5G - Hướng dẫn nhanh

Công nghệ vô tuyến đã chứng tỏ một sự phát triển nhanh chóng và đa hướng với sự ra mắt của các hệ thống di động tương tự vào năm 1980. Sau đó, các hệ thống truyền thông không dây kỹ thuật số luôn thực hiện sứ mệnh đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người (1G,… 4G, hoặc bây giờ là 5G).

Vì vậy, bài viết này mô tả công nghệ 5G nhấn mạnh vào các tính năng nổi bật, thiết kế công nghệ (kiến trúc), lợi thế, thiếu sót, thách thức và phạm vi tương lai của nó.

Các tính năng nổi bật của 5G

Mạng di động thế hệ ^thứ 5 hay đơn giản là 5G là cuộc cách mạng sắp tới của công nghệ di động. Các tính năng và khả năng sử dụng của nó vượt xa sự mong đợi của một con người bình thường. Với tốc độ cực cao, nó đủ tiềm năng để thay đổi ý nghĩa của khả năng sử dụng điện thoại di động.

Với một loạt các tính năng sáng tạo, giờ đây điện thoại thông minh của bạn sẽ song song hơn với máy tính xách tay. Bạn có thể sử dụng kết nối internet băng thông rộng; Các tính năng quan trọng khác thu hút mọi người là nhiều tùy chọn chơi game hơn, tùy chọn đa phương tiện rộng hơn, kết nối ở mọi nơi, độ trễ bằng không, thời gian phản hồi nhanh hơn và âm thanh chất lượng cao và video HD có thể được truyền trên điện thoại di động khác mà không ảnh hưởng đến chất lượng của âm thanh và video.

Nếu nhìn lại, chúng ta sẽ thấy rằng cứ mỗi thập kỷ tới, lại có một thế hệ tiến bộ trong lĩnh vực công nghệ di động. Bắt đầu từ Thế hệ thứ nhất (1G) vào những năm 1980, Thế hệ thứ hai (2G) vào những năm 1990, Thế hệ thứ ba (3G) vào những năm 2000,Fourth Generation (4G) trong những năm 2010 và bây giờ là Thế hệ thứ năm (5G), chúng tôi đang tiến tới công nghệ ngày càng tinh vi hơn và thông minh hơn.

Công nghệ 5G là gì?

Công nghệ 5G dự kiến sẽ cung cấp dải tần mới (rộng hơn nhiều so với trước đó) cùng với băng thông phổ rộng hơn trên mỗi kênh tần số. Tính đến thời điểm hiện tại, các công nghệ di động (thế hệ) tiền nhiệm đã chứng tỏ sự gia tăng đáng kể về tốc độ bit cao nhất. Sau đó - 5G khác với 5G trước đây như thế nào (đặc biệt là 4G)? Câu trả lời là - không chỉ tốc độ bit tăng lên khiến 5G khác biệt với 4G, mà 5G còn được nâng cao về mặt -

Tốc độ bit cao nhất tăng cao
Khối lượng dữ liệu lớn hơn trên một đơn vị diện tích (tức là hiệu suất phổ của hệ thống cao)
Dung lượng cao cho phép nhiều thiết bị kết nối đồng thời và tức thì
Tiêu thụ pin thấp hơn
Kết nối tốt hơn bất kể khu vực địa lý, bạn đang ở đâu
Số lượng thiết bị hỗ trợ lớn hơn
Chi phí phát triển cơ sở hạ tầng thấp hơn
Độ tin cậy cao hơn của thông tin liên lạc

Như các nhà nghiên cứu cho biết, với phạm vi rộng của các kênh vô tuyến băng thông, nó có thể hỗ trợ tốc độ lên đến 10 Gbps, công nghệ WiFi 5G sẽ cung cấp phạm vi phủ sóng liên tục và nhất quán - “khả năng di động trên diện rộng hơn theo đúng nghĩa”.

Kiến trúc của 5G rất tiên tiến, các yếu tố mạng và các thiết bị đầu cuối khác nhau của nó được nâng cấp một cách đặc trưng để phù hợp với tình hình mới. Tương tự như vậy, các nhà cung cấp dịch vụ có thể triển khai công nghệ tiên tiến để áp dụng các dịch vụ giá trị gia tăng một cách dễ dàng.

Tuy nhiên, khả năng nâng cấp dựa trên công nghệ vô tuyến nhận thức bao gồm các tính năng quan trọng khác nhau như khả năng xác định vị trí địa lý của thiết bị cũng như thời tiết, nhiệt độ, v.v. Công nghệ vô tuyến nhận thức hoạt động như một bộ thu phát (chùm) có thể bắt và phản hồi vô tuyến tín hiệu trong môi trường hoạt động của nó. Hơn nữa, nó nhanh chóng phân biệt những thay đổi trong môi trường của nó và do đó phản ứng phù hợp để cung cấp dịch vụ chất lượng không bị gián đoạn.

Kiến trúc của 5G

Như thể hiện trong hình ảnh sau, mô hình hệ thống của 5G hoàn toàn là IP dựa trên mô hình được thiết kế cho mạng di động và không dây.

Hệ thống bao gồm một thiết bị đầu cuối người dùng chính và sau đó là một số công nghệ truy cập vô tuyến độc lập và tự chủ. Mỗi công nghệ vô tuyến được coi là liên kết IP cho thế giới internet bên ngoài. Công nghệ IP được thiết kế dành riêng để đảm bảo đủ dữ liệu điều khiển cho việc định tuyến thích hợp các gói IP liên quan đến một kết nối ứng dụng nhất định, tức là các phiên giữa các ứng dụng khách và máy chủ ở đâu đó trên Internet. Hơn nữa, để thực hiện việc định tuyến các gói có thể truy cập được nên được sửa theo các chính sách nhất định của người dùng (như thể hiện trong hình bên dưới).

Công nghệ cốt lõi chính

Như thể hiện trong Hình 5, 5G MasterCore là điểm hội tụ của các công nghệ khác, có tác động riêng đến mạng không dây hiện có. Điều thú vị là thiết kế của nó tạo điều kiện cho MasterCore hoạt động ở chế độ đa chế độ song song bao gồm tất cả chế độ mạng IP và chế độ mạng 5G. Trong chế độ này (như được hiển thị trong hình bên dưới), nó kiểm soát tất cả các công nghệ mạng của RAN và các Mạng truy cập khác nhau (DAT). Vì công nghệ này tương thích và quản lý tất cả các triển khai mới (dựa trên 5G), nó hiệu quả hơn, ít phức tạp hơn và mạnh mẽ hơn.

Đáng ngạc nhiên, bất kỳ chế độ dịch vụ nào cũng có thể được mở trong Chế độ triển khai mới 5G như Chế độ dịch vụ kết hợp thế giới (WCSM). WCSM là một tính năng tuyệt vời của công nghệ này; ví dụ, nếu một giáo sư viết trên bảng trắng ở một quốc gia - nó có thể được hiển thị trên một bảng trắng khác ở bất kỳ nơi nào khác trên thế giới ngoài cuộc trò chuyện và video. Hơn nữa, một dịch vụ mới có thể được thêm vào dễ dàng thông qua dịch vụ đa chế độ song song.

Thông thường, dự kiến khoảng thời gian cần thiết để phát triển và triển khai công nghệ 5G là khoảng 5 năm nữa kể từ bây giờ (đến năm 2020). Nhưng để có thể sử dụng được cho người dân ở các nước đang phát triển, nó có thể còn nhiều hơn thế nữa.

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

Độ dài thời gian mong đợi

Bằng cách xem xét nhiều tiện ích và các tính năng nổi bật khác nhau, các nhà nghiên cứu dự đoán rằng công nghệ này sẽ được sử dụng cho đến năm 2040.

Công nghệ 5G được trang bị với nhiều tính năng cũng như tính năng khác biệt, mà khả năng ứng dụng sẽ hữu ích cho nhiều người bất kể mục đích của họ (như thể hiện trong hình ảnh mweb ).

Các ứng dụng của 5G

Một số ứng dụng quan trọng là -

Nó sẽ trở thành tiêu chuẩn toàn cầu thống nhất cho tất cả.
Mạng khả dụng sẽ ở khắp mọi nơi và sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho mọi người sử dụng máy tính của họ và các loại thiết bị di động như vậy mọi lúc, mọi nơi.
Do công nghệ IPv6, việc truy cập địa chỉ IP di động sẽ được chỉ định theo mạng được kết nối và vị trí địa lý.
Ứng dụng của nó sẽ biến thế giới thành vùng Wi Fi thực.
Công nghệ vô tuyến nhận thức của nó sẽ tạo điều kiện cho các phiên bản công nghệ vô tuyến khác nhau chia sẻ cùng một phổ tần một cách hiệu quả.
Ứng dụng của nó sẽ tạo điều kiện cho mọi người tận dụng tín hiệu vô tuyến ở độ cao cao hơn.

Ứng dụng của 5G tương đương với việc hoàn thành giấc mơ. Nó được tích hợp với các tính năng tiên tiến vượt trội so với các công nghệ trước đó.

Các tính năng tiên tiến

So với các công nghệ vô tuyến trước đây, 5G có tiến bộ sau -

Thực tế có thể tận dụng tốc độ siêu tốc, tức là từ 1 đến 10 Gbps.
Độ trễ sẽ là 1 mili giây (khứ hồi từ đầu đến cuối).
1.000x băng thông trên một đơn vị diện tích.
Khả năng kết nối 10 đến 100 số lượng thiết bị.
Phủ sóng trên toàn thế giới.
Giảm khoảng 90% việc sử dụng năng lượng mạng.
Thời lượng pin sẽ lâu hơn nhiều.
Toàn bộ thế giới sẽ ở trong vùng wi fi .

Công nghệ thế hệ ^thứ 5 cung cấp một loạt các tính năng, có lợi cho tất cả các nhóm người bao gồm, sinh viên, chuyên gia (bác sĩ, kỹ sư, giáo viên, cơ quan quản lý, cơ quan hành chính, v.v.) và thậm chí cho cả những người bình thường.

Ưu điểm quan trọng

Có một số ưu điểm của công nghệ 5G, một số ưu điểm đã được thể hiện trong hình ảnh Ericsson ở trên và nhiều ưu điểm khác được mô tả bên dưới -

Độ phân giải cao và định hình băng thông lớn hai hướng.
Công nghệ tập hợp tất cả các mạng trên một nền tảng.
Hiệu quả và hiệu quả hơn.
Công nghệ tạo điều kiện cho các công cụ giám sát người đăng ký để thực hiện hành động nhanh chóng.
Rất có thể, sẽ cung cấp một dữ liệu phát sóng khổng lồ (tính bằng Gigabit), hỗ trợ hơn 60.000 kết nối.
Dễ dàng quản lý với các thế hệ trước.
Âm thanh công nghệ để hỗ trợ các dịch vụ không đồng nhất (bao gồm cả mạng riêng).
Có thể cung cấp kết nối đồng nhất, liên tục và nhất quán trên toàn thế giới.

Một số lợi thế khác cho người dân thường
Nhiều dịch vụ song song, chẳng hạn như bạn có thể biết thời tiết và vị trí khi nói chuyện với người khác.
Bạn có thể điều khiển PC của mình bằng thiết bị cầm tay.
Giáo dục sẽ trở nên dễ dàng hơn - Học sinh ở bất kỳ nơi nào trên thế giới đều có thể tham gia lớp học.
Điều trị Y tế sẽ trở nên dễ dàng và tiết kiệm - Một bác sĩ có thể điều trị cho bệnh nhân ở những nơi xa xôi trên thế giới.
Việc giám sát sẽ dễ dàng hơn - Một tổ chức chính phủ và các đề nghị điều tra có thể giám sát bất kỳ nơi nào trên thế giới. Có thể giảm tỷ lệ tội phạm.
Hình dung vũ trụ, thiên hà và hành tinh sẽ có thể.
Có thể xác định vị trí và tìm kiếm người mất tích.
Có thể, thiên tai bao gồm sóng thần, động đất, vv có thể được phát hiện nhanh hơn.

Nhược điểm của Công nghệ 5G

Mặc dù, công nghệ 5G được nghiên cứu và lên ý tưởng để giải quyết tất cả các vấn đề tín hiệu vô tuyến và khó khăn của thế giới di động, nhưng vì một số lý do bảo mật và thiếu tiến bộ công nghệ ở hầu hết các khu vực địa lý, nó có những thiếu sót sau:

Công nghệ vẫn đang trong quá trình xử lý và nghiên cứu về khả năng tồn tại của nó đang được tiến hành.
Tốc độ mà công nghệ này đang tuyên bố dường như khó đạt được (có thể là trong tương lai) vì sự hỗ trợ công nghệ không đủ năng lực ở hầu hết các nơi trên thế giới.

Nhiều thiết bị cũ sẽ không đủ khả năng với 5G, do đó, tất cả chúng cần được thay thế bằng thiết bị mới - một thỏa thuận đắt tiền.
Phát triển cơ sở hạ tầng cần chi phí cao.
Vấn đề bảo mật và quyền riêng tư vẫn chưa được giải quyết.

Những thách thức là một phần vốn có của sự phát triển mới; vì vậy, giống như tất cả các công nghệ, 5G cũng có những thách thức lớn cần giải quyết. Như chúng ta thấy trong quá khứ, tức là sự phát triển của công nghệ vô tuyến, chúng ta nhận thấy tốc độ phát triển rất nhanh. Bắt đầu từ 1G đến 5G, hành trình chỉ khoảng 40 năm tuổi (Xem xét 1G vào những năm 1980 và 5G vào những năm 2020). Tuy nhiên, trong hành trình này, những thách thức chung mà chúng tôi nhận thấy là thiếu cơ sở hạ tầng, phương pháp nghiên cứu và chi phí.

Tuy nhiên, có hàng chục quốc gia sử dụng công nghệ 2G và 3G và thậm chí không biết về 4G, trong điều kiện như vậy, câu hỏi quan trọng nhất trong đầu mọi người là -

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?

Để hiểu những câu hỏi này, những thách thức của 5G được phân loại thành hai tiêu đề sau:

Những thách thức về công nghệ
Những thách thức chung

Những thách thức về công nghệ

Inter-cell Interference- Đây là một trong những vấn đề công nghệ lớn cần được giải quyết. Có sự thay đổi về kích thước của các ô macro truyền thống và các ô nhỏ đồng thời sẽ dẫn đến nhiễu.

Efficient Medium Access Control- Trong một tình huống, nơi yêu cầu triển khai dày đặc các điểm truy cập và thiết bị đầu cuối của người dùng, thông lượng của người dùng sẽ thấp, độ trễ sẽ cao và các điểm phát sóng sẽ không có khả năng sử dụng công nghệ di động để cung cấp thông lượng cao. Nó cần được nghiên cứu đúng cách để tối ưu hóa công nghệ.
Traffic Management - So với lưu lượng truyền thống giữa con người với con người trong mạng di động, một số lượng lớn thiết bị Máy với Máy (M2M) trong một tế bào có thể gây ra những thách thức nghiêm trọng về hệ thống, tức là thách thức về mạng truy cập vô tuyến (RAN), điều này sẽ gây ra quá tải và tắc nghẽn.

Những thách thức chung

Multiple Services- Không giống như các dịch vụ tín hiệu vô tuyến khác, 5G sẽ có một nhiệm vụ to lớn là cung cấp dịch vụ cho các mạng, công nghệ và thiết bị không đồng nhất hoạt động ở các vùng địa lý khác nhau. Vì vậy, thách thức là tiêu chuẩn hóa để cung cấp các dịch vụ không dây năng động, phổ cập, lấy người dùng làm trung tâm và giàu dữ liệu để đáp ứng kỳ vọng cao của mọi người.

Infrastructure - Các nhà nghiên cứu đang đối mặt với những thách thức công nghệ về tiêu chuẩn hóa và ứng dụng các dịch vụ 5G.
Communication, Navigation, & Sensing- Các dịch vụ này phần lớn phụ thuộc vào sự sẵn có của phổ vô tuyến, qua đó các tín hiệu được truyền đi. Mặc dù công nghệ 5G có sức mạnh tính toán mạnh mẽ để xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ đến từ các nguồn khác nhau và riêng biệt, nhưng nó cần được hỗ trợ cơ sở hạ tầng lớn hơn.
Security and Privacy- Đây là một trong những thách thức quan trọng nhất mà 5G cần đảm bảo bảo vệ dữ liệu cá nhân. 5G sẽ phải xác định những bất ổn liên quan đến các mối đe dọa bảo mật bao gồm lòng tin, quyền riêng tư, an ninh mạng, vốn đang phát triển trên toàn cầu.
Legislation of Cyberlaw- Tội phạm mạng và gian lận khác cũng có thể gia tăng với tốc độ cao và công nghệ 5G phổ biến. Do đó, pháp luật của Cyberlaw cũng là một vấn đề cấp thiết, phần lớn là vấn đề chính trị và chính trị (quốc gia cũng như quốc tế) về bản chất.

Một số nghiên cứu và thảo luận đang diễn ra trên khắp thế giới giữa các nhà công nghệ, nhà nghiên cứu, viện sĩ, nhà cung cấp, nhà khai thác và chính phủ về những đổi mới, triển khai, khả năng tồn tại và mối quan tâm bảo mật của 5G.

Như được đề xuất, được trang bị nhiều tính năng tiên tiến bắt đầu từ dịch vụ internet tốc độ siêu cao đến dịch vụ phổ biến thông suốt, 5G sẽ giải quyết nhiều vấn đề. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là - trong tình huống mà các công nghệ trước đây (4G và 3G) vẫn đang trong quá trình xử lý và nhiều phần chưa được khởi động; Tương lai của 5G sẽ là gì?

Công nghệ thế hệ ^thứ 5 được thiết kế để cung cấp khả năng dữ liệu đáng kinh ngạc và vượt trội, khối lượng cuộc gọi không bị cản trở và truyền dữ liệu vô số trong hệ điều hành di động mới nhất. Do đó, nó là công nghệ thông minh hơn, sẽ kết nối toàn bộ thế giới mà không có giới hạn. Tương tự như vậy, thế giới của chúng ta sẽ có quyền truy cập thông tin, liên lạc và giải trí toàn cầu và không bị gián đoạn, điều này sẽ mở ra một chiều hướng mới cho cuộc sống của chúng ta và sẽ thay đổi phong cách sống của chúng ta một cách có ý nghĩa.

Hơn nữa, các chính phủ và cơ quan quản lý có thể sử dụng công nghệ này như một cơ hội để quản trị tốt và có thể tạo ra môi trường lành mạnh hơn, điều này chắc chắn sẽ khuyến khích tiếp tục đầu tư vào 5G, công nghệ thế hệ tiếp theo.