5G за паметен свет

Прилично е вообичаено верување дека вистинската револуција на Интернет на нештата ќе биде предизвикана само од популаризацијата на мобилната интернет мрежа од петтата генерација. Оваа мрежа сè уште ќе се креира, но бизнисите во моментов не гледаат на тоа со имплементација на инфраструктурата на IoT.

Експертите очекуваат дека 5G нема да биде еволуција, туку целосна трансформација на мобилната технологија. Ова треба да ја трансформира целата индустрија поврзана со овој тип на комуникација. Во февруари 2017 година, за време на презентација на Светскиот конгрес за мобилни телефони во Барселона, претставник на Дојче Телеком дури изјави дека поради паметните телефони ќе престанат да постојат. Кога ова ќе стане популарно, секогаш ќе бидеме онлајн, со речиси сè околу нас. И во зависност од тоа во кој сегмент од пазарот ќе се користи оваа технологија (телемедицина, гласовни повици, платформи за игри, прелистување веб), мрежата ќе се однесува поинаку.

Брзина на 5G мрежа во споредба со претходните решенија

За време на истиот MWC, беа прикажани првите комерцијални апликации на 5G мрежата - иако оваа формулација предизвикува некои сомнежи, бидејќи сè уште не се знае како всушност ќе биде. Претпоставките се целосно неконзистентни. Некои извори тврдат дека се очекува 5G да обезбеди брзини на пренос од десетици илјади мегабити во секунда до илјадници корисници во исто време. Прелиминарната спецификација за 5G, објавена пред неколку месеци од Меѓународната унија за телекомуникации (ITU), сугерира дека латентноста нема да надмине 4 ms. Податоците треба да се преземаат со 20 Gbps и да се прикачат со 10 Gbps. Знаеме дека ITU сака да ја објави конечната верзија на новата мрежа оваа есен. Сите се согласуваат за едно - мрежата 5G мора да обезбеди симултана безжична врска на стотици илјади сензори, што е клучно за Интернет на нештата и сеприсутните услуги.

Водечките компании како AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel и многу други јасно ја истакнаа својата поддршка за забрзување на распоредот за стандардизација на 5G. Сите заинтересирани страни сакаат да започнат со комерцијална имплементација на овој концепт веќе во 2019 година. Од друга страна, Европската унија објави план за 5G PPP () за одредување на насоката на развој на мрежите од следната генерација. До 2020 година, земјите од ЕУ мора да ја ослободат фреквенцијата од 700 MHz резервирана за овој стандард.

Мрежата 5G е подарок на новите технологии

На самците не им треба 5G

Според Ericsson, на крајот на минатата година имало 5,6 милијарди уреди во употреба во IoT. Од нив, само околу 400 милиони беа на мобилни мрежи, а останатите беа на мрежи со краток домет како што се Wi-Fi, Bluetooth или ZigBee.

Вистинскиот развој на Интернет на нештата многу често се поврзува со 5G мрежите. Првите апликации на новите технологии, првично во деловниот сектор, може да се појават за две до три години. Сепак, можеме да очекуваме пристап до мрежите од следната генерација за индивидуални корисници не порано од 2025 година. Предноста на 5G технологијата е, меѓу другото, можноста за ракување со милион уреди собрани на површина од квадратен километар. Ова може да изгледа како огромна бројка, но ако земете во предвид што вели визијата за IoT паметни градовиво која, покрај урбаната инфраструктура, се поврзани возила (вклучувајќи автономни автомобили) и апарати за домаќинство (паметни домови) и канцелариски уреди, како и, на пример, продавници и стоки складирани во нив, овој милион на квадратен километар престанува да изгледаат толку големи. Особено во градските центри или области со висока концентрација на канцеларии.

Запомнете, сепак, дека многу уреди поврзани со мрежа и сензори во кои се сместени не бараат многу големи брзини бидејќи пренесуваат мали делови од податоци. Не е потребен ултра брз интернет за банкомат или терминал за плаќање. Не е неопходно да се има сензор за чад и температура во системот за заштита, кој го информира, на пример, производителот на сладолед за условите во фрижидерите во продавниците. Големите брзини и малата латентност не се потребни за следење и контролирање на уличното осветлување, пренос на податоци од броила за електрична енергија и вода, далечинско управување со домашни уреди поврзани со IoT со помош на паметен телефон или во логистика.

Денес, иако имаме LTE технологија, која ни овозможува да испраќаме десетици, па дури и стотици мегабити податоци во секунда преку мобилни мрежи, значителен дел од уредите кои работат на Интернет на нештата сè уште користат 2G мрежи, т.е. достапен во продажба од 1991 година. GSM стандард.

За да се надмине трошковната бариера која обесхрабрува многу компании да користат IoT во нивните тековни операции и со тоа да го попречат неговиот развој, развиени се технологии за изградба на мрежи дизајнирани да поддржуваат уреди кои пренесуваат мали пакети податоци. Овие мрежи користат и фреквенции што ги користат мобилните оператори и нелиценциран спектар. Технологиите како што се LTE-M и NB-IoT (исто така наречени NB-LTE) работат во спектарот што го користат LTE мрежите, додека EC-GSM-IoT технологијата (исто така наречена EC-EGPRS) го користи спектарот што го користат 2G мрежите. Во опсегот без лиценца, можете да изберете од решенија како што се LoRa, Sigfox и RPMA.

Сите горенаведени опции нудат широк опсег и се дизајнирани на таков начин што крајните уреди се што е можно поевтини и трошат што е можно помалку енергија, а со тоа работат без замена на батеријата дури и неколку години. Оттука и нивното колективно име - (ниска потрошувачка на енергија, долг дострел). Мрежите LPWA кои работат во опсезите достапни за мобилните оператори бараат само ажурирање на софтверот. Развојот на комерцијални LPWA мрежи се смета од истражувачките компании Gartner и Ovum како еден од најважните настани во развојот на IoT.

Операторите користат различни технологии. Холандскиот KPN, кој ја лансираше својата национална мрежа минатата година, ја избра LoRa и е заинтересиран за LTE-M. Групацијата Водафон го избра NB-IoT - оваа година почна да гради мрежа во Шпанија и има планови да изгради таква мрежа во Германија, Ирска и Шпанија. Дојче Телеком го избра NB-IoT и најавува дека неговата мрежа ќе биде лансирана во осум земји, вклучувајќи ја и Полска. Шпанската Телефоника ги избра Sigfox и NB-IoT. Orange во Франција почна да гради мрежа LoRa, а потоа објави дека ќе започне со лансирање на LTE-M мрежи од Шпанија и Белгија - земјите во кои работи, а со тоа и веројатно Полска.

Изградбата на мрежата LPWA може да значи дека развојот на посебен екосистем за IoT ќе започне побрзо од мрежите 5G. Проширувањето на едната не ја исклучува другата, бидејќи и двете технологии се од суштинско значење за паметната мрежа на иднината.

5G безжичните врски веројатно ќе бидат многу потребни во секој случај енергија. Покрај горенаведените опсези, минатата година требаше да биде лансиран начин за заштеда на енергија на ниво на поединечен уред. Веб-платформа Bluetooth. Ќе се користи од мрежа од паметни светилки, брави, сензори итн. Технологијата ви овозможува да се поврзете со IoT уреди директно од веб-прелистувач или веб-локација без да користите специјални апликации.

Визуелизација на Web Bluetooth технологијата

5G претходно

Вреди да се знае дека некои компании со години работат на технологијата 5G. На пример, Samsung работи на своите решенија за 5G од 2011 година. За тоа време, беше можно да се постигне пренос од 1,2 Gbit/s во возило што се движи со брзина од 110 km/h. и 7,5 Gbps за стоечки ресивер.

Покрај тоа, експерименталните 5G мрежи веќе постојат и се создадени во соработка со различни компании. Сепак, во моментов е премногу рано да се зборува за непосредна и вистинска глобална стандардизација на новата мрежа. Ериксон го тестира во Шведска и Јапонија, но достапноста на мали уреди за широка потрошувачка кои ќе работат со новиот стандард е сè уште далеку. Во 2018 година, во соработка со шведскиот оператор TeliaSonera, компанијата ќе ги лансира првите комерцијални 5G мрежи во Стокхолм и Талин. Првично ќе биде градски мрежи, и ќе треба да почекаме до 5 година за 2020G „целосна големина“. Ериксон дури има првиот 5G телефон. Можеби сепак зборот „телефон“ е погрешен назив. Уредот тежи 150 килограми и со него треба да патувате во голем автобус опремен со мерна опрема.

Минатиот октомври, веста за дебито на мрежата 5G дојде од далечната Австралија. Сепак, на овие типови на извештаи треба да им се пристапи со дистанца - како знаете, без стандард и спецификација 5G, дека е лансирана услуга од петта генерација? Ова треба да се промени откако ќе се договори стандардот. Ако се оди според планот, претходно стандардизираните 5G мрежи ќе дебитираат на Зимските олимписки игри 2018 година во Јужна Кореја.

Милиметарски бранови и ситни ќелии

Работењето на мрежата 5G зависи од неколку важни технологии.

Базна станица произведена од Samsung

Прво врски со милиметарски бранови. Сè повеќе уреди се поврзуваат едни со други или на Интернет користејќи исти радиофреквенции. Ова предизвикува губење на брзината и проблеми со стабилноста на врската. Решението може да биде префрлување на милиметарски бранови, т.е. во фреквентен опсег 30-300 GHz. Тие во моментов се користат во сателитски комуникации и радио астрономија, меѓу другото, но нивното главно ограничување е нивниот краток опсег. Нов тип на антена го решава овој проблем, а развојот на оваа технологија се уште е во тек.

Вториот столб на петтата генерација треба да се нарече технологија. Научниците се фалат дека веќе се способни да пренесуваат податоци користејќи милиметарски бранови на растојание од повеќе од 200 m. И буквално на секои 200-250 m во големите градови може да има мали базни станици со многу мала потрошувачка на енергија. Сепак, во помалку населените области, малите ќелии не работат добро.

Ова треба да помогне во горенаведениот проблем MIMO технологија Нова генерација. MIMO е решение кое се користи и во стандардот 4G што може да ја зголеми пропусната моќ на безжичната мрежа. Тајната е преносот со повеќе антени на страната што предава и прима. Станиците од следната генерација можат да ракуваат со осум пати повеќе пристаништа отколку денес за истовремено испраќање и примање податоци. Така, пропусната моќ на мрежата се зголемува за 22%.

Друг важен метод за 5G е дека „формирање на зрак“. Тоа е метод за обработка на сигналите на таков начин што податоците се доставуваат до корисникот по оптималната рута. им помага на милиметарските бранови да стигнат до уредот во концентриран зрак наместо преку сенасочен пренос. Така, јачината на сигналот се зголемува, а пречките се намалуваат.

Петтиот елемент на петтата генерација треба да биде т.н целосно дуплекс. Дуплекс е двонасочен пренос, односно оној во кој е возможен пренос и прием на информации во двете насоки. Целосно дуплекс значи дека податоците се пренесуваат без прекин во преносот. Ова решение постојано се подобрува за да се постигнат најдобрите параметри.

 

Шеста генерација?

Сепак, лабораториите веќе работат на нешто уште побрзо од 5G - иако повторно, не знаеме точно што е петтата генерација. Јапонските научници создаваат иден безжичен пренос на податоци како да е следната, шеста верзија. Се состои од користење на фреквенции од 300 GHz и повисоки, а постигнатите брзини ќе бидат 105 Gbit/s на секој канал. Истражувањето и развојот на нови технологии се во тек веќе неколку години. Минатиот ноември беа постигнати брзини од 500 Gbps со користење на опсегот на терахерци од 34 GHz, проследено со 160 Gbps со помош на предавател во опсегот од 300-500 GHz (осум канали модулирани во интервали од 25 GHz). ) - односно резултати многукратно поголеми од очекуваните можности на 5G мрежата. Последниот успех е дело на тим научници од Универзитетот во Хирошима и вработени во Панасоник во исто време. Информациите за технологијата беа објавени на веб-страницата на универзитетот, претпоставките и механизмот на работа на терахерцната мрежа беа претставени во февруари 2017 година на конференцијата ISSCC во Сан Франциско.

Како што знаете, зголемувањето на работната фреквенција не само што овозможува побрзо пренос на податоци, туку и значително го намалува можниот опсег на сигналот, а исто така ја зголемува неговата подложност на сите видови пречки. Тоа значи дека е неопходно да се изгради прилично сложена и густо распоредена инфраструктура.

Исто така, вреди да се напомене дека револуциите - како што е планираната 2020G мрежа планирана за 5 година, а потоа хипотетичка уште побрза терахерц мрежа - значат дека милиони уреди ќе треба да се заменат со верзии прилагодени на новите стандарди. Ова најверојатно значително ќе ја намали стапката на промени и ќе предизвика планираната револуција всушност да стане еволуција.

Да се ​​продолжи Број на тема во најновото издание на месечниот.