5G - szybki przewodnik

Technologie radiowe wykazały szybką i wielokierunkową ewolucję wraz z wprowadzeniem analogowych systemów komórkowych w latach 80-tych. Od tego czasu cyfrowe systemy komunikacji bezprzewodowej konsekwentnie realizują misję zaspokajania rosnących potrzeb ludzi (1G,… 4G, a teraz 5G).

Dlatego w tym artykule opisano technologię 5G, kładąc nacisk na jej najważniejsze cechy, projekt technologiczny (architekturę), zalety, wady, wyzwania i przyszły zakres.

Istotne cechy 5G

5 ^th Generation Mobile Network lub po prostu 5G jest nadchodząca rewolucja technologii mobilnych. Funkcje i użyteczność znacznie przekraczają oczekiwania normalnego człowieka. Dzięki swojej ultraszybkiej szybkości jest wystarczający, aby zmienić znaczenie użyteczności telefonu komórkowego.

Dzięki ogromnej gamie innowacyjnych funkcji Twój smartfon będzie teraz bardziej równoległy do laptopa. Możesz skorzystać z szerokopasmowego połączenia internetowego; inne ważne funkcje, które fascynują ludzi, to więcej opcji gier, szersze opcje multimedialne, łączność w dowolnym miejscu, zerowe opóźnienie, krótszy czas reakcji oraz wysokiej jakości dźwięk i wideo HD można przesyłać na inny telefon komórkowy bez uszczerbku dla jakości dźwięku i obrazu.

Jeśli spojrzymy wstecz, przekonamy się, że co następna dekada jedno pokolenie rozwija się w dziedzinie technologii mobilnych. Począwszy od pierwszej generacji (1G) w latach 80-tych, drugiej generacji (2G) w latach 90-tych, trzeciej generacji (3G) w 2000 roku,Fourth Generation (4G) w 2010 roku, a teraz piątej generacji (5G), przechodzimy w kierunku coraz bardziej wyrafinowanej i inteligentniejszej technologii.

Co to jest technologia 5G?

Oczekuje się, że technologia 5G zapewni nowe (znacznie szersze niż poprzednie) pasma częstotliwości wraz z szerszym pasmem widmowym na kanał częstotliwości. Dotychczasowe technologie mobilne poprzedników (generacji) wykazały znaczny wzrost szczytowej przepływności. Zatem - czym różni się 5G od poprzedniego (zwłaszcza 4G)? Odpowiedź brzmi - to nie tylko wzrost szybkości transmisji bitów, który odróżnia 5G od 4G, ale raczej 5G jest również zaawansowane pod względem -

Wysoka zwiększona szczytowa przepływność
Większa objętość danych na jednostkę powierzchni (tj. Wysoka wydajność widmowa systemu)
Duża pojemność, umożliwiająca jednoczesną i natychmiastową łączność większej liczby urządzeń
Niższe zużycie baterii
Lepsza łączność niezależnie od regionu geograficznego, w którym się znajdujesz
Większa liczba obsługiwanych urządzeń
Niższy koszt rozwoju infrastruktury
Wyższa niezawodność komunikacji

Jak mówią naukowcy, dzięki szerokiemu zakresowi kanałów radiowych, jest w stanie obsługiwać prędkość do 10 Gb / s, technologia 5G WiFi zapewni ciągły i spójny zasięg - „mobilność na szerszym obszarze w prawdziwym sensie”.

Architektura 5G jest bardzo zaawansowana, jej elementy sieciowe i różne terminale są charakterystycznie ulepszane, aby umożliwić nową sytuację. Podobnie dostawcy usług mogą wdrożyć zaawansowaną technologię, aby łatwo przyjąć usługi o wartości dodanej.

Jednak możliwość aktualizacji opiera się na kognitywnej technologii radiowej, która obejmuje różne istotne cechy, takie jak zdolność urządzeń do identyfikowania ich położenia geograficznego, a także pogody, temperatury itp. Poznawcza technologia radiowa działa jako nadajnik-odbiornik (wiązka), który percepcyjnie może wychwycić i odpowiedzieć na radio sygnały w swoim środowisku operacyjnym. Ponadto szybko rozróżnia zmiany w swoim otoczeniu i odpowiednio reaguje, aby zapewnić nieprzerwane usługi wysokiej jakości.

Architektura 5G

Jak pokazano na poniższym obrazku, model systemu 5G jest całkowicie IP model oparty na sieci bezprzewodowej i komórkowej.

System składający się z terminala głównego użytkownika, a następnie szeregu niezależnych i autonomicznych technologii dostępu radiowego. Każda z technologii radiowych jest uważana za łącze IP do zewnętrznego świata internetu. Technologia IP została zaprojektowana wyłącznie w celu zapewnienia wystarczających danych kontrolnych do odpowiedniego routingu pakietów IP związanych z określonymi połączeniami aplikacji, tj. Sesjami między aplikacjami klienckimi a serwerami gdzieś w Internecie. Ponadto, aby udostępnić routing pakietów, należy ustawić je zgodnie z podanymi zasadami użytkownika (jak pokazano na poniższym obrazku).

Technologia Master Core

Jak pokazano na rysunku 5, 5G MasterCore jest punktem konwergencji dla innych technologii, które mają swój własny wpływ na istniejącą sieć bezprzewodową. Co ciekawe, jego konstrukcja ułatwia MasterCore pracę w równoległym trybie wielomodowym, w tym we wszystkich trybach sieci IP i trybie sieci 5G. W tym trybie (jak pokazano na poniższym obrazku) kontroluje wszystkie technologie sieciowe RAN i różnych sieci dostępowych (DAT). Ponieważ technologia jest kompatybilna i zarządza wszystkimi nowymi wdrożeniami (w oparciu o 5G), jest bardziej wydajna, mniej skomplikowana i wydajniejsza.

Zaskakujące jest, że każdy tryb serwisowy można otworzyć w nowym trybie wdrażania 5G jako World Combination Service Mode (WCSM). WCSM to wspaniała cecha tej technologii; na przykład, jeśli profesor pisze na białej tablicy w jakimś kraju - może to być wyświetlane na innej białej tablicy w dowolnej innej części świata poza rozmową i wideo. Ponadto nowe usługi można łatwo dodać za pomocą równoległej usługi wielomodowej.

Zwykle oczekuje się, że okres potrzebny na rozwój technologii 5G i jej wdrożenie będzie o około pięć lat dłuższy (do 2020 r.). Ale aby stać się użytecznym dla zwykłych ludzi w krajach rozwijających się, może to być nawet więcej.

Graph 1 − Showing the Timeline of all previous generation technologies.

Oczekiwana długość czasu

Biorąc pod uwagę różnorodność użyteczności i różne modne istotne cechy, naukowcy przewidują, że technologia ta będzie używana do 2040 roku.

Technologia 5G jest ozdobiona wieloma, a także różnymi cechami, których zastosowanie jest przydatne dla szerokiego grona ludzi, niezależnie od ich celów (jak pokazano na obrazku w mweb ).

Zastosowania 5G

Niektóre z ważnych aplikacji to -

Stworzy ujednolicony globalny standard dla wszystkich.
Dostępność sieci będzie wszędzie i ułatwi ludziom korzystanie z komputera i tego typu urządzeń mobilnych w dowolnym miejscu i czasie.
Ze względu na technologię IPv6, opieka nad mobilnym adresem IP będzie przydzielana zgodnie z podłączoną siecią i położeniem geograficznym.
Jego zastosowanie sprawi, że świat stanie się prawdziwą strefą Wi Fi.
Jego kognitywna technologia radiowa ułatwi różnym wersjom technologii radiowych efektywne współdzielenie tego samego widma.
Jego zastosowanie ułatwi korzystanie z sygnału radiowego również na większych wysokościach.

Zastosowanie 5G jest w dużym stopniu równoznaczne ze spełnieniem marzeń. Jest zintegrowany z ponad limitami zaawansowanymi funkcjami w porównaniu z poprzednimi technologiami.

Zaawansowane funkcje

W porównaniu z poprzednimi technologiami radiowymi, 5G ma następujący postęp -

Praktycznie możliwe skorzystanie z super prędkości tj. Od 1 do 10 Gbps.
Opóźnienie będzie wynosić 1 milisekundę (od końca do końca w obie strony).
1000x przepustowość na jednostkę powierzchni.
Możliwość podłączenia od 10 do 100 ilości urządzeń.
Ogólnoświatowy zasięg.
Około 90% redukcja zużycia energii w sieci.
Żywotność baterii będzie znacznie dłuższa.
Cały świat będzie w strefie wi fi .

5 ^th generacji technologii oferuje szeroki zakres funkcji, które są korzystne dla całej grupy osób, w tym studenci, specjaliści (lekarze, inżynierowie, nauczyciele, organów zarządzających, organów administracyjnych, itd.), A nawet dla zwykłego człowieka.

Ważne zalety

Istnieje kilka zalet technologii 5G, niektóre z nich zostały pokazane na powyższym zdjęciu firmy Ericsson , a wiele innych zostało opisanych poniżej -

Wysoka rozdzielczość i dwukierunkowe kształtowanie dużej przepustowości.
Technologia gromadzenia wszystkich sieci na jednej platformie.
Bardziej efektywne i wydajne.
Technologia ułatwiająca narzędzia nadzoru abonentów do szybkiego działania.
Najprawdopodobniej dostarczy ogromnych danych rozgłoszeniowych (w gigabitach), które będą obsługiwać ponad 60 000 połączeń.
Łatwe w zarządzaniu z poprzednimi generacjami.
Dźwięk technologiczny do obsługi usług heterogenicznych (w tym sieci prywatnych).
Możliwość zapewnienia jednolitej, nieprzerwanej i spójnej łączności na całym świecie.

Kilka innych korzyści dla zwykłych ludzi
Równolegle wiele usług, takich jak możliwość poznania pogody i lokalizacji podczas rozmowy z inną osobą.
Możesz sterować komputerami za pomocą słuchawek.
Edukacja stanie się łatwiejsza - na zajęcia może uczęszczać uczeń przebywający w dowolnej części świata.
Leczenie stanie się łatwiejsze i oszczędniejsze - lekarz może leczyć pacjenta znajdującego się w odległej części świata.
Monitorowanie będzie łatwiejsze - organizacja rządowa i badająca oferty mogą monitorować każdą część świata. Możliwość obniżenia wskaźnika przestępczości.
Wizualizacja wszechświata, galaktyk i planet będzie możliwa.
Możliwość zlokalizowania i przeszukania zaginionej osoby.
Możliwe, klęski żywiołowe, w tym tsunami, trzęsienia ziemi itp., Mogą zostać wykryte szybciej.

Wady technologii 5G

Chociaż technologia 5G jest badana i konceptualizowana w celu rozwiązania wszystkich problemów z sygnałami radiowymi i trudności świata mobilnego, ale z pewnych względów bezpieczeństwa i braku postępu technologicznego w większości regionów geograficznych ma następujące wady -

Technologia jest nadal w trakcie opracowywania i trwają badania nad jej wykonalnością.
Szybkość, jaką twierdzi ta technologia, wydaje się trudna do osiągnięcia (w przyszłości może tak być) z powodu niekompetentnego wsparcia technologicznego w większości części świata.

Wiele starych urządzeń nie byłoby kompatybilnych z 5G, stąd wszystkie trzeba wymienić na nowe - droga transakcja.
Rozwój infrastruktury wymaga wysokich kosztów.
Problem z bezpieczeństwem i prywatnością do rozwiązania.

Wyzwania są nieodłączną częścią nowego rozwoju; tak więc, jak wszystkie technologie, 5G również ma duże wyzwania. Jak widzimy przeszłość, czyli rozwój technologii radiowej, obserwujemy bardzo szybki wzrost. Począwszy od 1G do 5G, podróż ma zaledwie około 40 lat (biorąc pod uwagę 1G w latach 80. i 5G w 2020 r.). Jednak podczas tej podróży częstymi wyzwaniami, które zaobserwowaliśmy, są brak infrastruktury, metodologii badań i kosztów.

Mimo to, są dziesiątki krajów korzystających z technologii 2G i 3G i nie wiedzą nawet o 4G, w takim stanie najważniejsze pytania, które zadają sobie wszyscy to:

How far will 5G be viable?
Will it be the technology of some of the developed countries or developing countries will also get benefit of this?

Aby zrozumieć te pytania, wyzwania związane z 5G zostały podzielone na następujące dwa nagłówki:

Wyzwania technologiczne
Typowe wyzwania

Wyzwania technologiczne

Inter-cell Interference- To jeden z głównych problemów technologicznych, które należy rozwiązać. Istnieją różnice w rozmiarze tradycyjnych makrokomórek i jednoczesnych małych komórek, które będą prowadzić do zakłóceń.

Efficient Medium Access Control- W sytuacji, gdy wymagane jest gęste rozmieszczenie punktów dostępowych i terminali użytkowników, przepustowość użytkowników będzie niska, opóźnienia będą wysokie, a hotspoty nie będą miały kompetencji w zakresie technologii komórkowej zapewniającej wysoką przepustowość. Należy go odpowiednio zbadać, aby zoptymalizować technologię.
Traffic Management - W porównaniu z tradycyjnym ruchem człowiek-człowiek w sieciach komórkowych, duża liczba urządzeń maszyna-maszyna (M2M) w komórce może powodować poważne wyzwania systemowe, np. Wyzwania sieci dostępu radiowego (RAN), co spowoduje przeciążenie i zatory.

Typowe wyzwania

Multiple Services- W przeciwieństwie do innych usług sygnału radiowego, 5G miałoby ogromne zadanie oferować usługi dla heterogenicznych sieci, technologii i urządzeń działających w różnych regionach geograficznych. Dlatego wyzwaniem jest standaryzacja w celu zapewnienia dynamicznych, uniwersalnych, zorientowanych na użytkownika i bogatych w dane usług bezprzewodowych, aby spełnić wysokie oczekiwania ludzi.

Infrastructure - Naukowcy stoją przed wyzwaniami technologicznymi związanymi z normalizacją i zastosowaniem usług 5G.
Communication, Navigation, & Sensing- Usługi te w dużej mierze zależą od dostępności widma radiowego, przez które przesyłane są sygnały. Chociaż technologia 5G ma dużą moc obliczeniową do przetwarzania ogromnych ilości danych pochodzących z różnych i różnych źródeł, wymaga jednak większego wsparcia infrastruktury.
Security and Privacy- To jedno z najważniejszych wyzwań, jakie 5G potrzebuje, aby zapewnić ochronę danych osobowych. 5G będzie musiało zdefiniować niepewności związane z zagrożeniami dla bezpieczeństwa, w tym z zaufaniem, prywatnością, cyberbezpieczeństwem, które rosną na całym świecie.
Legislation of Cyberlaw- Cyberprzestępczość i inne oszustwa mogą również wzrosnąć wraz z szybką i wszechobecną technologią 5G. Dlatego też prawodawstwo dotyczące Cyberaprawa jest również kwestią nadrzędną, która w dużej mierze ma charakter rządowy i polityczny (zarówno krajowy, jak i międzynarodowy).

Na całym świecie toczy się kilka badań i dyskusji wśród technologów, badaczy, naukowców, sprzedawców, operatorów i rządów na temat innowacji, wdrażania, żywotności i obaw związanych z bezpieczeństwem 5G.

Zgodnie z propozycją, z wieloma zaawansowanymi funkcjami, począwszy od superszybkiej usługi internetowej po płynną, wszechobecną usługę, 5G rozwiąże wiele problemów. Powstaje jednak pytanie - w sytuacji, gdy poprzednie technologie (4G i 3G) są nadal w trakcie opracowywania iw wielu miejscach jeszcze nie zostały uruchomione; jaka będzie przyszłość 5G?

5 ^th technologia generacji został zaprojektowany, aby zapewnić niesamowite i niezwykłe zdolności danych bez przeszkód tomy połączenie i transmisję danych w niezmierzoną najnowszego mobilnego systemu operacyjnego. Dlatego jest to bardziej inteligentna technologia, która połączy cały świat bez ograniczeń. Podobnie nasz świat miałby uniwersalny i nieprzerwany dostęp do informacji, komunikacji i rozrywki, które otworzą nowy wymiar naszego życia i znacząco zmienią nasz styl życia.

Ponadto rządy i organy regulacyjne mogą wykorzystać tę technologię jako okazję do dobrego zarządzania i mogą stworzyć zdrowsze środowisko, co z pewnością zachęci do ciągłych inwestycji w 5G, technologię nowej generacji.