Давно ли вы слышали или даже использовали 5G интернет или WiFi? Лично я вижу 5G только в WiFI. Но что же это такое и насколько он лучше, массово используемого 4G или LTE.
5G - пятое поколение мобильной связи, действующее на основе стандартов телекоммуникаций, следующих за существующими стандартами 4G/IMT-Advanced.
Что же мы поняли из определения, правильно ничего. Предлагаю более глубоко ознакомиться с этим видом связи.
Основные задачи
Многие полагают, что 5G просто обеспечивает более высокую, чем все предшественники. Но так ли это?
Да несомненно 5G сеть способна обеспечить, конечно теоретически, скорость интернета до 20 гб/с. Но ее возможности на этом не заканчиваются.
Вы когда-нибудь находясь на концерте или просто большом скоплении людей брали в руки телефон, чтобы выйти в интернет, если да, то вы знаете какого это когда ваш телефон просто не способен загрузить мобильный банк, картинку или просто отправить сообщение.
Сети 5-го поколения решают эту проблему, обеспечивая более чем 100-кратное увеличение пропускной способности сети, в сравнении с 4G.
Кроме, того 5G способно снизить время задержки до 1мс (пинг). То есть, время отклика сервера, на котором происходит запрашиваемая вами операция, в итоге результат действия вы увидите почти моментально.
Для сравнения, задержка в сетях 4G составляет 40-50 мс.
Это в большей части касается геймеров, к примеру, один игрок имеет задержку 3 мс, а другой 50 мс, это дает первому колоссальное преимущество в абсолютно любой игре, когда он сможет первым среагировать и предпринять какое либо действие.
Несомненно, игры по сети — это популярное занятие, но быстрый отклик нужен далеко не только геймерам. Добившись мгновенного отклика устройств по мобильной сети, перед нами открывается новый мир автопилотируемых автомобилей или удаленно управляемого беспилотного транспорта, появляется возможность проводить удаленные хирургические или спасательные операции, где важна точность и мгновенный отклик.
В будущем 5G может обеспечить нам полную автоматизацию, повышение качество выпускаемых видео, виртуальный мир, умный дом и может быть даже умный город.
И так, главный вопрос каким образом это достигается?
Архитектура сети
Если мы говорим о мобильной связи, передача данных осуществляется порциями (фреймами). Каждый фрейм в свою очередь делится еще на 10 кусочков (субфреймов). И эти субфреймы состоят из слотов:
Фрейм-это блок цифровой передачи данных в компьютерных сетях и телекоммуникациях. В системах с коммутацией пакетов фрейм-это простой контейнер для одного сетевого пакета.
Так вот, количество слотов, из которых состоят субфреймы, может быть разным и зависит оно от ширины спектра поднесущей. Чтобы лучше понять, что это такое, рассмотрим простой пример.
Поднесущая - это боковая полоса несущей волны радиочастоты, которая модулируется для передачи дополнительной информации.
Вот у нас стоит 4G вышка сотовой связи. Работает она на определенной частоте. Естественно, чтобы к этой вышке могли подключаться разные устройства, каждому из них выделяется небольшой «кусочек» доступного диапазона частот, например, 20 МГц. Такой кусочек, в свою очередь, делится на огромное количество очень маленьких кусочков. В случае с 4G сетями эти кусочки (они и называются поднесущими) имеют ширину 15 кГц. Но, как уже было сказано выше, чем шире спектр поднесущей, тем больше данных она будет содержать.
Если ширина поднесущей составляет 15 кГц, в одном субфрейме может быть только 1 слот. Соответственно, вся порция данных (то есть, фрейм) будет содержать 10 слотов. Но в 4G-сетях мы не можем расширять полосу, выделяя больше частот для поднесущей.
Технологии 5G
Миллиметровые волны
Сеть 4G работает на частоте 5 ГГц, это и есть главная его проблема большинство устройств работают на данной частоте и для всех места просто не хватает. Все что выше частоты 5 ГГц свободно, здесь и обосновывается 5G. Его работа осуществляется на частотах от 30 до 300 ГГц. Данная технология использует миллиметровые волны.
Миллиметровые волны - это крайне высокие частоты с длинной волны от 10 до 1 мм и транслируемые на частоте от 30 до 300 ГГц.
В сравнение длина волны сетей 4G достигает десятков сантиметров
Однако, у миллиметровых волн есть один существенный недостаток – они не могут легко проходить сквозь здания или препятствия и могут быть поглощены даже листвой и дождем. Вот почему сети 5G, вероятно, потребуют дополнения традиционных вышек сотовой связи ещё одной новой технологией, называемой малыми сотами.
Малые соты в сетях 5G
Малые соты (small cell) - маломощные узлы доступа к сети, предоставляющие услуги беспроводной связи в зданиях и на открытом воздухе. Стараясь обеспечить поддержку стремительного роста мобильного трафика, операторы мобильной связи small cell используют небольшие соты, чтобы расширить покрытие и увеличить пропускную способность сети.
Чтобы предотвратить падение уровня сигнала, провайдеры могут установить тысячи таких станций в городе, чтобы сформировать плотную сеть, которая действует как команда ретрансляторов.
Обеспечивать такое количество сот возможно, благодаря их размерам, в отличии от нашей традиционной связи 4G, у который одна такая станция, требует много свободного места и тяжело вписывается в структуру города.
Эта разница в размерах делает возможным их крепление к фонарным столбам и зданиям.
Однако, существует проблема – требование к большому числу небольших сот, необходимых для создания сети 5G, может затруднить развертывание сетей в сельских районах.
Данная часть окончена. Следующая не заставит вас долго ждать!
Увидимся в следующей статье. Пока!
