Ақылды әлем үшін 5G

Интернет желісінің нағыз революциясы бесінші буын мобильді интернет желісінің танымалдылығымен ғана жүзеге асады деген пікір кең таралған. Бұл желі әлі де құрылады, бірақ IoT инфрақұрылымын енгізумен бизнес қазір оны қарастырмайды.

Сарапшылар 5G эволюция емес, мобильді технологияның толық трансформациясы деп күтеді. Бұл коммуникацияның осы түрімен байланысты барлық саланы өзгертуі керек. 2017 жылдың ақпанында Барселонада өткен мобильді дүниежүзілік конгресстегі презентация кезінде Deutsche Telekom өкілі тіпті осыған байланысты деп мәлімдеді. смартфондар жойылады. Ол танымал болған кезде, біз әрқашан желіде боламыз, бізді қоршаған барлық дерлік. Бұл технологияны (телемедицина, дауыстық қоңыраулар, ойын платформалары, веб-шолғыштар) нарықтың қай сегменті қолданатынына байланысты желі басқаша әрекет етеді.

Алдыңғы шешімдермен салыстырғанда 5G желісінің жылдамдығы

Сол MWC кезінде 5G желісінің алғашқы коммерциялық қосымшалары көрсетілді - бұл тұжырым кейбір күмән тудырады, өйткені оның шын мәнінде қандай болатыны әлі белгісіз. Болжамдар мүлдем сәйкес келмейді. Кейбір дереккөздер 5G бір уақытта мыңдаған пайдаланушыларға секундына ондаған мың мегабиттік жылдамдықты қамтамасыз етеді деп күтілуде. Бірнеше ай бұрын Халықаралық электрбайланыс одағы (ХЭО) жариялаған 5G үшін алдын ала спецификация кідіріс 4 мс аспайтынын болжайды. Деректерді 20 Гбит/с жылдамдықпен жүктеп алып, 10 Гбит/с жылдамдықпен жүктеп салу керек. Біз ITU жаңа желінің соңғы нұсқасын осы күзде жариялағысы келетінін білеміз. Барлығы бір нәрсемен келіседі - 5G желісі бір уақытта жүздеген мың сенсорлардың сымсыз қосылымын қамтамасыз етуі керек, бұл заттардың интернеті мен барлық жерде қолжетімді қызметтер үшін кілт болып табылады.

AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel және т.б. сияқты жетекші компаниялар 5G стандарттау уақыт кестесін жеделдету үшін өз қолдауларын анық білдіруде. Барлық мүдделі тараптар бұл тұжырымдаманы коммерцияландыруды 2019 жылдан бастап бастағысы келеді. Екінші жағынан, Еуропалық Одақ келесі буын желілерінің даму бағытын анықтау үшін 5G PPP жоспарын () жариялады. 2020 жылға қарай ЕО елдері осы стандарт үшін сақталған 700 МГц жиілікті шығаруы керек.

5G желісі – жаңа технологиялардың сыйы

Жалғыз заттарға 5G қажет емес

Ericsson мәліметтері бойынша, өткен жылдың соңында (, IoT) 5,6 миллиард құрылғы жұмыс істеді. Олардың тек 400 миллионға жуығы мобильді желілермен, ал қалғандары Wi-Fi, Bluetooth немесе ZigBee сияқты қысқа ауқымды желілермен жұмыс істеді.

Заттар интернетінің нақты дамуы 5G желілерімен жиі байланысты. Жаңа технологиялардың алғашқы қолданбалары, бастапқыда бизнес секторында, екі-үш жылдан кейін пайда болуы мүмкін. Дегенмен, біз жеке тұтынушылар үшін жаңа буын желілеріне 2025 жылдан ерте емес қолжетімділікті күте аламыз. 5G технологиясының артықшылығы, басқалармен қатар, шаршы километр аумақта жиналған миллиондаған құрылғыларды өңдеу мүмкіндігі. Бұл үлкен сан болып көрінеді, бірақ егер сіз IoT көзқарасы не туралы айтатынын ескерсеңіз ақылды қалаларонда қалалық инфрақұрылымнан басқа, көліктер (соның ішінде автономды автомобильдер) және тұрмыстық (ақылды үйлер) және кеңсе құрылғылары, сондай-ақ, мысалы, дүкендер мен оларда сақталған тауарлар қосылған, шаршы километрге бұл миллион осылай көрінбейді. үлкен. Әсіресе қала орталығында немесе кеңселер көп шоғырланған аудандарда.

Дегенмен, желіге қосылған көптеген құрылғылар мен оларға орнатылған сенсорлар өте жоғары жылдамдықты қажет етпейтінін ескеріңіз, өйткені олар деректердің шағын бөліктерін жібереді. Ультра жылдам интернет банкоматқа немесе төлем терминалына қажет емес. Дүкендердегі тоңазытқыштардағы жағдайлар туралы, мысалы, балмұздақ өндірушісін хабардар ететін қорғаныс жүйесінде түтін мен температура сенсорының болуы міндетті емес. Көшелерді жарықтандыруды бақылау және басқару, электр және су есептегіштерінен деректерді беру, IoT қосылған үй құрылғыларының смартфонын пайдаланып қашықтан басқару үшін немесе логистикада жоғары жылдамдықтар мен төмен кідіріс қажет емес.

Бүгінгі күні бізде ұялы желілер арқылы секундына бірнеше ондаған, тіпті жүздеген мегабит деректерді жіберуге мүмкіндік беретін LTE технологиясы болса да, Интернетте жұмыс істейтін құрылғылардың айтарлықтай бөлігі әлі де қолданылады. 2G желілері, яғни. 1991 жылдан бері сатылымда. GSM стандарты.

Көптеген компанияларды қазіргі қызметінде IoT-ті пайдаланудан бас тартатын және осылайша оның дамуын бәсеңдететін баға кедергісін еңсеру үшін шағын деректер пакеттерін тасымалдайтын құрылғыларды қолдауға арналған желілерді құру технологиялары әзірленді. Бұл желілер ұялы байланыс операторлары пайдаланатын жиіліктерді де, лицензияланбаған диапазонды да пайдаланады. LTE-M және NB-IoT (NB-LTE деп те аталады) сияқты технологиялар LTE желілері пайдаланатын диапазонда жұмыс істейді, ал EC-GSM-IoT (EC-EGPRS деп те аталады) 2G желілері пайдаланатын жолақты пайдаланады. Лицензияланбаған ауқымда LoRa, Sigfox және RPMA сияқты шешімдерден таңдауға болады.

Жоғарыда аталған барлық опциялар кең ауқымды ұсынады және соңғы құрылғылар мүмкіндігінше арзан және мүмкіндігінше аз энергияны тұтынатындай етіп жасалған, осылайша батареяны бірнеше жыл бойы ауыстырмай жұмыс істейді. Демек, олардың жиынтық атауы - (төмен қуат тұтыну, ұзақ қашықтық). Ұялы байланыс операторлары үшін қолжетімді ауқымдарда жұмыс істейтін LPWA желілері тек бағдарламалық құралды жаңартуды қажет етеді. Коммерциялық LPWA желілерінің дамуын Gartner және Ovum зерттеу компаниялары IoT дамытудағы маңызды оқиғалардың бірі ретінде қарастырады.

Операторлар әртүрлі технологияларды пайдаланады. Өткен жылы ұлттық желісін іске қосқан голландиялық KPN LoRa-ны таңдап, LTE-M-ге қызығушылық танытты. Vodafone тобы NB-IoT-ті таңдады - биыл ол Испанияда желіні құруға кірісті және мұндай желіні Германияда, Ирландияда және Испанияда құруды жоспарлап отыр. Deutsche Telekom NB-IoT таңдады және оның желісі сегіз елде, соның ішінде Польшада іске қосылатынын хабарлайды. Испандық Telefonica Sigfox және NB-IoT таңдады. Франциядағы Orange LoRa желісін құруды бастады, содан кейін ол LTE-M желілерін Испания мен Бельгиядан өзі жұмыс істейтін елдерде, сонымен бірге Польшада да шығара бастайтынын хабарлады.

LPWA желісінің құрылысы белгілі бір IoT экожүйесін дамыту 5G желілеріне қарағанда жылдамырақ басталатынын білдіруі мүмкін. Бірінің кеңеюі екіншісін жоққа шығармайды, өйткені екі технология да болашақтың смарт желісі үшін өте маңызды.

5G сымсыз қосылымдары бәрібір көп қажет болуы мүмкін энергия. Жоғарыда аталған диапазондардан басқа, жеке құрылғылар деңгейінде энергияны үнемдеу жолы өткен жылы іске қосылуы керек. Bluetooth веб-платформасы. Оны смарт шамдар, құлыптар, сенсорлар және т.б. желісі пайдаланатын болады. Технология IoT құрылғыларына арнайы қолданбаларды қолданбай-ақ веб-шолғыштан немесе веб-сайттан тікелей қосылуға мүмкіндік береді.

Web Bluetooth технологиясының визуализациясы

Бұрын 5G

Кейбір компаниялардың 5G технологиясын жылдар бойы іздеп келе жатқанын білу керек. Мысалы, Samsung 5 жылдан бері 2011G желілік шешімдерімен жұмыс істейді. Осы уақыт ішінде 1,2 км/сағ жылдамдықпен қозғалатын көлікте 110 Гб/с жіберуге қол жеткізу мүмкін болды. және тұрақты қабылдағыш үшін 7,5 Гбит/с.

Сонымен қатар, тәжірибелік 5G желілері қазірдің өзінде бар және әртүрлі компаниялармен бірлесіп жасалған. Дегенмен, қазіргі уақытта жаңа желінің жақын арада және шын мәнінде жаһандық стандарттауы туралы айту әлі ерте. Ericsson оны Швеция мен Жапонияда сынап жатыр, бірақ жаңа стандартпен жұмыс істейтін шағын тұтынушы құрылғылары әлі де алыс. 2018 жылы шведтік TeliaSonera операторымен серіктестікте компания Стокгольм мен Таллинде алғашқы коммерциялық 5G желілерін іске қосады. Бастапқыда болады қалалық желілер, және біз «толық өлшемді» 5G үшін 2020 жылға дейін күтуіміз керек. Ericsson тіпті бар алғашқы 5G телефоны. Бәлкім, «телефон» сөзі қате сөз шығар. Құрылғының салмағы 150 кг және онымен өлшеу құралдарымен қаруланған үлкен автобуста жүру керек.

Өткен қазан айында 5G желісінің дебюті туралы хабар алыс Австралиядан келді. Дегенмен, есептердің бұл түрлеріне қашықтықтан жақындау керек – 5G стандарты мен спецификациясы болмаса, бесінші буын қызметінің іске қосылғанын қайдан білесіз? Бұл стандарт келісілгеннен кейін өзгеруі керек. Егер бәрі жоспарға сай болса, алдын ала стандартталған 5G желілері 2018 жылы Оңтүстік Кореяда өтетін қысқы Олимпиада ойындарында алғаш рет пайда болады.

Миллиметрлік толқындар және кішкентай жасушалар

5G желісінің жұмысы бірнеше маңызды технологияларға байланысты.

Samsung компаниясы шығарған базалық станция

бірінші миллиметрлік толқын байланыстары. Бір радиожиіліктерді пайдаланып бір-біріне немесе Интернетке көбірек құрылғылар қосылып жатыр. Бұл жылдамдықтың жоғалуын және қосылым тұрақтылығы мәселелерін тудырады. Шешім миллиметрлік толқындарға ауысу болуы мүмкін, яғни. 30-300 ГГц жиілік диапазонында. Қазіргі уақытта олар, әсіресе, спутниктік байланыс пен радиоастрономияда қолданылады, бірақ олардың негізгі шектеулері олардың қысқа диапазонында болды. Антеннаның жаңа түрі бұл мәселені шешеді және бұл технологияның дамуы әлі де жалғасуда.

Технология – бесінші буынның екінші тірегі. Ғалымдар қазірдің өзінде 200 м-ден астам қашықтықта миллиметрлік толқындар арқылы деректерді жібере алатындығымен мақтанады.Ал үлкен қалаларда әр 200-250 м сайын, яғни энергияны өте аз тұтынатын шағын базалық станциялар болуы мүмкін. Дегенмен, аз қоныстанған жерлерде «шағын ұяшықтар» жақсы жұмыс істемейді.

Бұл жоғарыда аталған мәселені шешуге көмектесуі керек MIMO технологиясы жаңа ұрпақ. MIMO — сымсыз желінің сыйымдылығын арттыратын 4G стандартында да қолданылатын шешім. Құпия - жіберуші және қабылдаушы жағындағы көп антенналық беріліс. Келесі буын станциялары деректерді бір уақытта жіберу және қабылдау үшін бүгінгіден сегіз есе көп порттарды өңдей алады. Осылайша, желінің өткізу қабілеті 22%-ға артады.

5G үшін тағы бір маңызды әдіс - бұл «сәулелену«. Бұл деректерді пайдаланушыға оңтайлы маршрут бойынша жеткізу үшін сигналды өңдеу әдісі. миллиметрлік толқындардың құрылғыға жан-жақты беріліс арқылы емес, шоғырланған сәуледе жетуіне көмектеседі. Осылайша, сигнал күші артады және кедергі азаяды.

Бесінші буынның бесінші элементі деп аталатын болуы керек толық дуплекс. Дуплекс - бұл екі жақты жіберу, яғни екі бағытта да ақпаратты беру және қабылдау мүмкін болатын. Толық дуплекс деректердің беру үзіліссіз берілуін білдіреді. Бұл шешім ең жақсы параметрлерге қол жеткізу үшін үнемі жетілдірілуде.

 

Алтыншы ұрпақ?

Дегенмен, зертханалар қазірдің өзінде 5G-ден де жылдамырақ нәрсемен жұмыс істеуде - дегенмен, біз бесінші ұрпақтың нақты не екенін білмейміз. Жапон ғалымдары сымсыз деректерді берудің келесі алтыншы нұсқасын жасауда. Ол 300 ГГц және одан жоғары жиіліктерді пайдаланудан тұрады және қол жеткізілетін жылдамдықтар әр арнада 105 Гб/с болады. Бірнеше жылдан бері жаңа технологияларды зерттеу және әзірлеу жұмыстары жүргізілуде. Өткен қарашада 500 ГГц терагерц диапазоны арқылы 34 Гб/с, содан кейін 160-300 ГГц диапазонындағы таратқыш арқылы (500 ГГц аралықта модуляцияланған сегіз арна) 25 Гб/с қол жеткізілді. ) - яғни 5G желісінің күтілетін мүмкіндіктерінен бірнеше есе жоғары нәтижелер. Соңғы табыс – Хиросима университетінің ғалымдары мен Panasonic қызметкерлерінің бір мезгілде жасаған жұмысы. Технология туралы ақпарат университет сайтында орналастырылды, терагерц желісінің болжамдары мен механизмі 2017 жылдың ақпанында Сан-Францискодағы ISSCC конференциясында ұсынылды.

Өздеріңіз білетіндей, жұмыс жиілігінің артуы деректерді жылдамырақ тасымалдауға мүмкіндік беріп қана қоймайды, сонымен қатар сигналдың ықтимал диапазонын айтарлықтай азайтады, сондай-ақ оның барлық кедергілерге бейімділігін арттырады. Бұл жеткілікті күрделі және тығыз бөлінген инфрақұрылымды салу қажет дегенді білдіреді.

Сондай-ақ, 2020 жылға жоспарланған 5G желісі, содан кейін гипотетикалық одан да жылдам терагерц желісі сияқты революциялар миллиондаған құрылғыларды жаңа стандарттарға бейімделген нұсқалармен ауыстыруды қажет ететінін атап өткен жөн. Бұл өзгеру жылдамдығын айтарлықтай бәсеңдетуі және жоспарланған революцияның шын мәнінде эволюцияға айналуына әкелуі мүмкін.

Жалғасы бар Тақырып нөмірі ай сайынғы соңғы санында.