Сегодня я расскажу о технологии 5G.Пятое поколение мобильной связи, действующее на основе стандарта. Телекоммуникационный стандарт связи нового поколения с частотами до 6 Ггц. Технологии 5G должны обеспечивать более высокую пропускную способность по сравнению с технологиями 4G, что позволит обеспечить бо́льшую доступность широкополосной мобильной связи, а также использование режимов. Данная статья постарается раскрыть тему применимости мобильной связи 5-го поколения (далее — 5G) в нашем, уже недалеком, будущем. Материал статьи, не претендуя на академический характер повествования, расскажет, чем 5G интересен и как разработчики пользовательского оборудования (User Equipment или UE) могут начать формировать рынок 5G устройств уже сегодня. Доступ UE к сетям 5G можно осуществить посредством соответствующих модулей сотовой связи; в конце статьи коротко рассмотрим.
Стандарты и спецификации 3GPP созданы участниками рынка и учитывают самые разные бизнес-задачи, у каждой из которых, конечно же, есть свои специфичные требования. Так, рекомендация 3GPP TR 38.913 определила следующие ключевые показатели сетей нового поколения:
- пиковая скорость передачи данных на линии вниз (Downlink) 20 Гбит/с (спектральная эффективность 30 бит/с/Гц);
- пиковая скорость передачи данных на линии вверх (Uplink) 10 Гбит/с (спектральная эффективность 15 бит/с/Гц);
- минимальная задержка в подсистеме радиодоступа для сервисов URLLC — 0,5 мс, для сервисов eMBB — 4 мс;
- максимальная плотность подключенных к сети в городских условиях устройств из мира IoT – 1'000’000 устройств/кв.км;
- автономная работа устройств из мира IoT без подзарядки аккумулятора в течение 10 лет;
- поддержка мобильности при максимальной скорости передвижения объектов 500 км/ч.
На ранней стадии коммерческого развертывания 5G, за исключением смартфонов, ожидается, что ключевым 5G продуктом станет именно ноутбук с подключением к Sky Office. Sky Office – это концепция переноса вычислительных мощностей ноутбука в облако, при оснащении ноутбука встроенным 5G модемом. Так, в облаке могут размещаться не только файлы пользователя (Cloud Drive), но и программное обеспечение, такое как MS Office 365 (Cloud Office) или игровые программные продукты (Cloud Games). В этой концепции ноутбук становится, проще говоря, экраном с клавиатурой и камерой.Если сети сотовой связи обеспечат задержку в единицы миллисекунд и предоставят выделенный надежный канал связи на безлимитной основе (Network Slice), то работа со Sky Office в будущем может стать популярным способом применения ноутбука. При этом потребитель получит ряд интересных потребительских качеств, недостижимых с обычными ноутбуками:
- низкое потребление на уровне планшетов со временем автономной работы 14 часов и более;
- «всегда готов», ноутбук не тратит время на загрузку ПО, оно уже работает – в облаке;
- «везде готов», потеря ноутбука больше не означает потерю данных и лицензий;
- тонкий и легкий корпус, состав и структура ноутбука упрощаются, а это тянет за собой уменьшение размеров и веса;
- пассивное охлаждение, ноутбук больше не производит энергозатратных вычислений и слабо греется;
- связь безопаснее чем Wi-Fi, т.к. 5G практически невозможно взломать, канал связи защищен новейшими алгоритмами шифрования.Сейчас ученые работают над созданием искусственного прикосновения путем внедрения датчиков в мягкие роботизированные структуры и наиболее чувствительных сенсорных датчиков. Сейчас датчики уже умеют воспроизводить силу и характер касания, различают разные материалы: металл, дерево, текстиль и т.д.
При наличии стандартов, регулирующих массовый оборот дронов, систем искусственного интеллекта, надежного, постоянного и быстрого беспроводного канала связи 5G для целого улья дронов, можно раскрыть новые рынки и сервисы в самых разных сферах. Представьте: дрон-курьеры, разносящие еду из магазинов или важные медикаменты в труднодоступные места; дроны-спасатели, ищущие потерявшихся в лесу или море людей и днем, и ночью; дроны-пожарные, тушащие очаги возгорания еще на начальной стадии; агрокоптеры, опрыскивающие зерновые культуры – и все в глобальном масштабе, а не в частных случаях.
Теперь, перечислив множество примеров, где 5G будет как никогда кстати, разберемся какое на сегодня состояние сетей 5G и какие барьеры нужно преодолеть на пути к фантастическому будущему.Из сценариев развертывания сетей 5G и применяемых частотных полос следует логика распределения частотных полос под разные сценарии, как показано в таблице 3. Этой концепции подчиняется, технология Network Slicing определенная спецификацией 3GPP; она позволит операторам сотовой связи разворачивать изолированные друг от друга сети, каждую из них можно будет выделять под определенные нужды (для Интернета вещей, трансляция потокового видео и проч.).
Сценарии применения в разных частотных диапазонах 5G Частоты Ширина полосы Сценарии Характеристика
выше 7 ГГц (FR2) 800 МГц eMBB Сверхвысокая скорость, маленькое покрытие и только на улицах
2 ГГц…7 ГГц (FR1) 100 МГц eMBB, URLLC, mMTC Высокая скорость, широкое покрытие на улицах, удовлетворительное покрытие в помещениях
< 2 ГГц (FR1) 20 МГц eMBB, URLLC, mMTC Средняя скорость, вездесущее покрытие на улицах и в помещениях. На данный момент уже имеется несколько примеров реализации проектов на базе модулей 5G, такие как CPE, роутеры, дрон-самолет и USB-модемы и проч. По опыту компании, надо сказать, от разработчика требуется высокая компетенция в области конструирования ВЧ техники подобного класса, особенно в случае с модулями 83-й серии, т.к. они для работы в миллиметровом диапазоне (mmWave) требуют подключение от 2-х до 4-х внешних антенных модулей QTM525-2 или QTM527-2, которые должны удовлетворять некоторым условиям взаимного расположения.Говорить, что сети 5G приобрели свой зрелый, финальный вид, еще рано. Нам предстоит дождаться 16го релиза, который по замыслу консорциума закроет 2ю фазу спецификаций и определит начало массового внедрения опорных сетей 5го поколения. Однако это не мешает уже сегодня начинать работы по изучению новой технологии, что заложит фундамент для будущих проектов, ведь сети радиодоступа 5G-NR в общем доступе уже имеются, хоть и в ограниченном виде. Надо понимать, сети 5G рано или поздно станут нашей повседневностью и переход от NSA режима в SA будет гладким и незаметным, а наработки, сделанные сегодня, не пропадут зря.
Смартфон на которых 5G:Samsung Galaxy A71 5G, Oppo Reno3 5G Aura Edition 128GB, ZTE Axon 10S Pro 5G A2020 SP 128GB,Samsung Galaxy Tab S6 5G 10.5 2019 128GB, Samsung W20 5G 512GB, Huawei Honor V30 5G 128GB, LG V50S ThinQ 5G, Huawei Honor V30 Pro 5G 256GB OXF-AN10, Huawei Honor V30 Pro 5G 128GB OXF-AN10. И тд.