Пятое поколение - будущее телекоммуникаций

Уже не в диковинку слышать, как люди говорят, что у них дома или на телефоне есть соединение 5G, что обычно означает более высокую скорость интернета.

Но не только это обещает связь 5G, огромное количество подключенных устройств, новых продуктов и услуг.

Безусловно, в тот момент, когда мы начнем использовать все, что может предложить 5G, наш образ жизни изменится. Однако полностью ли вы понимаете эту технологию?

У нас есть эксперт, который поможет нам понять, как работает технология 5G, - Уильям Виллота, аспирант факультета компьютерных наук Университета Кампинаса, Бразилия.

5G - это название для пятое поколение мобильных телекоммуникаций. Мы уже испытали предшественников 1G, 2G, 3G и 4G, и мы будем продолжать испытывать следующих на очереди, новые грядущие тенденции.

Давайте рассмотрим прошлые поколения.

Первое поколение (1G) мобильных телекоммуникаций, появившееся в 80-х годах, позволяло осуществлять звонки между мобильными устройствами, а также предоставляло услуги голосовых сообщений.

Позже, в 1991 году, 2G, начал предоставлять услуги текстовых сообщений и роуминга.

3G, появившийся в 1998 году, принес пользователям возможность пользоваться Интернетом.

В 2008 году к 4G добавились игровые услуги, мобильное телевидение высокой четкости, видеозвонки и 3D-телевидение.

Наконец, в 2009 году был запущен 4G Long Term Evolution (LTE), удвоивший скорость передачи данных и без того быстрого 4G.

Каждое новое поколение характеризуется внедрением новой функции в предыдущее состояние, добавлением новых мобильных услуг или улучшением существующих.

5G - это не просто более быстрое подключение к Интернету на мобильном телефоне. Он обеспечит возможность подключения для гораздо большего числа устройств, чем мобильные телефоны. В частности, 5G обещает выполнить следующие требования:

Скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Это передача информации в 10 раз быстрее, чем теоретический максимум 4G LTE. Этого будет достаточно для загрузки целых фильмов за считанные секунды.

Задержка в пути составляет 1 миллисекунду. Это почти в 10 раз сокращает время задержки по сравнению с 4G. Латентность - это время, необходимое для того, чтобы данные отправились и вернулись из пункта назначения - в 5G это время составляет всего 1 милисекунду. Другими словами, это время, за которое мобильный телефон запрашивает информацию у сервера и получает ответ.

Высокий Пропускная способность на единицу площади. В предыдущих поколениях, чем ближе вы находились от источника, тем лучше и быстрее был ответ. Однако в 5G не имеет значения, где находится пользователь, его часть сигнала гарантирована. 5G будет работать с большим количеством меньших антенн по сравнению с 4G, что позволит подключать еще больше устройств с более высокой пропускной способностью в течение более длительного времени, независимо от местонахождения пользователя.

До 100 раз больше подключенных устройств на единицу площади по сравнению с 4G LTE. Эксперты ожидают 20 миллиардов устройств Интернета вещей (IoT) к 2023 году.

99.999% наличие. Это означает постоянную доступность услуг.

Покрытие 100%.

90% снижение энергопотребления сети. 5G также приведет к снижению затрат. Увеличение срока службы батарей до 10 лет для устройств.

Общая цель - расширить использование радиочастотного спектра, увеличив диапазон длин волн, что позволит большому количеству устройств получить подключение к интернету и доступ к специализированным услугам.

Хотя диапазон радиоволн характеризуется тем, что это короткие-длинные волны, он имеет высокую скорость передачи данных по времени. Мобильные сети состоят из двух основных частей Сеть радиодоступа (RAN) и Основная сеть.

RAN состоит из нескольких узлов (антенн), которые обеспечивают доступ пользователей к ядру. Ядро - это центральный элемент сети, который предоставляет услуги пользователям. Оно позволяет обмениваться информацией между различными подсетями или локальными сетями.

5G RAN обеспечивает инновационную функцию добавления новых высокочастотных радиоволн к существующим, которые используются для передачи данных. Кроме того, обеспечивается непрерывное соединение".

Также ожидается, что сигнал 5G RAN будет состоять из меньших антенн по сравнению с нынешними, расположенных гораздо ближе к пользователю.

5G разработан для удовлетворения высоких требований стандартов, учитывая распределенные серверы по всей сети для достижения потребностей в задержках", - говорит Виллота об изменениях, которые обеспечивает 5G.

Предложение магистерской диссертации Виллоты заключалось в создании контроля допуска для запросов сетевых фрагментов (NSLR) в 5G с помощью обучения с подкреплением.

Network Slicing - это технология, которая позволяет выполнять несколько виртуальных изолированных сетей (называемых Network Slices), совместно использующих одну и ту же физическую сетевую инфраструктуру.

Каждый сетевой фрагмент создается по требованию и адаптируется для выполнения разнообразных требований услуг 5G.

Ожидается, что поставщики сетевых фрагментов (NSP) получат несколько запросов на создание сетевых фрагментов от нескольких арендаторов.

Reinforcement Learning, метод машинного обучения, используется для принятия поступающих запросов, оптимизируя при этом использование ресурсов и прибыль NSP.

Более того, ядро 5G Core использует технологии виртуализации, предоставляя индивидуальные услуги для каждого конкретного требования отрасли или сегмента бизнеса.

Это означает, что сетевыми ресурсами будет легче управлять, чтобы обеспечить пользователей и предприятия необходимыми ресурсами.

Вот несколько примеров того, что технология 5G предоставит пользователям:

– Виртуальная и дополненная реальность. Низкая задержка, характерная для 5G, позволяет улучшить симуляционные возможности, такие как игры, использующие очки виртуальной реальности.

– Тактильный Интернет. Это относится к манипулированию объектами посредством прикосновений. Взаимодействие между человеком и машиной должно осуществляться в реальном времени, с ультранизкой задержкой и чрезвычайно высокой доступностью.

– Межмашинное взаимодействие. Также известный как M2M - это обмен данными между машинами с минимальным вмешательством человека или без него. Это позволяет системам следить за собой и реагировать соответствующим образом.

– Автономное вождение. Автомобили смогут общаться с другими подключаемыми устройствами и достигать более эффективного и безопасного вождения.

Когда эта удивительная технология будет доступна в моем доме?

Первые услуги начали предоставляться в некоторых странах в 2019 году. Тем не менее, к 2025 году ожидается доступность во всем мире.

Мобильная связь будет продолжать развиваться, и в какой-то момент мы будем приспособлены к частым улучшениям.

Исследователи уже говорят об особенностях преемника 5G - 6G.

Технологии ускоряются, и хотя трудно принять идею 6G, некоторые ученые уже говорят о 7G.

Однако для этого потребуется a время, чтобы добраться туда.

Справка:

Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016). Беспроводные сети следующего поколения 5G: Всесторонний обзор. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18(3), 1617-1655.

____

Как ваш опыт работы с Mind the Graph на данный момент? Сообщите нам свое мнение, нам важно знать ваши отзывы, чтобы мы могли улучшить платформу для вас и многих других.

Нажмите здесь оставить нам отзыв, и здесь чтобы начать свои творения дня!

Если вы здесь недавно, вы можете ознакомиться с нашими иллюстрации и шаблоны доступны для всех пользователей Mind the Graph.
Кроме того, вы можете прочитать больше материалов на сайте Блог Mind the Graph, и почувствуйте вдохновение от всего научного содержания!

Пятое поколение - будущее телекоммуникаций

Подпишитесь на нашу рассылку

О Фабрисио Памплоне