Čo je 5G, ako sa líši od 4G a čo môžeme očakávať?

Obsah

Čo je to 5G a čo od neho môžeme očakávať?
5G Nesamostatné verzus samostatné
Čo pre spotrebiteľov znamená 5G?
5G vs 4G - kľúčové rozdiely
5G siete po celom svete
Zavádzanie v USA 5G
Európa vedie lídrov
Ambiciózna Ázia
A čo smartfóny 5G?
Frekvenčné pásma 5G
súvisiace

22. júla 2019

Čo je to 5G a čo od neho môžeme očakávať?

5G výrazne zvyšuje množstvo spektra použitého na odosielanie a prijímanie údajov.

Tu je prehľad kľúčových termínov technológie 5G, ktoré potrebujete vedieť.

mmWave - veľmi vysoká frekvencia medzi 17 a 100 GHz a veľká šírka pásma pre rýchle údaje. Väčšina dopravcov zameriava využitie v rozsahu 18 - 24 GHz. Technológia primerane krátkeho dosahu, ktorá sa bude používať v husto osídlených oblastiach.
Sub-6GHz - pracuje na frekvenciách podobných Wi-Fi medzi 3 a 6 GHz. Môže byť nasadený v malých bunkových uzloch pre použitie v interiéri alebo výkonnejších vonkajších základňových staniciach na pokrytie stredného dosahu podobne ako existujúce 4G LTE. Nájdete tu najviac 5G spektra.
Low-band - veľmi nízke frekvencie pod 800 MHz. Pokrýva veľmi dlhé vzdialenosti a je všesmerový na zabezpečenie plošného pokrytia chrbtice.
beamforming - používajú sa v základňových staniciach mmWave a sub-6 GHz na smerovanie vĺn smerom k spotrebiteľským zariadeniam, ako sú odrazové vlny od budov. Kľúčová technológia na prekonanie obmedzení rozsahu a smeru vysokofrekvenčných priebehov.
Masívne MIMO - viac antén na základňových staniciach slúži viacerým zariadeniam koncového používateľa naraz. Navrhnuté tak, aby boli vysokofrekvenčné siete omnoho efektívnejšie a možno ich kombinovať s tvarovaním lúčov.

Aj keď veľa dopravcov rád hovorí o vymyslených pokrokoch v technológii mmWave, siete 5G budú skutočne kombináciou všetkého. Rôzne technológie sa dajú vymyslieť v troch úrovniach, čo Huawei v mnohých svojich dokumentoch úhľadne vysvetľuje.

Nízkopásmové pásma, ktoré je možné opätovne použiť v rádiu a televízii, tvoria „vrstvu pokrytia“ pri frekvencii nižšej ako 2 GHz. Poskytuje rozsiahle a hlboké vnútorné pokrytie a tvorí chrbtovú kosť siete. K dispozícii je „Super Data Layer“ pozostávajúca z vysokofrekvenčného spektra známeho ako mmWave, ktoré vyhovuje oblastiam vyžadujúcim extrémne vysokú rýchlosť prenosu údajov alebo pokrytie obyvateľstva. Potom „vrstva pokrytia a kapacity“ leží medzi 2 a 6 GHz, čo ponúka dobrú rovnováhu medzi oboma.

Stručne povedané, 5G umožňuje zákazníkom pripojiť sa a využívať výhody tohto širokého spektra spektra pre rýchlejšie a spoľahlivejšie pokrytie.

5G Nesamostatné verzus samostatné

Kľúč k pochopeniu rozdielov medzi 5G NSA a SA spočíva v backende siete. Prvé siete 5G založené na štandarde NSA používajú na zvládnutie kontrolnej roviny existujúcu infraštruktúru 4G LTE. Riadiaca rovina spracováva prenos signálu, spravuje spôsob, akým sa užívateľské zariadenia pripájajú k základňovým staniciam, kontroluje predplatné atď. Medzitým je dátová rovina to, čo vy a ja skutočne používame na odosielanie a prijímanie údajov.

V istom zmysle možno uvažovať, že 5G NSA má iba extra rýchly dátový kanál pripojený k existujúcej 4G LTE infraštruktúre. Prijatie špecifikácie 5G Standalone (SA) vidí prechod kontrolnej roviny na jadro 5G a predstavuje oveľa väčšie zmeny spôsobu fungovania sietí.

Samostatný 5G implementuje základnú a kontrolnú rovinu 5G.

Okrem zavedenia technológie Control Plane over 5G Radio Standalone podporuje flexibilnejšie Network Slicing a subcarrier kódovanie.

Network Slicing je forma virtuálnej sieťovej architektúry, ktorá umožňuje väčšiu flexibilitu pri rozdelení, zdieľaní a prepojení častí back-end siete dohromady. To umožní operátorom sietí ponúkať svojim zákazníkom flexibilnejšiu komunikáciu, aplikácie a služby. Táto myšlienka sa považuje za kľúč k realizácii myšlienok, ako sú autonómne vozidlá a inteligentné mestá.

Zmeny pomocných nosných sú trochu ťažšie vysvetliteľné. Medzi technológie, ktoré to zahŕňajú, patria škálovateľný OFDM a rozmiestnenie subnosných, okienkový OFDM, flexibilná numerológia a škálovateľné časové intervaly prenosu. Jednoducho povedané, snímky, ktoré prenášajú údaje, môžu byť väčšie a rýchlejšie, ak sa vyžaduje vyššia priepustnosť pri vysokej účinnosti. Alternatívne sa tieto rámce môžu zmenšiť, aby sa dosiahla oveľa nižšia latencia pre aplikácie v reálnom čase.

Prvé siete 5G budú vychádzať z neštandardnej špecifikácie pred väčšími zmenami s úplnou samostatnou špecifikáciou po roku 2021.

Sieťové segmentovanie sa už dá dosiahnuť pomocou sietí 4G, ale cieľom 5G je zlepšiť rozsah flexibility a štandardizovať podporu. Až do finalizácie špecifikácie 5G Standalone (SA) (3GPP Release 16) sa dozviete viac podrobností o technológiách typu back-end, ktoré budú poháňať siete budúcich generácií.

Čítať ďalej: Neverte dopravcom, revolúcia 5G je stále preč (SA vs NSA)

Čo pre spotrebiteľov znamená 5G?

Dôležitejšie ako otázka „čo je 5G“ je to, ako skutočne ovplyvní spotrebiteľov. Zrátané a podčiarknuté, ak potrebujete rýchlosť, 5G pomôže otvoriť nové dvere.

Rádiové základňové stanice IMT-2020 5G budú musieť zákazníkom ponúkať rýchlosť sťahovania najmenej 20 Gb / s a rýchlosť prenosu 10 Gb / s. Vzťahuje sa to na zdieľaný odkaz, takže skutočné rýchlosti budú nižšie. Špecifikácia uvádza, že jednotliví používatelia by mali vidieť minimálnu rýchlosť sťahovania 100Mbps a rýchlosť uploadu 50Mbps. Niektorí z vás môžu mať to šťastie, keď už vidia tieto rýchlosti vo vašej sieti LTE-Advanced, ale toto sa stane základnou úrovňou pre všetkých spotrebiteľov v sieťach 5G.

Základňové stanice 5G budú musieť pokryť stacionárnych používateľov až po vozidlá, ktoré jazdia rýchlosťou 500 km / h (310 ~ míľ), takže vaše dátové spojenie pravdepodobne v budúcnosti neklesne vo vlaku. Siete piatej generácie by mali spotrebiteľom ponúkať maximálnu latenciu iba 4 ms. Je tu zmienka o 1ms latencii aj pre ultra-spoľahlivé komunikácie s nízkou latenciou (URLLC). Pre porovnanie, moje pripojenie 4G LTE v Londýne má pochybnú 82ms latenciu, zatiaľ čo priemer USA je okolo 61 ms.

Spoločnosť 5G chce tiež umožniť súčasné pripojenie k tisícom zariadení s internetom vecí s nízkou spotrebou energie (IoT) a podporovať pripojenie medzi zariadeniami (D2D) na pripojenie s nízkou latenciou medzi zariadeniami v okolí.

5G vs 4G - kľúčové rozdiely

V porovnaní so 4G LTE budú siete 5G trvalo rýchlejšie. Minimálne rýchlosti užívateľskej rýchlosti sa zvyšujú iba z 10 Mbps na 100 Mbps, čo je 10-násobné zvýšenie. Latencia je nastavená tak, aby klesla o podobnú sumu, z 10 ms na 1 ms v porovnaní s LTE-Advanced. Veľké zvýšenie šírky pásma tiež znamená, že 5G bude schopné spracovať až milión zariadení na štvorcový kilometer, ďalšie 10-násobné zvýšenie oproti LTE-A, a to všetko s 10-násobným zvýšením energetickej účinnosti siete.

Ako sme už predtým uviedli, výrazne sa zvyšuje aj rozsah sieťových technológií. Spoločnosť LTE prešla v priebehu rokov mnohými zlepšeniami. Od zavedenia 256QAM a agregácie nosičov s LTE-A po podporu širšieho využívania nelicencovaného spektra prostredníctvom LAA, LWA a Multefire s LTE-A Pro. Preto je dnešná sieť 4G omnoho rýchlejšia ako sieť postavená počas počiatočného uvedenia všetkých tých rokov.

5G napreduje o ďalší krok ďalej, nariaďuje použitie 256QAM a zlepšuje technológiu agregácie nosných na podporu flexibilnejších nosných pásiem v nelicencovanom spektre, sub-6GHz a mmWave frekvenciách. Obrázok nižšie od Arm po celú cestu späť v roku 2016 vysvetľuje tento zásadný rozdiel pomerne stručne.

5G siete po celom svete

Svet sa pripravuje na spustenie 5G, prevádzkovateľov sietí aj výrobcov zariadení. Rovnako ako pri prijímaní sietí 4G LTE bude 5G predstavovať etapový proces a niektoré krajiny začnú svoje siete v dostatočnom predstihu pred ostatnými.

V polovici roku 2019 je dátum, ktorý treba dávať pozor, pretože smartfóny a siete 5G budú k dispozícii pre prvú vlnu spotrebiteľov. Neočakáva sa však, že by nasadenie narástlo v globálnejšom meradle až do roku 2020 a 2021. Dokonca aj do roku 2023 sa predpokladá, že iba 50 percent spotrebiteľov bude mať 5G smartfón a sieťové pripojenie.

Zavádzanie v USA 5G

USA sú jednou z prvých krajín, ktoré v prvej polovici roku 2019 preleteli svojimi sieťami 5G naprieč celým radom dopravcov a v dôstojnom výbere miest. Americkí dopravcovia patria medzi najväčších obhajcov technológie milimetrových vĺn. Verizon bol prvý so spotrebiteľom 5G prostredníctvom svojej pevnej bezdrôtovej prístupovej služby, ale Sprint a T-Mobile sú tesne za sebou a zavádzanie sa uskutoční v polovici roku 2019.

Jeden z dopravcov tejto krajiny však už bol chytený hraním rýchlo a uvoľnene s termínom 5G. „5G Evolution“ spoločnosti AT&T nie je v žiadnom zmysle slova sieťou 5G, je to jednoducho vývoj dnešných sietí LTE-Advanced.

Ak chcete držať krok so všetkými najnovšími údajmi o nasadení, keď každý americký dopravca vykonáva svoje zavádzanie 5G, pozrite si nižšie uvedené odkazy.

T-Mobile 5G
AT&T 5G
Sprint 5G
Verizon 5G

Európa vedie lídrov

Európa zaostáva za USA a neočakáva sa, že prvé siete 5G na kontinente sa zapnú najskôr koncom roka 2019. Širšie nasadenia nie sú naplánované do roku 2020 alebo neskôr.

Spojené kráľovstvo bude pravdepodobne prvé miesto s 5G dostupným vo veľkých mestách. Spoločnosť EE plánuje tento rok spustiť svoju službu v 16 mestách. Medzitým budú O2, Vodafone a Three stále vyzerať nastavené na dátum spustenia 5G do roku 2020. Na kontinente prevádzkovatelia predložili niektoré zo svojich plánov, ale hlavní hráči spoločností Orange, Deutsche Telekom a Telefonica sa zaviazali len k začatiu časového plánu na rok 2020.

Súčasťou tohto oneskorenia je to, že európski ministri telekomunikácií predstavili svoj plán 5G pre blok až na konci roku 2017.

Technická harmonizácia medzi pásmami spektra sa neplánuje začať do roku 2019, s plánovaním nízkofrekvenčných 700 MHz na rok 2020 a dostupnosť sa očakáva až neskôr v roku 2022.

Ambiciózna Ázia

Japonsko a Južná Kórea boli vedúcimi testami infraštruktúry počas celého vývojového cyklu 5G a hneď po nasadení budú s USA.

V Južnej Kórei začali hlavní dopravcovia s komerčným nasadením 5G v prvej polovici, ak nie v prvom štvrťroku 2019. Južná Kórea zasiahla 1 milión predplatiteľov 5G iba za 69 dní po prvom uvedení na trh. Očakáva sa, že do roku 2022 bude ukončené celoštátne spustenie. V Japonsku sú olympijské hry 2020 ďalším cieľom pokusov o milimetrovú vlnu 5G v hustých mestských oblastiach a dohoda medzi spoločnosťami Nokia a NTT DoCoMo zabezpečí, že komerčné služby sa začnú neskôr v tomto roku.

Čína sa rýchlo stáva hlavným hráčom v kategórii 5G, ktorého cieľom je urýchliť prekonanie ázijských súperov a súťažiť s USA o čas nasadenia. Krajina je domovom významných spoločností v oblasti telekomunikačnej infraštruktúry, ako sú Huawei a ZTE, ktoré budú poskytovať vybavenie dopravcom po celom svete. Čína tiež investovala 180 miliárd dolárov do pevninskej infraštruktúry, čo je štvornásobná investícia Japonska. China Mobile tento rok testuje svoje služby vo veľkých mestách a plánuje úplné komerčné spustenie v roku 2020.

A čo smartfóny 5G?

Na trhu momentálne nie je postavených veľa smartfónov pre siete 5G. 5G Moto Mod, ktorý je k dispozícii pre Moto Z3 od spoločnosti Motorola, sa pravdepodobne počíta ako prvý. Niekoľko výrobcov smartfónov vydalo svoje prvé 5G smartfóny, aby sa časovo zhodovalo so skorým zavedením siete.

Momentálne tu nie sú žiadne čipové procesory pre smartfóny s integrovanými 5G modemami. Namiesto toho musia výrobcovia telefónov spárovať existujúce procesory s externými 5G modemami a požadované rádiové anténne moduly. Nemali by sme teda očakávať, že prvých 5G telefónov bude silnejších ako ich konkurenti 4G LTE. V skutočnosti môžu potrebovať väčšie batérie, aby sa vysporiadali s ďalším 5G odtokom energie.

Ak hľadáte jeden z nich, tu je zoznam 5G smartfónov, ktoré sú momentálne na trhu:

Samsung Galaxy S10 5G
Huawei Mate 20 X 5G
LG V50 ThinQ
OnePlus 7 Pro 5G
Oppo Reno 5G
Xiaomi Mi Mix 3 5G
ZTE Axon 10 Pro

Samozrejme, množstvo ďalších významných výrobcov, vrátane HTC, Google a ďalších, je potvrdené, že spolupracujú s modemom X50 spoločnosti Qualcomm pre nadchádzajúce telefóny 5G.

Všetko, čo potrebujete vedieť o každom doteraz potvrdenom 5G telefóne
Prečo vo vnútri SoC novej generácie nie sú žiadne modemy 5G

Frekvenčné pásma 5G

Podobne ako v prípade 4G, aj siete a smartfóny budú podporovať rôzne frekvenčné pásma na prenos údajov. Okrem existujúcich pásiem LTE štandardizuje 5G Nové rádio množstvo nových pásiem pre nadchádzajúce siete. 5G je rozdelený do dvoch rozsahov, prvý pre frekvencie medzi 400 MHz a 6 GHz. Rozsah 2 predstavuje pásma mmWave medzi 24 a 53 GHz.

súvisiace

5G nebude váš mozog mikrovlniť
5G humbuk sa blíži. Nespadnite za to.
5G: Kedy ju získa váš smartphone?
5G vs Gigabit LTE: rozdiely sú vysvetlené
Prvé 5G antény Qualcomm sú tu
Spoločnosť Samsung oznamuje prvý multi-režimový 5G modem, ale kedy zasiahne telefóny?