Den femte generasjonen - fremtiden for telekommunikasjon

Det er ikke lenger så rart å høre folk si at de har 5G-tilkobling i huset eller på telefonen, noe som vanligvis betyr raskere internetthastighet.

Men det er ikke bare det som er løftet om 5G-tilkobling, et stort antall tilkoblede enheter, nye produkter og tjenester er også inkludert.

Når vi begynner å ta i bruk alt 5G har å by på, vil vår måte å leve på bli forandret. Men forstår du denne teknologien fullt ut?

We have an expert to help us understand how 5G technology works, William Villota, a Ph.D. student of Computer Sciences, at the University of Campinas, Brazil.

5G er navnet på den nye femte generasjon av mobil telekommunikasjon. Vi har allerede opplevd forgjengerne 1G, 2G, 3G og 4G, og vi vil fortsette å oppleve de neste i rekken, de nye kommende trendene.

La oss se tilbake på de siste generasjonene.

Den første generasjonen (1G) av mobil telekommunikasjon, som ble introdusert på 80-tallet, muliggjorde samtaler mellom mobile enheter, samt talemeldingstjenester.

Senere, i 1991, startet 2G, tjenester for tekstmeldinger og roaming.

3G, i 1998, ga brukerne en ny internettopplevelse.

In 2008, the 4G added gaming services, high-definition mobile TV, video calling and 3D television.

I 2009 ble endelig 4G Long Term Evolution (LTE) lansert, noe som doblet datahastigheten til det allerede raske 4G.

Each new generation is marked by an introduction of a new feature into the previous status, adding new mobile services or improving existing ones

5G er mer enn en raskere internettforbindelse på mobiltelefonen. Det vil gi tilkoblingsmuligheter for mange flere enheter enn mobiltelefoner. Spesielt lover 5G å oppfylle følgende krav:

Datahastighet på opptil 10 Gbps. This is the transmission of information 10 times faster than theoretical peak of 4G LTE. It would be enough for downloading entire movies in matters of seconds.

Tidsforsinkelse på 1 millisekund. Dette representerer nesten en tidobling av ventetiden sammenlignet med 4G. Latenstid er den tiden det tar for dataene å gå og komme tilbake fra kilden til destinasjonen - med 5G vil det bare ta 1 milisekund. Med andre ord er det i hovedsak tiden det tar for en mobiltelefon å be om informasjon fra en server og få svar.

Høy båndbredde per arealenhet. I tidligere generasjoner var responsen bedre og raskere jo nærmere du var kilden. I 5G spiller det imidlertid ingen rolle hvor brukeren befinner seg, hans del av signalet er garantert. 5G vil fungere med et større antall mindre antenner sammenlignet med 4G, noe som vil gjøre det mulig å koble til enda flere enheter med høyere båndbredde i lengre perioder, uavhengig av hvor brukeren befinner seg.

Opptil 100 ganger så mange tilkoblede enheter per arealenhet sammenlignet med 4G LTE. Eksperter forventer 20 milliarder IoT-enheter (Internet of Things) innen 2023.

99.999% tilgjengelighet. Det betyr at tjenesten oppleves som tilgjengelig hele tiden.

100% dekning.

90% reduksjon i energiforbruket i nettverket. 5G vil også føre til en kostnadsreduksjon. Økt forventet batterilevetid på opptil 10 år for enheter.

Det generelle målet er å utvide bruken av radiospektrum, øke bølgelengdeområdet, slik at et stort antall enheter kan få internettforbindelse og tilgang til spesialiserte tjenester.

Selv om radiobølgelengdeområdet er preget av korte og lange bølger, har det høy datahastighet over tid. Mobilnettverk består av to hoveddeler, nemlig Radioaksessnettverk (RAN) og den Kjernenettverk.

RAN består av flere noder (antenner) som gir brukerne tilgang til kjernen. Kjernen er det sentrale elementet i nettverket som leverer tjenesten til brukerne. Den gjør det mulig å utveksle informasjon mellom ulike undernettverk eller lokale nettverk.

5G RAN gir en innovativ funksjon for å legge til nye høyfrekvente radiobølger til de eksisterende, som brukes til å overføre data. I tillegg gir det en kontinuerlig forbindelse."

Det forventes også at 5G RAN-signalet vil bestå av mindre antenner sammenlignet med dagens antenner, plassert mye nærmere brukeren.

5G er utviklet for å oppfylle høye standardkrav ved å ta hensyn til distribuerte servere over hele nettverket for å oppnå de latente behovene", sier Villota om endringene 5G medfører.

The proposal of Villota’s master thesis was to establish an admission control for Network Slice Requests (NSLRs) in 5G by using Reinforcement Learning.

Network Slicing er teknologien som gjør det mulig å kjøre flere virtuelle, isolerte nettverk (kalt Network Slices) som deler den samme fysiske nettverksinfrastrukturen.

Hver Network Slice opprettes etter behov og er skreddersydd for å oppfylle de ulike kravene til 5G-tjenestene.

Network Slice Providers (NSP-er) forventes å motta flere forespørsler om å opprette Network Slices fra flere leietakere.

Reinforcement Learning, en maskinlæringsteknikk, brukes til å ta imot de innkommende forespørslene samtidig som ressursbruken og NSPs fortjeneste optimaliseres.

I tillegg utnytter 5G-kjernen virtualiseringsteknologier som gir skreddersydde tjenester for hver enkelt bransje eller forretningssegment.

Det betyr at nettverksressursene lettere kan administreres slik at brukere og bedrifter får de ressursene de trenger.

Noen eksempler på hva 5G-teknologien vil gi brukerne er:

– Virtuell og utvidet virkelighet. Den lave latenstiden i 5G gjør det mulig å forbedre simulerte opplevelser, for eksempel spill som bruker Virtual Reality-briller.

– Taktilt Internett. Dette refererer til manipulering av objekter ved berøring. Interaksjonen mellom menneske og maskin bør skje i sanntid, med svært lav latenstid og ekstremt høy tilgjengelighet.

– Maskin-til-maskin-tilkobling. M2M er også kjent som utveksling av data mellom maskiner med redusert eller ingen menneskelig inngripen. Dette gjør det mulig for systemer å overvåke seg selv og reagere deretter.

– Autonom kjøring. Kjøretøyene vil kunne kommunisere med andre tilkoblede enheter og oppnå en mer effektiv og sikker kjøreopplevelse.

When this amazing technology will be available at my home?

De første tjenestene begynte å bli tilgjengelige i enkelte land i 2019. En verdensomspennende tilgjengelighet er imidlertid forventet innen 2025.

Mobilkommunikasjon vil fortsette å utvikle seg, og på et eller annet tidspunkt vil vi bli tilpasset hyppige forbedringer.

Forskere snakker allerede om funksjonene til 5Gs etterfølger, 6G..

Teknologien akselererer, og selv om det er vanskelig å akseptere 6G-ideen, har noen forskere allerede nevnt 7G.

Det vil imidlertid ta a tid til å komme dit.

Referanse:

Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016). Neste generasjons trådløse 5G-nettverk: En omfattende undersøkelse. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18(3), 1617-1655.

____

How is your Mind the Graph experience so far? Let us know your opinion, it is important to us to have your feedback so that we can improve the platform for you and many others.

Klikk her for å gi oss en anmeldelse, og her for å sette i gang med dagens kreasjoner!

Hvis du er ny her, kan du ta en titt på våre illustrasjoner og Maler tilgjengelig for alle Mind the Graph-brukere.
Og du kan også lese mer innhold på Mind the Graph-bloggen, and feel inspired about all the scientific content!

Den femte generasjonen - fremtiden for telekommunikasjon

Abonner på nyhetsbrevet vårt

Om Fabricio Pamplona