam - (lae kragverbruik, lang afstand). LPWA-netwerke wat werk in die reekse wat vir mobiele operateurs beskikbaar is, benodig slegs 'n sagteware-opdatering. Die ontwikkeling van kommersiële LPWA-netwerke word deur navorsingsmaatskappye Gartner en Ovum as een van die belangrikste gebeurtenisse in die ontwikkeling van IoT beskou.

Operateurs gebruik verskillende tegnologieë. Nederlandse KPN, wat verlede jaar sy landwye netwerk bekend gestel het, het LoRa gekies en stel belang in LTE-M. Die Vodafone-groep het NB-IoT gekies – hy het vanjaar 'n netwerk in Spanje begin bou, en hy het planne om so 'n netwerk in Duitsland, Ierland en Spanje te bou. Deutsche Telekom het NB-IoT gekies en kondig aan dat sy netwerk in agt lande bekendgestel sal word, insluitend Pole. Spaanse Telefonica het Sigfox en NB-IoT gekies. Orange in Frankryk het 'n LoRa-netwerk begin bou en toe aangekondig dat hy LTE-M-netwerke van Spanje en België sal begin uitrol in die lande waarin dit bedrywig is, en dus waarskynlik ook in Pole.

Die konstruksie van die LPWA-netwerk kan beteken dat die ontwikkeling van 'n spesifieke IoT-ekosisteem vinniger as 5G-netwerke sal begin. Die uitbreiding van die een sluit nie die ander uit nie, want albei tegnologieë is noodsaaklik vir die slimnetwerk van die toekoms.

5G draadlose verbindings sal waarskynlik in elk geval baie nodig hê die energie. Benewens die voorgenoemde reekse, behoort 'n manier om energie te bespaar op die vlak van individuele toestelle verlede jaar bekendgestel te word. Bluetooth-webplatform. Dit sal gebruik word deur 'n netwerk van slim gloeilampe, slotte, sensors, ens. Die tegnologie laat jou toe om direk vanaf 'n webblaaier of webwerf aan IoT-toestelle te koppel sonder dat spesiale toepassings nodig is.

Visualisering van Web Bluetooth-tegnologie

5G voor

Dit is die moeite werd om te weet dat sommige maatskappye al jare lank 5G-tegnologie nastreef. Samsung werk byvoorbeeld sedert 5 aan sy 2011G-netwerkoplossings. Gedurende hierdie tyd was dit moontlik om 'n transmissie van 1,2 Gb/s te bereik in 'n voertuig wat teen 'n spoed van 110 km/h beweeg. en 7,5 Gbps vir 'n staande ontvanger.

Daarbenewens bestaan ​​​​eksperimentele 5G-netwerke reeds en is dit in samewerking met verskeie maatskappye geskep. Op die oomblik is dit egter nog te vroeg om oor die naderende en werklik globale standaardisering van die nuwe netwerk te praat. Ericsson toets dit in Swede en Japan, maar klein verbruikerstoestelle wat met die nuwe standaard sal werk, is nog ver weg. In 2018, in samewerking met die Sweedse operateur TeliaSonera, sal die maatskappy die eerste kommersiële 5G-netwerke in Stockholm en Tallinn bekendstel. Aanvanklik sal dit stedelike netwerke, en ons sal tot 5 moet wag vir "volgrootte" 2020G. Ericsson het selfs eerste 5G-foon. Miskien is die woord "telefoon" tog die verkeerde woord. Die toestel weeg 150 kg en jy moet daarmee ry in ’n groot bus gewapen met meettoerusting.

Verlede Oktober het die nuus van die debuut van die 5G-netwerk uit verre Australië gekom. Hierdie tipe verslae moet egter met 'n afstand benader word - hoe weet jy, sonder 'n 5G-standaard en spesifikasie, is 'n vyfde generasie diens bekendgestel? Dit behoort te verander sodra op die standaard ooreengekom is. As alles volgens plan verloop, sal voorafgestandaardiseerde 5G-netwerke hul eerste verskyning by die 2018 Olimpiese Winterspele in Suid-Korea maak.

Millimetergolwe en klein selle

Die werking van die 5G-netwerk hang af van verskeie belangrike tegnologieë.

Basisstasie vervaardig deur Samsung

Eerste millimeter golf verbindings. Al hoe meer toestelle koppel aan mekaar of aan die internet deur dieselfde radiofrekwensies te gebruik. Dit veroorsaak spoedverlies en probleme met verbindingstabiliteit. Die oplossing kan wees om oor te skakel na millimetergolwe, m.a.w. in die frekwensiereeks van 30-300 GHz. Hulle word tans veral in satellietkommunikasie en radio-astronomie gebruik, maar hul vernaamste beperking was hul kort reikafstand. 'n Nuwe tipe antenna los hierdie probleem op, en die ontwikkeling van hierdie tegnologie is steeds aan die gang.

Tegnologie is die tweede pilaar van die vyfde generasie. Wetenskaplikes spog dat hulle reeds in staat is om data met behulp van millimetergolwe oor 'n afstand van meer as 200 m. En letterlik elke 200-250 m in groot stede kan daar wees, dit wil sê, klein basisstasies met baie lae kragverbruik. In minder bevolkte gebiede werk "klein selle" egter nie goed nie.

Dit behoort te help met die bogenoemde kwessie MIMO tegnologie nuwe generasie. MIMO is 'n oplossing wat ook in die 4G-standaard gebruik word wat die kapasiteit van 'n draadlose netwerk kan verhoog. Die geheim is in multi-antenna transmissie aan die stuur- en ontvangkant. Volgende generasie stasies kan agt keer meer poorte as vandag hanteer om data op dieselfde tyd te stuur en te ontvang. Netwerkdeurset word dus met 22% verhoog.

Nog 'n belangrike tegniek vir 5G is dat "bundelvorming“. Dit is 'n seinverwerkingsmetode sodat die data langs die optimale roete aan die gebruiker gelewer word. help millimetergolwe om die toestel in 'n gekonsentreerde straal te bereik eerder as deur 'n alrigtingtransmissie. Dus word seinsterkte verhoog en interferensie word verminder.

Die vyfde element van die vyfde geslag behoort die sg volle dupleks. Dupleks is 'n tweerigting-oordrag, dit wil sê een waarin die oordrag en ontvangs van inligting in beide rigtings moontlik is. Voldupleks beteken dat data sonder transmissieonderbreking versend word. Hierdie oplossing word voortdurend verbeter om die beste parameters te bereik.

 

Sesde generasie?

Die laboratoriums werk egter reeds aan iets selfs vinniger as 5G - hoewel ons weereens nie presies weet wat die vyfde generasie is nie. Japannese wetenskaplikes skep as 't ware 'n toekomstige draadlose data-oordrag, die volgende, sesde weergawe. Dit bestaan ​​uit die gebruik van frekwensies vanaf 300 GHz en hoër, en die spoed wat behaal word, sal 105 Gb / s op elke kanaal wees. Navorsing en ontwikkeling van nuwe tegnologieë is al vir etlike jare aan die gang. Verlede November is 500 Gb/s bereik deur die 34 GHz terahertz-band te gebruik, en daarna 160 Gb/s met 'n sender in die 300-500 GHz-band (agt kanale gemoduleer teen 25 GHz-intervalle). ) - dit wil sê resultate baie keer groter as die verwagte vermoëns van die 5G-netwerk. Die jongste sukses is die werk van 'n groep wetenskaplikes van die Universiteit van Hiroshima en Panasonic-werknemers op dieselfde tyd. Inligting oor die tegnologie is op die universiteit se webwerf geplaas, die aannames en meganisme van die terahertz-netwerk is in Februarie 2017 by die ISSCC-konferensie in San Francisco aangebied.

Soos u weet, maak 'n toename in die frekwensie van operasie nie net vinniger data-oordrag moontlik nie, maar verminder ook die moontlike reeks van die sein aansienlik, en verhoog ook die vatbaarheid daarvan vir alle vorme van inmenging. Dit beteken dat dit nodig is om 'n redelik komplekse en digverspreide infrastruktuur te bou.

Dit is ook opmerklik dat revolusies – soos die 2020G-netwerk wat vir 5 beplan word en dan die hipotetiese selfs vinniger terahertz-netwerk – beteken dat miljoene toestelle vervang moet word met weergawes wat by nuwe standaarde aangepas is. Dit sal waarskynlik die tempo van verandering aansienlik vertraag en veroorsaak dat die beoogde omwenteling eintlik 'n evolusie word.

Voortgesit moet word Onderwerp nommer in die jongste uitgawe van die maandblad.