Петото поколение - бъдещето на телекомуникациите

Вече не е странно да чуете хората да казват, че имат 5G връзка в дома си или на телефоните си, което обикновено означава по-бърз интернет.

Но не само това е обещанието за 5G връзка, а и огромен брой свързани устройства, нови продукти и услуги.

Със сигурност в момента, в който започнем да използваме всичко, което 5G може да предложи, начинът ни на живот ще се промени. Разбирате ли обаче напълно тази технология?

Разполагаме с експерт, който да ни помогне да разберем как работи технологията 5G - Уилям Вилота, докторант по компютърни науки в университета в Кампинас, Бразилия.

5G е името на пето поколение на мобилните телекомуникации. Вече преживяхме предшествениците 1G, 2G, 3G и 4G и ще продължим да преживяваме следващите в редицата, новите тенденции.

Нека направим преглед на миналите поколения.

Първото поколение (1G) мобилни телекомуникации, въведено през 80-те години на миналия век, позволяваше разговори между мобилни устройства, както и услуги за гласови съобщения.

По-късно, през 1991 г., 2G започва да предоставя услуги за текстови съобщения и роуминг.

През 1998 г. 3G предостави на потребителите възможност за ползване на интернет.

През 2008 г. 4G добави услуги за игри, мобилна телевизия с висока разделителна способност, видеоразговори и 3D телевизия.

И накрая, през 2009 г. стартира 4G Long Term Evolution (LTE), който удвои скоростта на предаване на данни на вече бързия 4G.

Всяко ново поколение се характеризира с въвеждане на нова функция в предишния статус, добавяне на нови мобилни услуги или подобряване на съществуващите.

5G е нещо повече от по-бърза интернет връзка на мобилния ви телефон. Той ще осигури свързаност за много повече устройства, различни от мобилните телефони. По-специално, 5G обещава да изпълни следните изисквания:

Скорост на предаване на данни до 10Gbps. Това е предаване на информация 10 пъти по-бързо от теоретичния максимум на 4G LTE. Това би било достатъчно за изтегляне на цели филми за няколко секунди.

Латентност при обиколка от 1 милисекунда. Това представлява почти 10-кратно намаление на латентността в сравнение с 4G. Латентността е времето, необходимо на данните да отидат и да се върнат от мястото, от което идват - 5G ще отнеме само 1 милисекунда. С други думи, това по същество е времето, за което един мобилен телефон изисква информация от сървър и получава отговор.

Hight Широчина на честотната лента за единица площ. В предишните поколения колкото по-близо сте били до източника, толкова по-добра и по-бърза е била реакцията. При 5G обаче няма значение къде се намира потребителят, неговата част от сигнала е гарантирана. 5G ще работи с по-голям брой по-малки антени в сравнение с 4G, което ще позволи свързването на още повече устройства с по-висока честотна лента за по-дълги периоди от време, независимо от местоположението на потребителя.

До 100 пъти по-голям брой свързани устройства на единица площ в сравнение с 4G LTE. Експертите очакват до 2023 г. да има 20 милиарда устройства за интернет на нещата (IoT).

99.999% наличност. Това означава, че услугата се възприема като налична през цялото време.

Покритие 100%.

90% намаляване на потреблението на енергия в мрежата. 5G ще доведе и до намаляване на разходите. Увеличаване на продължителността на живота на батериите до 10 години за устройствата.

Общата цел е да се разшири използването на радиочестотния спектър, като се увеличи обхватът на дължината на вълната, което ще позволи на голям брой устройства да получат интернет връзка и достъп до специализирани услуги.

Въпреки че радиовълните се характеризират с къси и дълги вълни, те имат висока скорост на предаване на данни по време. Мобилните мрежи имат две основни части, а именно Мрежа за радиодостъп (RAN) и Основна мрежа.

RAN се състои от няколко възела (антени), които осигуряват достъп на потребителите до ядрото. Ядрото е централният елемент на мрежата, който предоставя услуги на потребителите. То позволява обмен на информация между различните подмрежи или локални мрежи.

5G RAN предоставя иновативна функция за добавяне на нови високочестотни радиовълни към съществуващите, които се използват за предаване на данни. Освен това се осигурява непрекъсната връзка."

Очаква се също така сигналът на 5G RAN да бъде съставен от по-малки антени в сравнение с настоящите, разположени много по-близо до потребителя.

5G е проектиран да отговаря на изискванията за високи стандарти, като се вземат предвид разпределените сървъри в мрежата, за да се постигнат нуждите от латентност", казва Вилота за промените, които 5G предоставя.

Предложението на магистърската теза на Вилота е да се създаде контрол на допускането на заявки за мрежови парчета (NSLR) в 5G чрез използване на обучение с подсилване.

Network Slicing е технология, която позволява изпълнението на множество виртуални изолирани мрежи (наречени Network Slices), които използват една и съща физическа мрежова инфраструктура.

Всяко мрежово парче се създава при поискване и е пригодено за изпълнение на разнообразните изисквания на услугите 5G.

Очаква се доставчиците на мрежови срезове (NSP) да получат няколко заявки за създаване на мрежови срезове от множество наематели.

За приемане на пристигащите заявки, като същевременно се оптимизира използването на ресурсите и печалбата на НСП, се използва техниката за машинно обучение - Reinforcement Learning.

Освен това ядрото на 5G използва технологии за виртуализация, които осигуряват персонализирани услуги за всяко специфично търсене на индустрията или бизнес сегментите.

Това означава, че мрежовите ресурси ще се управляват по-лесно, за да се предоставят на потребителите и предприятията необходимите им ресурси.

Няколко примера за това, което технологията 5G ще предостави на потребителите, са:

– Виртуална и добавена реалност. Ниската латентност на 5G позволява подобряване на симулираните изживявания, като например игри, които използват очила за виртуална реалност.

– Тактилен интернет. Това се отнася до манипулирането на обекти чрез докосване. Взаимодействието между човека и машината трябва да се осъществява в реално време, с изключително ниска латентност и висока степен на достъпност.

– Свързаност между машините. Известен също като M2M, той представлява обмен на данни между машини с намалена или никаква човешка намеса. Това позволява на системите да се самонаблюдават и да реагират по подходящ начин.

– Автономно шофиране. Превозните средства ще могат да комуникират с други свързващи устройства и да постигат по-ефективно и безопасно шофиране.

Кога тази невероятна технология ще бъде достъпна в моя дом?

Първоначалните услуги започнаха да се предлагат в някои страни е 2019. Въпреки това до 2025 г. се очаква да бъдат достъпни в целия свят.

Мобилните комуникации ще продължат да се развиват и в даден момент ще се адаптираме към честите подобрения.

Изследователите вече говорят за характеристиките на наследника на 5G - 6G.

Технологиите се ускоряват, въпреки че е трудно да се приеме идеята за 6G, някои учени вече споменаха 7G.

Въпреки това ще е необходимо a време, за да стигнете дотам.

Справка:

Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016). Безжични мрежи от следващо поколение 5G: A comprehensive survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18(3), 1617-1655.

____

Какъв е опитът ви с Mind the Graph досега? Споделете мнението си, за нас е важно да получим обратна връзка, за да можем да подобрим платформата за вас и много други хора.

Кликнете тук за да ни оставите отзив, и тук за да започнете да творите за деня!

Ако сте нови тук, можете да разгледате нашите илюстрации и шаблони достъпни за всички потребители на Mind the Graph.
Освен това можете да прочетете повече съдържание в Блог на Mind the Graphи се вдъхновявайте от цялото научно съдържание!

Петото поколение - бъдещето на телекомуникациите

Абонирайте се за нашия бюлетин

За Фабрисио Памплона