De vijfde generatie - de toekomst van de telecommunicatie

Het is niet vreemd meer om mensen te horen zeggen dat ze een 5G-verbinding hebben in hun huis of op hun telefoon, wat meestal een snellere internetervaring betekent.

Maar niet alleen dat is de belofte van 5G-verbinding, ook een enorm aantal verbonden apparaten, nieuwe producten en diensten vallen hieronder.

Zeker, op het moment dat we alles wat 5G te bieden heeft gaan gebruiken, zal onze manier van leven veranderen. Maar begrijpt u deze technologie volledig?

We hebben een expert om ons te helpen begrijpen hoe 5G-technologie werkt, William Villota, een doctorandus in computerwetenschappen aan de universiteit van Campinas, Brazilië.

5G is de naam voor de vijfde generatie van de mobiele telecommunicatie. We hebben de voorlopers 1G, 2G, 3G en 4G al meegemaakt, en we zullen de volgende in de rij, de nieuwe komende trends, blijven meemaken.

Laten we de afgelopen generaties bekijken.

De eerste generatie (1G) van mobiele telecommunicatie, geïntroduceerd in de jaren 80, maakte gesprekken tussen mobiele apparaten mogelijk, evenals spraakdiensten.

Later, in 1991, begon het 2G, diensten van tekstberichten en roaming.

De 3G, in 1998, bracht de internetervaring voor gebruikers.

In 2008 voegde 4G gamingdiensten, mobiele tv met hoge definitie, videobellen en 3D-televisie toe.

Ten slotte werd in 2009 de 4G Long Term Evolution (LTE) gelanceerd waardoor de datasnelheid van het toch al snelle 4G werd verdubbeld.

Elke nieuwe generatie wordt gekenmerkt door de invoering van een nieuwe functie in de vorige status, waarbij nieuwe mobiele diensten worden toegevoegd of bestaande diensten worden verbeterd.

5G is meer dan een snellere internetverbinding op je mobiele telefoon. Het zal connectiviteit bieden voor veel meer apparaten dan alleen mobiele telefoons. In het bijzonder belooft 5G aan de volgende eisen te voldoen:

Gegevenssnelheid tot 10Gbps. Dit is de overdracht van informatie 10 keer sneller dan de theoretische piek van 4G LTE. Het zou genoeg zijn voor het downloaden van volledige films in enkele seconden.

Round trip latentie van 1miliseconde. Dit betekent bijna een tienvoudige vermindering van de latentie in vergelijking met 4G. Latency is de tijd die nodig is voor de gegevens om te gaan en terug te komen van de bronbestemming - 5G duurt slechts 1 milliseconde. Met andere woorden, het is in wezen de tijd die een mobiele telefoon nodig heeft om informatie op te vragen bij een server en het antwoord te krijgen.

Hoge bandbreedte per oppervlakte-eenheid. In vorige generaties was de respons beter en sneller naarmate men zich dichter bij de bron bevond. In 5G maakt het echter niet uit waar de gebruiker zich bevindt, zijn deel van het signaal is gegarandeerd. 5G zal werken met grotere aantallen kleinere antennes in vergelijking met 4G, waardoor nog meer apparaten voor langere tijd met hogere bandbreedtes verbonden zullen zijn, ongeacht de locatie van de gebruiker.

Tot 100 keer het aantal aangesloten apparaten per oppervlakte-eenheid in vergelijking met 4G LTE. Deskundigen verwachten 20 miljard Internet of Things (IoT)-apparaten tegen 2023.

99,999% beschikbaarheid. Dit betekent dat de dienst altijd beschikbaar is.

100% dekking.

90% vermindering van het energieverbruik van het netwerk. 5G zal ook resulteren in een kostenvermindering. Een langere levensduur van de batterijen van apparaten tot 10 jaar.

Het algemene doel is het gebruik van het radiospectrum uit te breiden, het golflengtebereik te vergroten, zodat een groot aantal apparaten een internetverbinding kan krijgen en toegang tot gespecialiseerde diensten.

Hoewel de radiogolflengte wordt gekenmerkt door korte, lange golven, is de snelheid van de gegevens in de tijd hoog. Mobiele netwerken hebben twee belangrijke onderdelen, de Radiotoegangsnetwerk (RAN) en de Kernnetwerk.

Het RAN bestaat uit verschillende knooppunten (antennes) die de gebruikers toegang bieden tot de Core. De Core is het centrale element van het netwerk dat de dienst aan de gebruikers levert. Het maakt de uitwisseling van informatie tussen verschillende subnetwerken of lokale netwerken mogelijk.

Het 5G RAN biedt een innovatieve functie voor het toevoegen van nieuwe hoogfrequente radiogolven aan de bestaande, waarmee gegevens worden verzonden. Bovendien zorgt het voor een continue verbinding."

Ook wordt verwacht dat het 5G RAN-signaal zal bestaan uit kleinere antennes dan de huidige, die veel dichter bij de gebruiker zijn geplaatst.

De 5G is ontworpen om aan hoge eisen te voldoen door rekening te houden met gedistribueerde servers over het netwerk om aan de latentiebehoeften te voldoen" zegt Villota over de veranderingen die de 5G biedt.

Het voorstel van Villota's masterscriptie was om een toegangscontrole voor Network Slice Requests (NSLR's) in 5G op te zetten door gebruik te maken van Reinforcement Learning.

Network Slicing is de technologie die de uitvoering mogelijk maakt van meerdere virtuele geïsoleerde netwerken (Network Slices genoemd) die dezelfde fysieke netwerkinfrastructuur delen.

Elke Network Slice wordt op verzoek gecreëerd en is afgestemd op de uiteenlopende vereisten van de 5G-diensten.

Van Network Slice Providers (NSP's) wordt verwacht dat zij van meerdere huurders meerdere verzoeken ontvangen om Network Slices aan te maken.

Reinforcement Learning, een techniek voor machinaal leren, wordt gebruikt om de binnenkomende verzoeken toe te laten en tegelijkertijd het gebruik van de middelen en de winst van de NSP te optimaliseren.

Bovendien maakt de 5G Core gebruik van virtualisatietechnologieën die diensten op maat leveren voor elke specifieke vraag van industrie- of bedrijfssegmenten.

Dit betekent dat netwerkbronnen gemakkelijker kunnen worden beheerd om gebruikers en bedrijven de middelen te bieden die zij nodig hebben.

Enkele voorbeelden van wat de 5G-technologie de gebruikers zal bieden zijn:

– Virtuele en augmented reality. De lage latentie van 5G maakt het mogelijk gesimuleerde ervaringen te verbeteren, zoals games waarbij gebruik wordt gemaakt van Virtual Reality-brillen.

– Tactiel Internet. Dit verwijst naar de manipulatie van voorwerpen door aanraking. De mens-machine-interactie moet in real time plaatsvinden, met ultralage latentie en extreem hoge beschikbaarheid.

– Machine-to-machine connectiviteit. Ook bekend als M2M is de uitwisseling van gegevens tussen machines met minder of geen menselijke tussenkomst. Hierdoor kunnen systemen zichzelf monitoren en dienovereenkomstig reageren.

– Autonoom rijden. Voertuigen zullen kunnen communiceren met andere verbindende apparaten, en het bereiken van een efficiëntere en veiligere rijervaring.

Wanneer zal deze geweldige technologie bij mij thuis beschikbaar zijn?

De eerste diensten zijn in sommige landen beschikbaar in 2019. Niettemin wordt een wereldwijde beschikbaarheid verwacht tegen 2025.

Mobiele communicatie zal zich blijven ontwikkelen, en op een gegeven moment zullen we worden aangepast aan frequente verbeteringen.

Onderzoekers praten al over de kenmerken van de 5G-opvolger, de 6G.

De technologie versnelt, ook al is het moeilijk om het idee van 6G te accepteren, sommige wetenschappers hebben het al over 7G gehad.

Het zal echter a tijd om er te komen.

Referentie:

Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016). Volgende generatie 5G draadloze netwerken: Een uitgebreid overzicht. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18(3), 1617-1655.

____

Hoe is jouw Mind the Graph ervaring tot nu toe? Laat ons uw mening weten, het is belangrijk voor ons om uw feedback te hebben, zodat we het platform kunnen verbeteren voor u en vele anderen.

Klik hier om een beoordeling achter te laten, en hier om aan je dagcreaties te beginnen!

Als u hier nieuw bent, kunt u onze illustraties en sjablonen beschikbaar voor alle Mind the Graph-gebruikers.
En ook kunt u meer inhoud lezen op de Mind the Graph blogen voel je geïnspireerd door alle wetenschappelijke inhoud!

De vijfde generatie - de toekomst van de telecommunicatie

Abonneer u op onze nieuwsbrief

Over Fabricio Pamplona