Piata generácia - budúcnosť telekomunikácií

Už nie je zvláštne počuť ľudí hovoriť, že majú doma alebo v telefóne pripojenie 5G, čo zvyčajne znamená rýchlejší internet.

Ale nielen to je prísľubom pripojenia 5G, zahŕňa aj obrovské množstvo pripojených zariadení, nových produktov a služieb.

V okamihu, keď začneme využívať všetko, čo 5G ponúka, sa náš spôsob života určite zmení. Rozumiete však tejto technológii úplne?

Máme experta, ktorý nám pomôže pochopiť, ako technológia 5G funguje, Williama Villotu, doktoranda počítačových vied na univerzite v Campinas v Brazílii.

5G je názov pre piata generácia mobilných telekomunikácií. Predchodcov 1G, 2G, 3G a 4G sme už zažili a ďalšie v poradí, nové nastupujúce trendy, budeme zažívať aj naďalej.

Preskúmajme minulé generácie.

Prvá generácia (1G) mobilných telekomunikácií, zavedená v 80. rokoch, umožňovala volania medzi mobilnými zariadeniami, ako aj služby hlasových správ.

Neskôr, v roku 1991, 2G, začal služby textových správ a roamingu.

3G v roku 1998 prinieslo používateľom zážitok z internetu.

V roku 2008 pribudli herné služby, mobilná televízia s vysokým rozlíšením, videohovory a 3D televízia.

V roku 2009 bola konečne spustená technológia Long Term Evolution (LTE), ktorá zdvojnásobila rýchlosť prenosu dát už aj tak rýchleho 4G.

Každá nová generácia sa vyznačuje zavedením novej funkcie do predchádzajúceho stavu, pridaním nových mobilných služieb alebo vylepšením existujúcich.

5G je viac než len rýchlejšie internetové pripojenie v mobilnom telefóne. Poskytne pripojenie pre oveľa viac zariadení, než sú mobilné telefóny. Špeciálne 5G sľubuje splniť tieto požiadavky:

Rýchlosť prenosu dát až do 10 Gb/s. Ide o prenos informácií 10-krát rýchlejší ako teoretická špička 4G LTE. To by stačilo na stiahnutie celých filmov v priebehu niekoľkých sekúnd.

Oboznámenie s oneskorením 1 milisekunda. To predstavuje takmer 10-násobné zníženie latencie v porovnaní so 4G. Latencia je čas potrebný na odoslanie a návrat dát zo zdrojového cieľa - 5G bude trvať len 1 milisekundu. Inými slovami, je to v podstate čas, za ktorý mobilný telefón požiada server o informácie a dostane odpoveď.

Vysoká šírka pásma na jednotku plochy. V predchádzajúcich generáciách platilo, že čím bližšie ste boli k zdroju, tým lepšia a rýchlejšia bola odozva. V 5G však nezáleží na tom, kde sa používateľ nachádza, jeho časť signálu je zaručená. 5G bude v porovnaní so 4G pracovať s väčším počtom menších antén, čo umožní ešte viac zariadení pripojených s väčšou šírkou pásma na dlhší čas bez ohľadu na polohu používateľa.

Až 100-násobný počet pripojených zariadení na jednotku plochy v porovnaní so 4G LTE. Odborníci očakávajú do roku 2023 20 miliárd zariadení internetu vecí (IoT).

99.999% dostupnosť. To znamená, že služba je neustále k dispozícii.

100% pokrytie.

90% zníženie spotreby energie v sieti. 5G prinesie aj zníženie nákladov. Predĺženie životnosti batérií zariadení až na 10 rokov.

Všeobecným cieľom je rozšíriť využívanie rádiového spektra, zväčšiť rozsah vlnových dĺžok, čo umožní veľkému počtu zariadení získať internetové pripojenie a prístup k špecializovaným službám.

Hoci sa rádiové vlny vyznačujú krátkymi a dlhými vlnami, majú vysokú rýchlosť prenosu údajov v čase. Mobilné siete majú dve hlavné časti, a to Rádiová prístupová sieť (RAN) a Základná sieť.

RAN pozostáva z niekoľkých uzlov (antén), ktoré poskytujú používateľom prístup k jadru. Jadro je centrálnym prvkom siete, ktorý poskytuje služby používateľom. Umožňuje výmenu informácií medzi rôznymi podsieťami alebo miestnymi sieťami.

RAN 5G poskytuje inovatívnu funkciu pridávania nových vysokofrekvenčných rádiových vĺn k existujúcim, ktoré sa používajú na prenos dát. Okrem toho poskytuje nepretržité pripojenie."

Očakáva sa tiež, že signál 5G RAN bude v porovnaní so súčasnými anténami pozostávať z menších antén, ktoré budú umiestnené oveľa bližšie k používateľovi.

5G je navrhnutá tak, aby spĺňala požiadavky vysokých štandardov, pričom zohľadňuje distribuované servery v celej sieti, aby sa dosiahli potreby latencie," hovorí Villota o zmenách, ktoré 5G prináša.

Návrh Villotovej magisterskej práce bol vytvoriť kontrolu prípustnosti pre požiadavky na sieťové rezy (NSLR) v 5G pomocou posilňovania učenia.

Network Slicing je technológia, ktorá umožňuje realizáciu viacerých izolovaných virtuálnych sietí (nazývaných Network Slices), ktoré zdieľajú rovnakú fyzickú sieťovú infraštruktúru.

Každý sieťový plátok sa vytvára na požiadanie a je prispôsobený na splnenie rôznych požiadaviek služieb 5G.

Očakáva sa, že poskytovatelia sieťových plátkov (NSP) dostanú niekoľko požiadaviek na vytvorenie sieťových plátkov od viacerých nájomcov.

Na prijímanie prichádzajúcich požiadaviek pri optimalizácii využívania zdrojov a zisku NSP sa používa technika strojového učenia (Reinforcement Learning).

Okrem toho jadro 5G využíva virtualizačné technológie, ktoré poskytujú služby prispôsobené špecifickým požiadavkám jednotlivých priemyselných alebo obchodných segmentov.

To znamená, že sieťové zdroje sa budú ľahšie spravovať, aby používatelia a podniky mali k dispozícii zdroje, ktoré potrebujú.

Niekoľko príkladov toho, čo technológia 5G poskytne používateľom:

– Virtuálna a rozšírená realita. Nízka latencia 5G umožňuje zlepšiť simulované zážitky, ako sú hry, ktoré využívajú okuliare virtuálnej reality.

– Hmatový internet. Ide o manipuláciu s predmetmi pomocou dotyku. Interakcia medzi človekom a strojom by mala prebiehať v reálnom čase s veľmi nízkou latenciou a extrémne vysokou dostupnosťou.

– Pripojenie medzi strojmi. M2M je tiež známa ako výmena údajov medzi strojmi s obmedzeným alebo žiadnym ľudským zásahom. To umožňuje systémom monitorovať sa a primerane reagovať.

– Autonómne riadenie. Vozidlá budú môcť komunikovať s inými pripojenými zariadeniami a dosiahnuť efektívnejšiu a bezpečnejšiu jazdu.

Kedy bude táto úžasná technológia dostupná u mňa doma?

Prvé služby začali byť dostupné v niektorých krajinách v roku 2019. Celosvetová dostupnosť sa však očakáva do roku 2025.

Mobilná komunikácia sa bude naďalej vyvíjať a v určitom okamihu sa prispôsobí častým zlepšeniam.

Výskumníci už hovoria o funkciách nástupcu 5G, 6G.

Technológia sa zrýchľuje, aj keď je ťažké prijať myšlienku 6G, niektorí vedci už spomínajú 7G.

Bude však trvať a čas, aby ste sa tam dostali.

Odkaz:

Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016). Bezdrôtové siete novej generácie 5G: A comprehensive survey (Komplexný prehľad). IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18(3), 1617-1655.

____

Aké sú vaše doterajšie skúsenosti s Mind the Graph? Dajte nám vedieť svoj názor, je pre nás dôležité mať vašu spätnú väzbu, aby sme mohli zlepšiť platformu pre vás a mnohých ďalších.

Kliknite sem zanechať nám recenziu a tu a začnite vytvárať svoje denné výtvory!

Ak ste tu noví, môžete si pozrieť naše ilustrácie a šablóny k dispozícii pre všetkých používateľov Mind the Graph.
Ďalší obsah si môžete prečítať na stránke Blog Mind the Graph, a cítiť sa inšpirovaný celým vedeckým obsahom!

Piata generácia - budúcnosť telekomunikácií

Prihláste sa na odber nášho newslettera

O spoločnosti Fabricio Pamplona