Ei ole enää outoa kuulla ihmisten sanovan, että heillä on 5G-yhteys kodeissaan tai puhelimissaan, mikä yleensä tarkoittaa nopeampaa internet-nopeutta.
Mutta 5G-yhteys ei ole vain lupaus, vaan siihen sisältyy myös valtava määrä liitettyjä laitteita, uusia tuotteita ja palveluja.
Elämäntapamme muuttuu varmasti heti, kun alamme käyttää kaikkea sitä, mitä 5G:llä on tarjota. Ymmärrätkö kuitenkin täysin tätä teknologiaa?
Meillä on asiantuntija, joka auttaa meitä ymmärtämään, miten 5G-teknologia toimii: William Villota, joka on tietojenkäsittelytieteiden tohtoriopiskelija Campinasin yliopistossa Brasiliassa.
5G on nimitys viides sukupolvi matkaviestinnän alalla. Olemme jo kokeneet edeltäjät 1G, 2G, 3G ja 4G, ja koemme jatkossakin seuraavia, uusia tulevia suuntauksia.
Tarkastellaanpa edellisiä sukupolvia.
Ensimmäisen sukupolven (1G) matkaviestintä, joka otettiin käyttöön 80-luvulla, mahdollisti mobiililaitteiden väliset puhelut ja ääniviestipalvelut.
Myöhemmin, vuonna 1991, 2G, aloitti tekstiviestipalvelut ja verkkovierailut.
3G toi vuonna 1998 käyttäjille internetkokemuksen.
Vuonna 2008 4G-verkkoon lisättiin pelipalvelut, teräväpiirtotelevisio, videopuhelut ja 3D-televisio.
Vuonna 2009 lanseerattiin 4G Long Term Evolution (LTE), joka kaksinkertaisti jo ennestään nopean 4G:n tiedonsiirtonopeuden.
Jokaisessa uudessa sukupolvessa otetaan käyttöön uusi ominaisuus edelliseen tilaan, lisätään uusia mobiilipalveluja tai parannetaan nykyisiä.
5G on muutakin kuin nopeampi internet-yhteys matkapuhelimessa. Se tarjoaa yhteydet paljon useammille laitteille kuin matkapuhelimille. Erityisesti 5G:n luvataan täyttää seuraavat vaatimukset:
Tiedonsiirtonopeus jopa 10 Gbps. Tämä on tiedonsiirto, joka on 10 kertaa nopeampi kuin 4G LTE:n teoreettinen huippu. Se riittäisi kokonaisten elokuvien lataamiseen muutamassa sekunnissa.
Edestakainen viive on 1 millisekunti. Tämä merkitsee lähes 10-kertaista viiveen vähenemistä 4G:hen verrattuna. Viive on aika, joka kuluu datan siirtymiseen ja palaamiseen lähteestä määränpäähän - 5G:llä siihen kuluu vain 1 millisekunti. Toisin sanoen se on lähinnä aika, jonka matkapuhelin pyytää palvelimelta tietoa ja saa vastauksen.
Suuri kaistanleveys pinta-alayksikköä kohti. Aiemmissa sukupolvissa vastaus oli sitä parempi ja nopeampi, mitä lähempänä lähdettä olit. 5G:ssä ei kuitenkaan ole väliä, missä käyttäjä on, sillä hänen osuutensa signaalista on taattu. 5G toimii suuremmalla määrällä pienempiä antenneja verrattuna 4G:hen, mikä mahdollistaa entistä useampien laitteiden yhdistämisen suuremmilla kaistanleveyksillä pidemmäksi aikaa käyttäjän sijainnista riippumatta.
Jopa 100-kertainen määrä liitettyjä laitteita pinta-alayksikköä kohti. verrattuna 4G LTE:hen. Asiantuntijat odottavat 20 miljardia esineiden internetin (IoT) laitetta vuoteen 2023 mennessä.
99.999% saatavuus. Tämä tarkoittaa, että palvelu on käytettävissä koko ajan.
100% kattavuus.
90% vähentää verkon energiankulutusta. 5G johtaa myös kustannusten alenemiseen. Laitteiden akkujen käyttöiän odotettu kesto kasvaa jopa 10 vuoteen.
Yleisenä tavoitteena on laajentaa radiotaajuuksien käyttöä ja lisätä aallonpituusaluetta, jolloin suuri määrä laitteita voi saada internetyhteyden ja käyttää erikoispalveluja.
Vaikka radioaallonpituusalueelle on ominaista, että se on lyhyitä ja pitkiä aaltoja, siinä on suuri määrä dataa ajan mukaan. Matkaviestinverkoissa on kaksi pääosaa, jotka ovat Radioliityntäverkko (RAN) ja Ydinverkko.
RAN koostuu useista solmuista (antenneista), jotka tarjoavat käyttäjille pääsyn ydinverkkoon. Ydin on verkon keskeinen elementti, joka tarjoaa palvelun käyttäjille. Se mahdollistaa tiedonvaihdon eri aliverkkojen tai paikallisverkkojen välillä.
5G RAN tarjoaa innovatiivisen ominaisuuden, jolla voidaan lisätä uusia korkeataajuisia radioaaltoja nykyiseen radioaaltoon, jota käytetään tiedonsiirtoon. Lisäksi se tarjoaa jatkuvan yhteyden."
On myös odotettavissa, että 5G RAN -signaali koostuu nykyistä pienemmistä antenneista, jotka sijaitsevat paljon lähempänä käyttäjää.
5G on suunniteltu täyttämään korkeat standardivaatimukset ottamalla huomioon eri puolille verkkoa hajautetut palvelimet, jotta viiveen tarpeet voidaan saavuttaa", Villota kertoo 5G:n tarjoamista muutoksista.
Villotan maisterintutkielmassa ehdotettiin, että 5G-verkon verkkoleikkauspyyntöjen (NSLR) sisäänpääsynvalvonta toteutetaan vahvistusoppimisen avulla.
Network Slicing on tekniikka, joka mahdollistaa useiden virtuaalisten eristettyjen verkkojen (Network Slices) toteuttamisen samaa fyysistä verkkoinfrastruktuuria käyttäen.
Kukin verkkoviipale luodaan tilauksesta, ja se räätälöidään täyttämään 5G-palvelujen erilaiset vaatimukset.
Verkkoviipaleiden tarjoajien odotetaan saavan useita pyyntöjä verkkoviipaleiden luomiseksi useilta vuokralaisilta.
Vahvistusoppimista, koneoppimismenetelmää, käytetään saapuvien pyyntöjen hyväksymiseen ja samalla resurssien käytön ja kansallisen palveluntarjoajan voiton optimointiin.
Lisäksi 5G Core hyödyntää virtualisointitekniikoita, jotka tarjoavat räätälöityjä palveluita kullekin toimialan tai liiketoimintasegmentin erityiselle kysynnälle.
Tämä tarkoittaa, että verkkoresursseja on helpompi hallita, jotta käyttäjät ja yritykset saavat tarvitsemansa resurssit käyttöönsä.
Muutamia esimerkkejä siitä, mitä 5G-teknologia tarjoaa käyttäjille, ovat:
– Virtuaalinen ja lisätty todellisuus. 5G:n matalan viiveen ansiosta voidaan parantaa simuloituja kokemuksia, kuten virtuaalitodellisuuslaseja käyttäviä pelejä.
– Tactile Internet. Tällä tarkoitetaan esineiden käsittelyä koskettamalla. Ihmisen ja koneen välisen vuorovaikutuksen pitäisi olla reaaliaikaista, erittäin lyhyen viiveen ja erittäin korkean käytettävyyden ansiosta.
– Koneiden väliset yhteydet. M2M tunnetaan myös nimellä M2M, joka tarkoittaa tietojen vaihtoa koneiden välillä siten, että ihmisen toiminta on vähäistä tai sitä ei tapahdu lainkaan. Tämän ansiosta järjestelmät voivat seurata itseään ja reagoida sen mukaisesti.
– Autonominen ajaminen. Ajoneuvot pystyvät kommunikoimaan muiden laitteiden kanssa, ja niiden avulla ajaminen on tehokkaampaa ja turvallisempaa.
Milloin tämä hämmästyttävä tekniikka on saatavilla kotiini?
Ensimmäiset palvelut alkoivat olla saatavilla joissakin maissa vuonna 2019. Maailmanlaajuinen saatavuus on kuitenkin odotettavissa vuoteen 2025 mennessä.
Matkaviestintä kehittyy edelleen, ja jossain vaiheessa meidät mukautetaan usein tapahtuviin parannuksiin.
Tutkijat puhuvat jo 5G:n seuraajan, 6G:n, ominaisuuksista..
Teknologia kiihtyy, ja vaikka 6G-ajatusta on vaikea hyväksyä, jotkut tutkijat ovat jo maininneet 7G:n.
Se vie kuitenkin a aikaa päästä sinne.
Viite:
Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016). Seuraavan sukupolven langattomat 5G-verkot: A comprehensive survey. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18(3), 1617-1655.
____
Millainen on Mind the Graph-kokemuksesi tähän mennessä? Kerro meille mielipiteesi, sillä meille on tärkeää saada palautetta, jotta voimme parantaa alustaa sinun ja monien muiden käyttäjien kannalta.
Klikkaa tästä jättää meille arvostelun, ja täällä aloittaa päivän luomukset!
Jos olet uusi täällä voit tarkistaa meidän kuvitukset ja mallit kaikkien Mind the Graph-käyttäjien käytettävissä.
Voit myös lukea lisää sisältöä osoitteessa Mind the Graph-blogi, ja innostu kaikesta tieteellisestä sisällöstä!
Tilaa uutiskirjeemme
Eksklusiivista korkealaatuista sisältöä tehokkaasta visuaalisesta
tiedeviestintä.
Finnish 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak