Впервые о глобальных сетях заговорили в 80-х годах. И появились первые стандарты передачи данных, которые впоследствии получили название 1G. По своей природе они отличались от современных стандартов передачи данных. Правда, до них было так называемое «нулевое поколение», известное ещё под названием «подвижная телефонная связь». Но широкого распространения она не получила.
Передача данных в 1G оставалась аналоговой. И только при 2G перешли на цифровое вещание. Второе поколение известно ещё и под аббревиатурой GSM. Она ознаменовала расцвет «цифровой эпохи».
Сети пятого поколения
Об этом мало говорят, но все сети со 2 по 5 поколение работают примерно в одном и том же диапазоне частот (от 450мГц до 6ГГц). Разница лишь в том, что плотность передачи данных на один поток у более современных протоколов выше. Это достигается разными методами. Расскажем о них.
На условной частоте в 450мГц у 4G волны накладываются друг на друга и идут вперемешку. Поэтому, чтобы разложить волны и выстроить порядок, требуется вычислительная мощность. Условный «Агат» родом из 1980-х с этими вычислениями вряд ли справится.
5G — это ещё более совершенный стандарт связи. Плотность передачи данных ещё выше, и ему требуется ещё больше вычислений. Как можно заметить, новые стандарты связи опираются именно на возросшие вычислительные возможности современной электроники, а не только на усиление ключевых параметров передающих станций.
Конечно же, вы спросите, а что насчёт миллиметрового диапазона 27, 38 и 40 ГГц? (частота может отличаться, и зависит от страны)
Во-первых, как правило, они используются в маленьких ячейках, в местах массового скопления людей (стадионы, центры городов, аэропорты и т. д.). Во-вторых, у этих частот низкая проникающая способность и дальность покрытия. В большинстве случаев достаточно перекрыть антенну рукой, чтобы условный смартфон потерял соединение. О бетонных ограждениях и говорить не приходится.
Отличительные черты сетей пятого поколения
Massive MIMO
Одна из ключевых особенностей пятого поколения — это использование фазированной (или цифровой) антенной решётки, где антенн может быть от 128 до 256 штук и более. Сети 5G могут использовать особенности отражения сигнала от поверхностей, когда сигналы, отражаясь, проходят разное расстояние и сдвигаются: соседние символы (нули и единицы) накладываются внахлёст, при этом теряется информация. Но теперь эти искажения научились использовать, и таким образом на одной частоте передаются два потока данных, что в 2 раза повышает скорость передачи. Так, один из основных недостатков передачи волн стал преимуществом.
Неортогональное разделение каналов
В первом поколении связи абоненты занимали разные каналы (частоты), а между ними были промежутки, чтобы каналы не перемешивались.
У 2G существует временное разделение каналов (по 577 мкс на устройство), и данные пересылаются по очереди. Ещё технология носит название TDMA.
У 3G все частоты общие, подключены одновременно и принимают все сигналы, но каждому из них присваивается псевдослучайный код. Это кодовое разделение (или CDMA). Скорости выше. Но и расход заряда батарейки тоже, так как появляется потребность в вычислениях.
4G-революция — цифровая обработка сигнала. Здесь уже один канал можно разбить на много подканалов (под несущие), которые уже перекрываются друг другом. У каждого абонента своя поднесущая. Это ортогональное частотное разделение каналов — OFDMA.
У сетей 5G поднесущие сдвинуты ещё ближе, сигналы наслаиваются друг на друга, но их можно всё-таки разделить за счёт большой вычислительной мощности передающих и принимающих устройств. Это и есть неортогональное разделение (или NOMA). Концепция в том, что, если у сигналов есть хоть какая-то различающаяся характеристика, их можно разделить.
Beamforming (формирование луча)
Это формирование направленного луча на цель. Оно достигается за счёт использования фазированных антенных решеток. И позволяет увеличивать дальность покрытия, не засоряя эфир другим абонентам.
Это три основных метода, которые позволяют получить прирост в скорости и дальности покрытия.
Интернет вещей
Наверняка вам приходилось слышать это выражение. Но поняли ли вы его суть? Это отнюдь не умный холодильник, который, казалось бы, не нужен. Интернет вещей — это, в первую очередь, про промышленность, про автоматизацию производства. А там, где следующий этап автоматизации, там же и очередная индустриальная революция.
Это волна затронет промышленных роботов, развитие беспилотного транспорта, внедрение элементов искусственного интеллекта. Уже по этим перечисленным пунктам можно сказать, что революция коснётся различных сфер жизни, особенно в крупных городах.
К примеру, на данный момент в России уже используются сети пятого поколения для автоматизации нескольких карьеров, в которых уже вовсю трудятся беспилотные БелАЗы.
Новая индустриализация и SFERA
Каждая промышленная революция приводила к повышению квалификации и вносила изменения в структуру общества и уклад жизни людей. И нынешняя — не станет исключением.
Разработчики экосистемы SFERA стремятся создать среду, в которой каждый смог бы гармонично существовать, развиваться, обучаться и находить своё место. А ещё — завоевать мир (но это на будущее)!
А пока для подготовки к этому скачку у нас есть несколько лет, которые мы планируем потратить на запуск и отладку всех подприложении.
Подписывайтесь на нас в соцсетях и всегда проверяйте информацию.
Instagram: instagram.com/projectsfera
Facebook: facebook.com/projectsfera
Twitter: twitter.com/sferaproject
TikTok: tiktok.com/@project_sfera
OK: ok.ru/group/59219243368692
Читайте, чтобы узнать о нас больше:
Инновационный мессенджер ASAP и его подприложения
