Det är inte längre konstigt att höra folk säga att de har 5G-anslutning i sina hus eller på sina telefoner, vilket vanligtvis innebär snabbare internetupplevelse.

Men det är inte bara löftet om 5G-uppkoppling, ett stort antal uppkopplade enheter, nya produkter och tjänster ingår också.

I samma ögonblick som vi börjar använda allt som 5G har att erbjuda kommer vårt sätt att leva att förändras. Men förstår du den här tekniken till fullo?

Vi har en expert som hjälper oss att förstå hur 5G-tekniken fungerar, William Villota, doktorand i datavetenskap vid universitetet i Campinas, Brasilien.

5G är namnet på den femte generationen av mobil telekommunikation. Vi har redan upplevt föregångarna 1G, 2G, 3G och 4G, och vi kommer att fortsätta att uppleva nästa i raden, de nya kommande trenderna.

Låt oss se tillbaka på de senaste generationerna.

Den första generationen (1G) av mobil telekommunikation, som introducerades på 80-talet, möjliggjorde samtal mellan mobila enheter samt röstmeddelandetjänster.

Senare, 1991, startade 2G, tjänster för textmeddelanden och roaming.

Med 3G, 1998, fick användarna tillgång till Internet.

Under 2008 utökades 4G med speltjänster, högupplöst mobil-TV, videosamtal och 3D-TV.

Slutligen lanserades 2009 4G Long Term Evolution (LTE) som fördubblade datahastigheten för det redan snabba 4G.

Varje ny generation kännetecknas av att en ny funktion introduceras i den tidigare statusen, vilket ger nya mobila tjänster eller förbättrar befintliga

5G är mer än en snabbare internetuppkoppling i din mobiltelefon. Den kommer att tillhandahålla uppkoppling för många fler enheter än mobiltelefoner. I synnerhet lovar 5G att uppfylla följande krav:

Datahastighet upp till 10 Gbps. Detta är en informationsöverföring som är 10 gånger snabbare än den teoretiska topphastigheten för 4G LTE. Det skulle räcka för att ladda ner hela filmer på några sekunder.

 Fördröjning på 1milisekund vid rundresa. Detta motsvarar nästan en 10-faldig minskning av latensen jämfört med 4G. Latens är den tid det tar för data att gå och komma tillbaka från källan till destinationen - 5G kommer att ta endast 1milisekund. Med andra ord är det i princip den tid det tar för en mobiltelefon att begära information från en server och få svar.

Hight Bandbredd per ytenhet. I tidigare generationer var responsen bättre och snabbare ju närmare källan du befann dig. Men i 5G spelar det egentligen ingen roll var användaren befinner sig, hans del av signalen är garanterad. 5G kommer att arbeta med ett större antal mindre antenner jämfört med 4G, vilket gör att ännu fler enheter kan anslutas med högre bandbredd under längre perioder, oavsett var användaren befinner sig.

Upp till 100 gånger fler anslutna enheter per ytenhet jämfört med 4G LTE. Experter förväntar sig 20 miljarder IoT-enheter (Internet of Things) år 2023.

99.999% tillgänglighet. Detta innebär en upplevd tillgänglighet till tjänsten hela tiden.

100% täckning.

90% minskning av nätverkets energiförbrukning. 5G kommer också att leda till en kostnadsminskning. Ökad förväntad batterilivslängd på upp till 10 år för enheter.

Det allmänna målet är att utöka användningen av radiospektrum, öka våglängdsområdet och göra det möjligt för ett stort antal enheter att få internetanslutning och tillgång till specialiserade tjänster.

Även om radiovåglängdsområdet kännetecknas av att det är korta-långa vågor, har det hög datahastighet per tid. Mobilnät har två huvuddelar, nämligen Radioaccessnät (RAN) och Kärnnätverk.

RAN består av flera noder (antenner) som ger användarna tillgång till kärnan. Core är det centrala elementet i nätet som tillhandahåller tjänster till användarna. Den möjliggör utbyte av information mellan olika undernät eller lokala nät.

5G RAN har en innovativ funktion för att lägga till nya högfrekventa radiovågor till de befintliga, som används för att överföra data. Dessutom tillhandahålls en kontinuerlig anslutning."

Det förväntas också att 5G RAN-signalen kommer att bestå av mindre antenner jämfört med de nuvarande, placerade mycket närmare användaren.

5G är utformat för att uppfylla höga standardkrav genom att ta hänsyn till distribuerade servrar över nätverket för att uppnå latensbehoven", säger Villota om de förändringar som 5G medför.

Förslaget i Villotas masteruppsats var att upprätta en antagningskontroll för Network Slice Requests (NSLRs) i 5G genom att använda Reinforcement Learning.

Network Slicing är den teknik som gör det möjligt att köra flera virtuella isolerade nätverk (så kallade Network Slices) som delar samma fysiska nätverksinfrastruktur.

Varje Network Slice skapas på begäran och är skräddarsydd för att uppfylla de olika kraven för 5G-tjänsterna.

Network Slice Providers (NSP) förväntas få flera förfrågningar om att skapa Network Slices från flera hyresgäster.

Reinforcement Learning, en maskininlärningsteknik, används för att ta emot de inkommande förfrågningarna samtidigt som resursanvändningen och NSP:s vinst optimeras.

Dessutom utnyttjar 5G Core virtualiseringsteknik som ger anpassade tjänster för varje specifik efterfrågan från industrin eller affärssegment.

Det innebär att nätverksresurserna blir lättare att hantera för att ge användare och företag de resurser de behöver.

Några exempel på vad 5G-tekniken kommer att innebära för användarna är

–        Virtuell och förstärkt verklighet. Den låga fördröjningen i 5G gör det möjligt att förbättra simulerade upplevelser, t.ex. spel som använder Virtual Reality-glasögon.

–        Taktilt Internet. Med detta avses manipulering av objekt genom beröring. Interaktionen mellan människa och maskin bör ske i realtid, med ultralåg latens och extremt hög tillgänglighet.

–        Maskin-till-maskin-konnektivitet. M2M är också känt som utbyte av data mellan maskiner med reducerad eller ingen mänsklig inblandning. Detta gör att systemen kan övervaka sig själva och reagera därefter.

–        Autonom körning. Fordonen kommer att kunna kommunicera med andra anslutande enheter, vilket ger en mer effektiv och säker körupplevelse.

När kommer denna fantastiska teknik att finnas tillgänglig hemma hos mig?

De första tjänsterna började vara tillgängliga i vissa länder 2019. En global tillgänglighet förväntas dock senast 2025.

 Mobil kommunikation kommer att fortsätta att utvecklas, och vid någon tidpunkt kommer vi att vara anpassade till frekventa förbättringar.

Forskare talar redan om funktionerna hos 5G:s efterföljare, 6G.

Tekniken går allt snabbare, och även om det är svårt att acceptera 6G-idén har vissa forskare redan nämnt 7G.

Det kommer dock att ta a tid att ta sig dit.

Referensnummer:

 Agiwal, M., Roy, A., & Saxena, N. (2016). Nästa generations trådlösa 5G-nätverk: En omfattande undersökning. IEEE:s undersökningar och handledningar om kommunikation, 18(3), 1617-1655.

____

Hur är din Mind the Graph-upplevelse så här långt? Låt oss veta din åsikt, det är viktigt för oss att få din feedback så att vi kan förbättra plattformen för dig och många andra. 

Klicka här att lämna en recension till oss, och här för att starta dagens skapelser!  

Om du är ny här kan du kolla in vår illustrationer och mallar tillgänglig för alla Mind the Graph-användare. 
Du kan också läsa mer innehåll på Mind the Graph-bloggoch känna dig inspirerad av allt det vetenskapliga innehållet!

Relaterade artiklar
logotyp-abonnemang

Prenumerera på vårt nyhetsbrev

Exklusivt innehåll av hög kvalitet om effektiv visuell
kommunikation inom vetenskap.

- Exklusiv vägledning
- Tips för design
- Vetenskapliga nyheter och trender
- Handledningar och mallar