5G ar gyfer y byd craff

Credir yn eang mai dim ond trwy boblogeiddio rhwydwaith Rhyngrwyd symudol y bumed genhedlaeth y bydd chwyldro gwirioneddol Rhyngrwyd Pethau'n cael ei achosi. Bydd y rhwydwaith hwn yn dal i gael ei greu, ond nid yw busnes yn edrych arno nawr gyda chyflwyniad seilwaith IoT.

Mae arbenigwyr yn disgwyl nad yw 5G yn esblygiad, ond yn drawsnewidiad llwyr o dechnoleg symudol. Dylai hyn drawsnewid y diwydiant cyfan sy'n gysylltiedig â'r math hwn o gyfathrebu. Ym mis Chwefror 2017, yn ystod cyflwyniad yn y Mobile World Congress yn Barcelona, ​​​​roedd cynrychiolydd o Deutsche Telekom hyd yn oed yn datgan hynny oherwydd bydd ffonau clyfar yn peidio â bodoli. Pan ddaw'n boblogaidd, byddwn bob amser ar-lein, gyda bron popeth o'n cwmpas. Ac yn dibynnu ar ba segment marchnad fydd yn defnyddio'r dechnoleg hon (telefeddygaeth, galwadau llais, llwyfannau hapchwarae, pori gwe), bydd y rhwydwaith yn ymddwyn yn wahanol.

Cyflymder rhwydwaith 5G o'i gymharu ag atebion blaenorol

Yn ystod yr un MWC, dangoswyd cymwysiadau masnachol cyntaf y rhwydwaith 5G - er bod y geiriad hwn yn codi rhai amheuon, oherwydd nid yw'n hysbys o hyd beth fydd mewn gwirionedd. Mae'r rhagdybiaethau yn gwbl anghyson. Mae rhai ffynonellau'n honni bod disgwyl i 5G ddarparu cyflymder trosglwyddo o ddegau o filoedd o megabits yr eiliad i filoedd o ddefnyddwyr ar yr un pryd. Mae'r fanyleb ragarweiniol ar gyfer 5G, a gyhoeddwyd ychydig fisoedd yn ôl gan yr Undeb Telathrebu Rhyngwladol (ITU), yn awgrymu na fydd oedi yn fwy na 4 ms. Rhaid lawrlwytho data ar 20 Gbps a'i uwchlwytho ar 10 Gbps. Gwyddom fod ITU eisiau cyhoeddi fersiwn derfynol y rhwydwaith newydd y cwymp hwn. Mae pawb yn cytuno ar un peth - rhaid i'r rhwydwaith 5G ddarparu cysylltiad diwifr ar yr un pryd o gannoedd o filoedd o synwyryddion, sy'n allweddol ar gyfer Rhyngrwyd pethau a gwasanaethau hollbresennol.

Mae cwmnïau blaenllaw fel AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel, a llawer mwy wedi datgan yn glir eu cefnogaeth i gyflymu llinell amser safoni 5G. Mae pob rhanddeiliad am ddechrau masnacheiddio’r cysyniad hwn mor gynnar â 2019. Ar y llaw arall, cyhoeddodd yr Undeb Ewropeaidd y cynllun 5G PPP () i bennu cyfeiriad datblygiad rhwydweithiau cenhedlaeth nesaf. Erbyn 2020, rhaid i wledydd yr UE ryddhau'r amledd 700 MHz a neilltuwyd ar gyfer y safon hon.

Mae rhwydwaith 5G yn anrheg o dechnolegau newydd

Nid oes angen 5G ar bethau sengl

Yn ôl Ericsson, ddiwedd y llynedd, roedd dyfeisiau 5,6 biliwn ar waith yn (, IoT). O'r rhain, dim ond tua 400 miliwn oedd yn gweithio gyda rhwydweithiau symudol, a'r gweddill gyda rhwydweithiau amrediad byr fel Wi-Fi, Bluetooth neu ZigBee.

Mae datblygiad gwirioneddol Rhyngrwyd Pethau yn aml iawn yn gysylltiedig â rhwydweithiau 5G. Gall cymwysiadau cyntaf technolegau newydd, yn y sector busnes i ddechrau, ymddangos mewn dwy i dair blynedd. Fodd bynnag, gallwn ddisgwyl mynediad i rwydweithiau cenhedlaeth nesaf ar gyfer cwsmeriaid unigol heb fod yn gynharach na 2025. Mantais technoleg 5G, ymhlith pethau eraill, yw'r gallu i drin miliwn o ddyfeisiau wedi'u cydosod ar ardal o gilometr sgwâr. Byddai'n ymddangos yn nifer enfawr, ond os ydych chi'n ystyried yr hyn y mae gweledigaeth IoT yn ei ddweud amdano dinasoedd smartlle, yn ogystal â seilwaith trefol, cerbydau (gan gynnwys ceir ymreolaethol) a chartref (cartrefi clyfar) a dyfeisiau swyddfa wedi'u cysylltu, yn ogystal ag, er enghraifft, siopau a nwyddau a storir ynddynt, mae'r miliwn hwn fesul cilomedr sgwâr yn peidio ag ymddangos felly. mawr. Yn enwedig yng nghanol y ddinas neu ardaloedd gyda chrynodiad uchel o swyddfeydd.

Fodd bynnag, byddwch yn ymwybodol nad oes angen cyflymder uchel iawn ar lawer o ddyfeisiau sy'n gysylltiedig â'r rhwydwaith a'r synwyryddion a osodir arnynt, oherwydd eu bod yn trosglwyddo darnau bach o ddata. Nid oes angen Rhyngrwyd cyflym iawn ar beiriant ATM na therfynell dalu. Nid oes angen cael synhwyrydd mwg a thymheredd yn y system amddiffyn, gan hysbysu, er enghraifft, gwneuthurwr hufen iâ am yr amodau mewn oergelloedd mewn siopau. Nid oes angen cyflymder uchel a hwyrni isel ar gyfer monitro a rheoli goleuadau stryd, ar gyfer trosglwyddo data o fesuryddion trydan a dŵr, ar gyfer rheoli o bell gan ddefnyddio ffôn clyfar dyfeisiau cartref sy'n gysylltiedig â IoT, neu mewn logisteg.

Heddiw, er bod gennym dechnoleg LTE, sy'n ein galluogi i anfon sawl degau neu hyd yn oed gannoedd o fegabitau o ddata yr eiliad dros rwydweithiau symudol, mae rhan sylweddol o ddyfeisiau sy'n gweithredu yn y Rhyngrwyd o bethau yn dal i gael eu defnyddio. Rhwydweithiau 2G, h.y. wedi bod ar werth ers 1991. GSM safonol.

Er mwyn goresgyn y rhwystr pris sy'n atal llawer o gwmnïau rhag defnyddio IoT yn eu gweithgareddau cyfredol ac felly'n arafu ei ddatblygiad, mae technolegau wedi'u datblygu i adeiladu rhwydweithiau sydd wedi'u cynllunio i gefnogi dyfeisiau sy'n trosglwyddo pecynnau data bach. Mae'r rhwydweithiau hyn yn defnyddio'r amleddau a ddefnyddir gan weithredwyr ffonau symudol a'r band didrwydded. Mae technolegau fel LTE-M a NB-IoT (a elwir hefyd yn NB-LTE) yn gweithredu yn y band a ddefnyddir gan rwydweithiau LTE, tra bod EC-GSM-IoT (a elwir hefyd yn EC-EGPRS) yn defnyddio'r band a ddefnyddir gan rwydweithiau 2G. Yn yr ystod ddidrwydded, gallwch ddewis o atebion fel LoRa, Sigfox, a RPMA.

Mae'r holl opsiynau uchod yn cynnig ystod eang ac wedi'u cynllunio yn y fath fodd fel bod y dyfeisiau terfynol mor rhad â phosibl ac yn defnyddio cyn lleied o ynni â phosibl, ac felly'n gweithio heb newid y batri hyd yn oed am sawl blwyddyn. Felly eu henw ar y cyd - (defnydd pŵer isel, ystod hir). Dim ond diweddariad meddalwedd sydd ei angen ar rwydweithiau LPWA sy'n gweithredu yn yr ystodau sydd ar gael i weithredwyr symudol. Mae datblygu rhwydweithiau LPWA masnachol yn cael ei ystyried gan y cwmnïau ymchwil Gartner ac Ovum fel un o'r digwyddiadau pwysicaf yn natblygiad IoT.

Mae gweithredwyr yn defnyddio gwahanol dechnolegau. Mae KPN yr Iseldiroedd, a lansiodd ei rwydwaith cenedlaethol y llynedd, wedi dewis LoRa ac mae ganddo ddiddordeb yn LTE-M. Mae grŵp Vodafone wedi dewis NB-IoT - eleni fe ddechreuodd adeiladu rhwydwaith yn Sbaen, ac mae ganddo gynlluniau i adeiladu rhwydwaith o'r fath yn yr Almaen, Iwerddon a Sbaen. Mae Deutsche Telekom wedi dewis NB-IoT ac yn cyhoeddi y bydd ei rwydwaith yn cael ei lansio mewn wyth gwlad, gan gynnwys Gwlad Pwyl. Dewisodd Spanish Telefonica Sigfox a NB-IoT. Dechreuodd Orange yn Ffrainc adeiladu rhwydwaith LoRa ac yna cyhoeddodd y byddai'n dechrau cyflwyno rhwydweithiau LTE-M o Sbaen a Gwlad Belg yn y gwledydd y mae'n gweithredu ynddynt, ac felly mae'n debyg yng Ngwlad Pwyl hefyd.

Gall adeiladu rhwydwaith LPWA olygu y bydd datblygu ecosystem IoT benodol yn cychwyn yn gyflymach na rhwydweithiau 5G. Nid yw ehangu un yn eithrio'r llall, oherwydd mae'r ddau dechnoleg yn hanfodol ar gyfer grid smart y dyfodol.

Mae'n debygol y bydd angen llawer o gysylltiadau diwifr 5G beth bynnag yr egni. Yn ogystal â'r ystodau uchod, dylid lansio ffordd o arbed ynni ar lefel dyfeisiau unigol y llynedd. Llwyfan gwe Bluetooth. Bydd yn cael ei ddefnyddio gan rwydwaith o fylbiau smart, cloeon, synwyryddion, ac ati Mae'r dechnoleg yn caniatáu ichi gysylltu â dyfeisiau IoT yn uniongyrchol o borwr gwe neu wefan heb fod angen cymwysiadau arbennig.

Delweddu technoleg Bluetooth Gwe

5G o'r blaen

Mae'n werth gwybod bod rhai cwmnïau wedi bod yn dilyn technoleg 5G ers blynyddoedd. Er enghraifft, mae Samsung wedi bod yn gweithio ar ei atebion rhwydwaith 5G ers 2011. Yn ystod yr amser hwn, roedd yn bosibl cyflawni trosglwyddiad o 1,2 Gb / s mewn cerbyd sy'n symud ar gyflymder o 110 km / h. a 7,5 Gbps ar gyfer derbynnydd sefydlog.

Ar ben hynny, mae rhwydweithiau 5G arbrofol eisoes yn bodoli ac wedi'u creu mewn cydweithrediad ag amrywiol gwmnïau. Fodd bynnag, ar hyn o bryd mae'n dal yn rhy gynnar i siarad am safoni'r rhwydwaith newydd sydd ar fin digwydd ac yn wirioneddol fyd-eang. Mae Ericsson yn ei brofi yn Sweden a Japan, ond mae dyfeisiau defnyddwyr bach a fydd yn gweithio gyda'r safon newydd yn dal i fod ymhell i ffwrdd. Yn 2018, mewn cydweithrediad â gweithredwr Sweden TeliaSonera, bydd y cwmni'n lansio'r rhwydweithiau 5G masnachol cyntaf yn Stockholm a Tallinn. I ddechrau bydd rhwydweithiau trefol, a bydd yn rhaid i ni aros tan 5 am 2020G “maint llawn”. Mae gan Ericsson hyd yn oed ffôn 5G cyntaf. Efallai mai'r gair "ffôn" yw'r gair anghywir wedi'r cyfan. Mae'r ddyfais yn pwyso 150 kg ac mae'n rhaid i chi deithio gydag ef mewn bws mawr gydag offer mesur.

Fis Hydref y llynedd, daeth y newyddion am ymddangosiad cyntaf y rhwydwaith 5G o Awstralia bell. Fodd bynnag, dylid mynd at y mathau hyn o adroddiadau gyda phellter - sut ydych chi'n gwybod, heb safon a manyleb 5G, bod gwasanaeth pumed cenhedlaeth wedi'i lansio? Dylai hyn newid unwaith y cytunir ar y safon. Os aiff popeth yn unol â'r cynllun, bydd rhwydweithiau 5G wedi'u safoni ymlaen llaw yn gwneud eu hymddangosiad cyntaf yng Ngemau Olympaidd y Gaeaf 2018 yn Ne Korea.

Tonnau milimetr a chelloedd bach

Mae gweithrediad y rhwydwaith 5G yn dibynnu ar sawl technoleg bwysig.

Gorsaf sylfaen a weithgynhyrchir gan Samsung

Cyntaf cysylltiadau tonnau milimetr. Mae mwy a mwy o ddyfeisiau'n cysylltu â'i gilydd neu â'r Rhyngrwyd gan ddefnyddio'r un amleddau radio. Mae hyn yn achosi problemau colli cyflymder a sefydlogrwydd cysylltiad. Efallai mai’r ateb fydd newid i donnau milimetr, h.y. yn yr ystod amledd o 30-300 GHz. Fe'u defnyddir ar hyn o bryd yn arbennig mewn cyfathrebiadau lloeren a seryddiaeth radio, ond eu prif gyfyngiad fu eu hystod fer. Mae math newydd o antena yn datrys y broblem hon, ac mae datblygiad y dechnoleg hon yn dal i fynd rhagddo.

Technoleg yw ail biler y bumed genhedlaeth. Mae gwyddonwyr yn brolio eu bod eisoes yn gallu trawsyrru data gan ddefnyddio tonnau milimedr dros bellter o fwy na 200 m. Ac yn llythrennol bob 200-250 m mewn dinasoedd mawr gall fod, h.y., gorsafoedd sylfaen bach gyda defnydd pŵer isel iawn. Fodd bynnag, mewn ardaloedd llai poblog, nid yw "celloedd bach" yn gweithio'n dda.

Dylai hyn helpu gyda'r mater uchod Technoleg MIMO cenhedlaeth newydd. Mae MIMO yn ddatrysiad a ddefnyddir hefyd yn y safon 4G a all gynyddu gallu rhwydwaith diwifr. Y gyfrinach yw trosglwyddiad aml-antena ar yr ochrau trosglwyddo a derbyn. Gall gorsafoedd cenhedlaeth nesaf drin wyth gwaith cymaint o borthladdoedd â heddiw i anfon a derbyn data ar yr un pryd. Felly, mae trwybwn rhwydwaith yn cynyddu 22%.

Techneg bwysig arall ar gyfer 5G yw "trawstffurf“. Mae'n ddull prosesu signal fel bod y data'n cael ei ddosbarthu i'r defnyddiwr ar hyd y llwybr gorau posibl. yn helpu tonnau milimedr i gyrraedd y ddyfais mewn trawst crynodedig yn hytrach na thrwy drosglwyddiad omnidirectional. Felly, mae cryfder y signal yn cynyddu ac mae ymyrraeth yn cael ei leihau.

Dylai pumed elfen y bumed genhedlaeth fod yr hyn a elwir dwplecs llawn. Mae Duplex yn drosglwyddiad dwy ffordd, h.y. un lle mae trosglwyddo a derbyn gwybodaeth yn bosibl i'r ddau gyfeiriad. Mae dwplecs llawn yn golygu bod data'n cael ei drosglwyddo heb ymyrraeth trawsyrru. Mae'r datrysiad hwn yn cael ei wella'n gyson i gyflawni'r paramedrau gorau.

 

Chweched cenhedlaeth?

Fodd bynnag, mae'r labordai eisoes yn gweithio ar rywbeth hyd yn oed yn gyflymach na 5G - er unwaith eto, nid ydym yn gwybod yn union beth yw'r bumed genhedlaeth. Mae gwyddonwyr Japaneaidd yn creu trosglwyddiad data diwifr yn y dyfodol, fel petai, y chweched fersiwn nesaf. Mae'n cynnwys defnyddio amleddau o 300 GHz ac uwch, a'r cyflymderau a gyflawnir fydd 105 Gb / s ar bob sianel. Mae ymchwil a datblygu technolegau newydd wedi bod yn digwydd ers sawl blwyddyn. Fis Tachwedd diwethaf, cyflawnwyd 500 Gb/s gan ddefnyddio'r band terahertz 34 GHz, ac yna 160 Gb/s gan ddefnyddio trosglwyddydd yn y band 300-500 GHz (wyth sianel wedi'i fodiwleiddio ar gyfnodau 25 GHz). ) - hynny yw, canlyniadau lawer gwaith yn fwy na galluoedd disgwyliedig y rhwydwaith 5G. Y llwyddiant diweddaraf yw gwaith grŵp o wyddonwyr o Brifysgol Hiroshima a gweithwyr Panasonic ar yr un pryd. Rhoddwyd gwybodaeth am y dechnoleg ar wefan y brifysgol, cyflwynwyd rhagdybiaethau a mecanwaith y rhwydwaith terahertz ym mis Chwefror 2017 yng nghynhadledd yr ISSCC yn San Francisco.

Fel y gwyddoch, mae cynnydd yn amlder gweithredu nid yn unig yn galluogi trosglwyddo data yn gyflymach, ond hefyd yn lleihau'n sylweddol ystod bosibl y signal, a hefyd yn cynyddu ei dueddiad i bob math o ymyrraeth. Mae hyn yn golygu bod angen adeiladu seilwaith gweddol gymhleth a gwasgaredig.

Mae'n werth nodi hefyd bod chwyldroadau - fel y rhwydwaith 2020G a gynlluniwyd ar gyfer 5 ac yna'r rhwydwaith terahertz damcaniaethol hyd yn oed yn gyflymach - yn golygu'r angen i ddisodli miliynau o ddyfeisiau â fersiynau wedi'u haddasu i safonau newydd. Mae hyn yn debygol o arafu'n sylweddol…arafu cyfradd y newid ac achosi i'r chwyldro arfaethedig ddod yn esblygiad.

I'w barhau Rhif testun yn y rhifyn diweddaraf o'r misol.