Как работает 5G

5G - это пятое поколение (таким образом, «G») мобильных беспроводных систем, позволяющее устройствам, как мобильным, так и стационарным, отправлять и получать данные без подключения к стене дома или в офисе. Обычно новое поколение называют (иногда задним числом), когда оно обозначает значительный скачок в беспроводных мобильных технологиях. 5G может позволить использовать беспилотные автомобили, дроны для доставки и даже заменить Wi-Fi в вашем доме и офисе.

Вы можете купить телефон 5G прямо сейчас, если хотите, но можете подождать. Имейте в виду, что 5G пока доступен не везде - на самом деле, это все еще довольно редко во всем мире. По состоянию на январь 2020 года только 30 городов США имели существенное покрытие 5G. Это, конечно же, включает в себя крупные города, такие как Лос-Анджелес и Нью-Йорк, среди прочих. Другие страны, такие как Южная Корея и Китай, фактически перешли на 5G и теперь имеют более надежную инфраструктуру - примерно 90 и 60 городов в этих странах, соответственно, используют эту высокоскоростную технологию [источник: Уитни ].

В этих высокотехнологичных странах инженеры строят сеть, которая - во всяком случае в некоторых местах - способна обеспечить скорость загрузки около 10 000 Мбит / с (мегабит в секунду). Различные тесты показывают, что в городах по всей стране 5G уже развивает скорость, в 10 раз превышающую скорость 4G [источник: МакГарри ]. С такими невероятными скоростями вы получите еще более сложные и мощные приложения для смартфонов, а также многие другие преимущества. Помните, когда для загрузки файла MP3 размером 5 МБ через соединение 3G требовалось 15 секунд? С 5G вы сможете загрузить весь фильм за считанные секунды. Легкомысленный до!

Независимо от того, являетесь ли вы одним из первых или медленно осваиваете новые технологии, нет никаких сомнений в том, что мобильная связь меняет современную жизнь, и вполне вероятно, что 5G принесет еще больше изменений. Продолжайте читать, и вы узнаете, что такое 5G и как он может ускорить вашу и без того динамичную личную и профессиональную жизнь.

1. Что такое 5G?
2. Зачем нам нужен 5G?
3. Технологии 5G и миллиметровых волн
4. Может ли 5G нанести вред здоровью человека?

В настоящее время примерно каждые десять лет коммуникационные компании представляют новые стандарты беспроводной связи, а затем развертывают инфраструктуру, чтобы воплотить их в жизнь. В 1982 году появились первые так называемые сети 1G для аналоговых сотовых телефонов. В 1992 году был представлен 2G для цифровых сотовых телефонов, а затем в 2003 году был запущен 3G. В 2012 году стали реальностью современные сети 4G [источник: Segan ].

Отдельные компании не определяют стандарты коммуникации. В случае 5G это группа под названием Next Generation Mobile Networks (NGMN), ассоциация, которая объединяет умы инженеров-исследователей, производителей оборудования, поставщиков мобильных услуг и других организаций, стремящихся разработать эту систему следующего поколения.

По мере распространения по всему миру 5G, вероятно, улучшит 4G по ряду направлений. Он будет отправлять и получать гораздо больше данных, чем 4G, и сможет поддерживать большее количество пользователей, не увязнув в них. Если вы когда-нибудь были на большом концерте или в игре с мячом, где скорость передачи данных резко снижается, вы точно знаете, о чем мы говорим.

В зависимости от приложений, которые вы используете, он может потреблять меньше энергии, чем 4G, поэтому время автономной работы должно (надеюсь) улучшиться. Это означает, что вы будете тратить меньше времени на поиски зарядного устройства для телефона каждый день [источник: Хорвиц ]. Поставщики услуг, с другой стороны, будут ломать руки над тем фактом, что базовые станции 5G потребляют гораздо больше энергии, чем 4G - возможно, вдвое или даже больше, что означает, что им придется потратить уйму денег, чтобы просто сохранить горит [источник: Hardesty ].

А 5G должен беспрепятственно интегрироваться с Интернетом вещей , множеством беспроводных устройств и систем, которые быстро расширяются благодаря умным дешевым датчикам и, конечно же, почти повсеместным беспроводным сетям. Это включает в себя все, от автономных автомобилей до дронов и умных дверей.

Это просто важные вещи. Есть много других потенциальных улучшений, которые 5G может внести в список беспроводных сетей.

Чтобы лучше понять потенциал 5G, стоит быстро изучить, как работают сотовые телефоны. Вы можете увидеть подробную историю в разделе « Как работают сотовые телефоны» . Сотовые телефоны, по сути, являются радиостанциями двусторонней связи. Они преобразуют ваш голос в цифровые данные, которые могут быть отправлены видео-радиоволнами, и, конечно же, смартфоны могут отправлять и получать данные из Интернета, так что вы можете ездить на городском автобусе, играя в "Flappy Bird" и отправляя текстовые сообщения. друзья.

Потому что есть ограниченное число радио частот и много людей с сотовыми телефонами, сотовые системы делят участки в клетки , которые пересекаются друг с другом. Вышка сотовой связи в каждой зоне передает радиосигнал, необходимый для разговора или использования онлайн-приложений. Когда пользователи сотовых телефонов путешествуют по местности, их телефоны легко прыгают с башни на башню. Таким образом, одна и та же частота может быть повторно использована по всему городу, не будучи полностью перегруженной, что приведет к задержкам или даже перебоям в обслуживании.

Во многих регионах теперь есть полный сервис 4G LTE (долгосрочная эволюция), самый быстрый стандарт 4G. Во многих случаях 4G LTE настолько быстр, что видеоконференции и потоковая передача фильмов часто работают без каких-либо задержек - другими словами, намного быстрее, чем 3G когда-либо мечтал.

Но широкое использование мобильных устройств побудило людей потреблять на своих устройствах гораздо больше данных в виде видео и изображений. Эти устройства используют те же диапазоны радиочастотного спектра, которые всегда использовали операторы сотовой связи, что означает замедление соединения для всех. Чтобы обойти нехватку полосы пропускания и освободить место, операторы связи начали использовать миллиметровые волны, а не радиоволны для 5G.

Радиосигналы измеряются по длине волны. Чем короче длина волны, тем выше частота. В сигналах 5G будут использоваться длины волн (от 30 до 300 гигагерц), которые измеряются в миллиметрах. Вот почему 5G считается технологией миллиметрового диапазона [источник: IEEE ].

Важно отметить очень высокую частоту этих сигналов. Это означает, что 5G будет обладать невероятной пропускной способностью для передачи данных, так что многие люди будут одновременно отправлять и получать почти непостижимые объемы данных.

Однако есть некоторые предостережения. 5G имеет три основных варианта: нижний, средний и высокий диапазоны. Высокочастотные волны 5G (около 28 ГГц) имеют малый диапазон и могут охватывать только несколько блоков любой данной области [источник: Verizon ]. Это означает, что 5G не может проецироваться на большие расстояния. Меньшие частоты также не очень хорошо преодолевают препятствия, поэтому все, от бетонных стен до листьев деревьев, может мешать сигналам. Это делает его технологией прямой видимости - ваш беспроводной модем или телефон должен находиться рядом с базовой станцией для обеспечения максимальной скорости передачи.

Другими словами, поскольку сигналы 5G миллиметрового диапазона распространяются слабее, чем 4G, поставщикам услуг придется создавать более плотную инфраструктуру для обеспечения согласованного обслуживания. Как и в случае с Wi-Fi , 5G потребует большего количества базовых станций в непосредственной близости для обслуживания большого количества людей.

С другой стороны, низкочастотный 5G передает на частоте 600 МГц, что позволяет работать на гораздо больших расстояниях. В сельской местности это означает, что одна башня потенциально может обслуживать клиентов на сотнях квадратных миль, но скорости могут быть больше похожи на 4G, чем на 5G, которые вы найдете в городе. Таким образом, 5G среднего диапазона - это золотая середина, с которой вы часто будете сталкиваться, путешествуя из города в город. На некоторых рынках Дальнего Востока средняя полоса пропускания достаточно высока для скорости загрузки 2 ГБ в секунду. Пока мы не наблюдали такой производительности в США, но она должна улучшиться по мере того, как сетевые инженеры настраивают и улучшают инфраструктуру [источник: Хорвиц ].

Развертывание инфраструктуры 5G будет по-прежнему отличаться от эволюции 4G. В прошлом коммуникационные компании обычно строили большие вышки сотовой связи для распространения сотовых сигналов по географическому региону. 5G может изменить эту парадигму. Вместо того, чтобы строить башни, поставщики услуг просто установят свое оборудование (называемое малыми сотами) на существующих телефонных линиях и зданиях. Ячейки могут иметь радиус действия около 820 футов (250 метров) [источник: IEEE ]. Чтобы подключиться к сигналу, клиенты будут использовать для подключения беспроводные модемы (или телефоны). В свою очередь, это может означать, что вам больше не нужен этот проводной интернет- сервис.

Многое из того, что на самом деле повлечет за собой 5G, все еще находится в сфере предположений. Одно можно сказать наверняка: 5G будет улучшением по сравнению с 4G с точки зрения скорости и емкости. Но процесс обновления будет дорогостоящим. Провайдеры услуг потратят триллионы - да, триллионы - долларов, чтобы перейти с 4G на 5G [источник: Бавария ]. И вы можете поспорить, что потребителям тоже придется заплатить.

Как и в случае со всеми развивающимися технологиями, подробности о 5G будут по-прежнему появляться по частям. Несмотря ни на что, вы можете поспорить, что 5G существенно изменит вашу жизнь.

И все же, со всеми спецификациями, обновлениями и улучшениями, которые поставляются с 5G, эта технология также связана с некоторыми опасениями, что она может нанести вред здоровью человека. Нет, мы определенно не говорим о теориях заговора о том, что 5G вызвали распространение нового коронавируса, приведшего к разрушительной пандемии - это явно, очевидно, опасно ложное [источник: BBC News ]. Так что, если вы один из тех, кто рассматривает возможность сжечь 5G, чтобы остановить COVID-19 и его ужасные последствия, вы можете отложить спички, спасибо.

Что действительно беспокоит некоторых исследователей, так это излучение от технологии миллиметровых волн 5G. Поскольку это такая новая технология, мы действительно понятия не имеем, какое влияние она может иметь на физиологию человека и даже на животных и растения из-за примерно 800000 новых антенных площадок, которые потребуются для создания достаточного покрытия 5G на всей территории. страна.

Беспокоит то, что, возможно, мы, люди, еще не совсем понимаем долгосрочные эффекты радиочастотного (радиочастотного) излучения, которое можно проще назвать «радиоволнами». Сверхвысокочастотные радиоволны действительно могут уничтожить вашу ДНК и вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Эти ионизирующие радиоволны, в том числе гамма-лучи, являются канцерогенами, которые могут вызывать опухоли, рак и другие потенциально смертельные эффекты [источник: Бехар ]. Но сигналы мобильных телефонов попадают в категорию неионизирующих излучений.

Тем не менее, вызывает беспокойство тот факт, что исследование стоимостью 30 миллионов долларов, проведенное Национальной токсикологической программой США (NTP), показало, что излучение мобильных телефонов повреждает ДНК лабораторных крыс и приводит к росту заболеваемости раком [источник: Московиц ].

На сегодняшний день NTP и Агентство по охране окружающей среды США еще не классифицировали 5G как потенциально опасные. Однако во всем мире некоторые исследователи отмечают большую распространенность опухолей, поражающих шею и голову. Это может быть связано с повсеместным использованием сотовых телефонов в нашем обществе, а может и нет. Даже известная клиника Майо заявляет, что любая связь между сотовыми телефонами и раком в лучшем случае незначительна, и организация ссылается на одно исследование, в котором изучалось воздействие мобильных телефонов на более чем 400000 человек в течение двух десятилетий - просто нет подтвержденной связи между этими радиостанциями. волны и рак.

Вот почему эксперты предпочли бы, чтобы все просто глубоко вздохнули. Они говорят, что радиоволны 5G - это просто еще одна часть электромагнитного спектра, с которым мы сталкиваемся каждый день на этой планете. И они снова и снова повторяют, что до сих пор нет убедительных доказательств того, что сотовые телефоны явно связывают сотовые телефоны с раком или другими негативными последствиями для здоровья [источник: Финли ].

Проблемы со здоровьем или нет, 5G скоро появится, и он будет здесь раньше, чем позже. Городские жители станут первыми, кто выиграет от серьезного ускорения этой технологии. Те, кто живет в пригородах и в сельской местности, не должны отставать. И когда наконец-то осуществится фантазия о 5G - и ваша высокотехнологичная жизнь будет развиваться по-новому, о чем вы даже не догадывались.

Первоначально опубликовано: 29 июня 2017 г.

В чем разница между 5G и 4G?

Доступен ли 5G в моем районе?

В каких городах и штатах уже есть 5G?

В каких странах есть 5G?

Использует ли 5G больше данных?

Примечание автора: как работает 5G

Если у вас есть смартфон (и держу пари, что у вас есть), 4G изменил вашу жизнь - к лучшему или к худшему. Вы перешли от 3G, который позволял вам отправлять несколько текстовых сообщений и, возможно, просматривать веб-страницы в крайнем случае, на 4G, что по сути означает, что вы можете носить с собой полностью подключенный компьютер везде, куда бы вы ни пошли, будь то продуктовый магазин или просто ванная на работе. 5G интенсифицирует вашу жизнь, основанную на данных, расширяя ваши возможности в Интернете так, как вы еще не можете себе представить. Не совсем уверен, что мой мозг готов к перегрузке. А ты?

Статьи по Теме