сряда, август 5, 2020
Banner Top

В изминалите няколко години изграждането на 5G инфраструктура стана гореща тема с множество аспекти – дали е опасно, дали е необходимо и т.н. Ако попитате случаен минувач какво е 5G, вероятно ще отговори, че това е по-бързият вариант на 4G. Има известна доза истината, но 5G технологията е много повече от това.

ЕВОЛЮЦИЯ от 1G до 5G

В кратките наименования от 1G до 5G – G – идва от generation – “поколение, генерация”, а цифрата отпред е поредният номер. Нека накратко разгледаме евюцията от 1G до 5G, и какво надграждане донесе всяко следващо поколение.

ЕВОЛЮЦИЯ на телекомуникационните мрежо
от 1G до 5G

1G: Това е първото поколение безжична телефонна технология – мобилните комуникации. Използва аналогови сигнали, и има скорост до 2.4kbps. Телефон без екран може да осъществява разговори.

2G (GPRS): Това е второто поколение мобилна технология. Използва стандарти за цифрови телекомуникации. Скоростта на данните е между 56-114kbps. 2G осигурява дигитализацията на гласовата комуникация, а функционалните телефони могат да изпращат текстови съобщения с малък екран.

3G (WCDMA / CDMA 2000 / TD-SCDMA): Това е третото поколение мобилна комуникационна технология. То осигурява скорост на данни от 384kbps за разглеждане на уебсайтове и трансфер на музика.

4G: Това е четвъртото поколение мобилна технология, известна като LTE (Long Term Evolution) – осигурява стабилност и бързина близки до Wi-Fi в дома или офиса.

5G е петото поколение мобилна комуникационна технология и разширение на системата 4G. На 13 юни 2018 г. на срещата в 3GPP в Сан Диего бе потвърден първия международен 5G стандарт. В сравнение с предишните поколения мрежи, 5G мрежите имат три основни характеристики – изключително висока скорост (eMBB), изключително голям капацитет (mMTC) и изключително ниска латентност (URLLC).

Висока скорост

Kомуникацията се осъществява чрез електромагнитни вълни. А честотните ресурси на електромагнитните вълни са много ограничени. Различните честоти имат различни скорости. Честотните ресурси са като колите. Колкото по-висока е честотата, и колкото повече автомобили има, толкова повече информация може да бъде заредена едновременно. Следователно, колкото по-голяма е честотата, толкова по-голяма е широчината на честотната лента и толкова по-бърза е скоростта.

В момента ние ползваме нискочестотни ленти за 4G. Предимствата им са добрата производителност и широкото покритие, което може ефективно да намали инвестициите на оператора в базови станции и да спести средства. Недостатъкът е, че ако има повече хора, пътят на предаване на данни ще бъде тесен. Въпреки че съществуващата технология е оптимизирана, скоростта все още е ограничена. Докато 5G използва високочестотни ленти, което може не само да облекчи “напрежението” на нискочестотните ресурси, но няма да има и “задръствания”, „пътищата“ са по-широки, и скоростта на честотната лента се увеличава.

5G осигурява максимална скорост на теглене на данни до 10Gbps. Пиковата скорост на 4G е около 100Mbps, а а с 5G скоростта се увеличава 100 пъти. В идеалния случай потребителите могат да изтеглят 1GB HD видео за секунди. 4K video изисква минимална скорост на изтегляне от 25Mbps и 4G не може да отговори на това изискване. Следователно, 4K видео live stream е възможно в 5G среда. В допълнение, търсенето на честотна лента за виртуална и добавена или разшитена реалност (VR / AR) е огромно. И с 5G е възможно за реализиране на виртуализация като VR.

Висок капацитет

Високочестотните милиметрови вълни могат да увеличат скоростта на предаване. Но високочестотните сигнали трудно преминават през стените. И така – с увеличаването на разстоянието на предаване, скоростта ще пада по-бързо, отколкото при нискочестотната лента от 4G. За да се осигури ефективна и стабилна скорост на предаване, са необходими повече базови станции. 5G технологията въвежда микро базови станции с малък размер и ниска консумация на енергия. Такива базови станции могат да бъдат инсталирани навсякъде в града, например на улични лампи, търговски центрове, къщи и др. Всяка базова станция може да приема сигнали от други базови станции, и да изпраща данни на потребителите, където и да са.

Това прави възможен и IoT. В 5G мрежата, освен обичайните 3C продукти, като смартфони и персонални компютри, могат да бъдат включени и повече терминални устройства. Сред тях са продуктите за умен дом, които могат да бъдат контролирани чрез мрежата (интелигентни контакти, интелигентни климатици, умни хладилници и умни носими устройства). В областта на IoT различните сценарии на приложение имат и различни нужди от мрежата.

Някои терминални устройства изискват голямо количество данни в реално време за бърза обработка и обратна връзка, докато други терминални устройства изискват малко количество. За тях не е необходима висока скорост на предаване. Например, така е с информацията за потеблението на вода и електричество, измерено с водомери и електромери. Съответно в 5G мрежа е необходимо да може автоматично да се разпознават мрежовите изисквания на терминала на устройството, и да се използват различни мрежови честотни ленти. Когато се предава малко количество данни, интелигентната идентификация на 5G използва теснолентова мрежа, която изразходва по-малко енергия за предаване на данните, като по този начин ефективно намалява потреблението и използването на енергия, и гарантира ползването на терминално оборудване с ниска консумация за дългосрочна работа.

Ниска латентност

В сравнение с 4G, 5G е значително оптимизиран и адаптиран към съществуващата техническа архитектура. За да се постигне ултра ниска латентност, 5G ще работи заедно от всички аспекти на мрежата за достъп, мрежата на носителя, основната мрежа и гръбначната мрежа.

Забавянето е значително намалено, както и точките за пренасочване, и разстоянието между тях.  Технологията network slicing разделя физическата мрежа на N логически мрежи, за да се адаптира към различни сценарии на приложение:

При 4G, когато ползваме приложения, и следва да изпратим данни за обработка на отдалечен сървър – информацията преминава през множество точки, и има забавяне. Докато 5G използва edge computing technology, и осигурява облачни ресурси за изчисляване, обработка и съхранение близо до устройствата, от които идват заданията. Това може да намали времето за изпращане и обработка на данните, и да намали закъснението от край до край.

Ниската латентност прави възможно шофирането без водач.  Aко автомобил се движи със скорост 60Km/h, аварийният спирачен път от 50ms е 1m, 10ms е 17cm, а 1ms е 17mm. Забавянето в 4G мрежа е около 50ms, а  спирачният път е около 1 m на 50 ms. Това може да е пропастта между живота и смъртта. Така ниската латентност на 5G мрежи от 1 ms прави възможно автономното шофиране, за да се гарантира безопасно шофиране по пътя.

автономно шофиране забавяне латентност 5G 1 ms

5G – перспективи

Все още има много области, където доставчиците на оборудване, телекомуникационните компании и дори правителството трябва да работят заедно.

5G е в честотни диапазони под 6GHz и честотните диапазони на милиметровата вълна (mmWave). 4G технологията ще продължи да се развива и ще се превърне в допълваща технология в честотната лента под 6GHz. Това също означава, че телекомуникационната индустрия няма да игнорира напълно 4G, поради развитието на 5G; напротив, индустрията планира да бъдат възстановени някои 4G базови станции.

Необходимо е да има и по-голям брой базови станции, за да се постигне определена степен на покритие. Японското правителство планира да инсталира 5G базови станции на светофари и улични осветители,. За да се увеличи плътността на базовите станции – малките клетки са по-важни от всякога.

Ползи

5G е безжична интернет технология с изключително висока скорост – поне 20 пъти по-виска от този на 4G и максимум до 100 пъти. С 5G могат да се предават големи обеми данни за много кратко време, при значително намалена латентност. Тази разлика е достатъчно голяма, за да доведе до фундаментални промени. 

В ежедневието ни, 4G е ограничен от технологията, честотната лента също е ограничена и това води до редица ограничения при ползването им. Например при големи концерти или публични събирания, когато десетки хиляди хора са онлайн едновременно, скоростта на интернет ще бъде много бавна. Огромната честотна лента от 5G може да реши този проблем.

Все по-високи стават и изисквания към качеството на аудиото и видеото, които ползваме. Много програми в Netflix и други поточни платформи имат 4K опции за високо качество на изображението. Въпреки това, поради недостатъчната скорост на 4G, много малко хора ще използват поточно предаване на данни за гледане. 5G също решава този проблем.

Има и игри, които изискват висока скорост на мрежата и ниска латентност. Настоящият дизайн на електронни игри става все по-добър, а капацитетът става все по-голям. Платформата Google Stadia не изисква купуването на допълнителна игрална конзола или изтегляне и инсталирате играта. И тук 5G идва навреме.

Очаквате ли 5G ерата?

0 Comments

Leave a Comment

Категории

Social

How to…

Видеа

Избрано

Умен дом