5G kwa ulimwengu mzuri

Inaaminika sana kuwa mapinduzi ya kweli ya Mtandao wa Mambo yatasababishwa tu na umaarufu wa mtandao wa mtandao wa simu wa kizazi cha tano. Mtandao huu utaundwa hata hivyo, lakini biashara haiangalii sasa kwa kuanzishwa kwa miundombinu ya IoT.

Wataalam wanatarajia 5G kuwa si mageuzi, lakini mabadiliko kamili ya teknolojia ya simu. Hii inapaswa kubadilisha tasnia nzima inayohusishwa na aina hii ya mawasiliano. Mnamo Februari 2017, wakati wa uwasilishaji kwenye Mkutano wa Ulimwenguni wa Simu huko Barcelona, ​​​​mwakilishi wa Deutsche Telekom hata alisema kuwa kwa sababu ya simu mahiri zitakoma kuwepo. Inapokuwa maarufu, tutakuwa mtandaoni kila wakati, na karibu kila kitu kinachotuzunguka. Na kulingana na sehemu gani ya soko itatumia teknolojia hii (telemedicine, simu za sauti, majukwaa ya michezo ya kubahatisha, kuvinjari kwa wavuti), mtandao utafanya kazi kwa njia tofauti.

Kasi ya mtandao wa 5G ikilinganishwa na suluhu zilizopita

Wakati huo huo wa MWC, matumizi ya kwanza ya kibiashara ya mtandao wa 5G yalionyeshwa - ingawa maneno haya yanazua shaka, kwa sababu bado haijulikani itakuwa nini hasa. Mawazo hayaendani kabisa. Vyanzo vingine vinadai kuwa 5G inatarajiwa kutoa kasi ya uwasilishaji ya makumi ya maelfu ya megabiti kwa sekunde kwa maelfu ya watumiaji kwa wakati mmoja. Maelezo ya awali ya 5G, yaliyotangazwa miezi michache iliyopita na Muungano wa Kimataifa wa Mawasiliano (ITU), yanapendekeza kuwa ucheleweshaji hautazidi 4 ms. Data lazima ipakuliwe kwa 20 Gbps na kupakiwa kwa 10 Gbps. Tunajua kuwa ITU inataka kutangaza toleo la mwisho la mtandao mpya msimu huu. Kila mtu anakubaliana juu ya jambo moja - mtandao wa 5G lazima utoe muunganisho wa waya wa mamia ya maelfu ya vihisi, ambayo ni muhimu kwa mtandao wa vitu na huduma zinazopatikana kila mahali.

Kampuni zinazoongoza kama vile AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel, na zingine nyingi zimeweka wazi msaada wao wa kuharakisha rekodi ya matukio ya kusawazisha 5G. Wadau wote wanataka kuanza kufanya biashara ya dhana hii mapema mwaka wa 2019. Kwa upande mwingine, Umoja wa Ulaya ulitangaza mpango wa 5G PPP () kuamua mwelekeo wa maendeleo ya mitandao ya kizazi kijacho. Kufikia 2020, nchi za EU lazima zitoe masafa ya 700 MHz yaliyohifadhiwa kwa kiwango hiki.

Mtandao wa 5G ni zawadi ya teknolojia mpya

Vitu moja havihitaji 5G

Kulingana na Ericsson, mwishoni mwa mwaka jana, vifaa bilioni 5,6 vilikuwa vinafanya kazi katika (, IoT). Kati ya hizi, ni takriban milioni 400 tu zilizofanya kazi na mitandao ya simu, na zilizobaki zikiwa na mitandao ya masafa mafupi kama vile Wi-Fi, Bluetooth au ZigBee.

Maendeleo ya kweli ya Mtandao wa Mambo mara nyingi huhusishwa na mitandao ya 5G. Matumizi ya kwanza ya teknolojia mpya, awali katika sekta ya biashara, inaweza kuonekana katika miaka miwili hadi mitatu. Hata hivyo, tunaweza kutarajia ufikiaji wa mitandao ya kizazi kijacho kwa wateja binafsi si mapema zaidi ya 2025. Faida ya teknolojia ya 5G ni, miongoni mwa mambo mengine, uwezo wa kushughulikia vifaa milioni vilivyokusanywa kwenye eneo la kilomita za mraba. Inaweza kuonekana kuwa idadi kubwa, lakini ikiwa utazingatia maono ya IoT yanasema nini kuhusu miji yenye akiliambayo, pamoja na miundombinu ya mijini, magari (ikiwa ni pamoja na magari ya uhuru) na kaya (nyumba za smart) na vifaa vya ofisi vimeunganishwa, pamoja na, kwa mfano, maduka na bidhaa zilizohifadhiwa ndani yao, milioni hii kwa kilomita ya mraba huacha kuonekana hivyo. kubwa. Hasa katikati mwa jiji au maeneo yenye mkusanyiko mkubwa wa ofisi.

Jihadharini, hata hivyo, kwamba vifaa vingi vilivyounganishwa kwenye mtandao na sensorer zilizowekwa juu yao hazihitaji kasi ya juu sana, kwa sababu zinasambaza sehemu ndogo za data. Mtandao wa kasi zaidi hauhitajiki na ATM au kituo cha malipo. Si lazima kuwa na moshi na sensor ya joto katika mfumo wa ulinzi, kuwajulisha, kwa mfano, mtengenezaji wa ice cream kuhusu hali katika friji katika maduka. Kasi ya juu na utulivu wa chini hauhitajiki kwa ufuatiliaji na udhibiti wa mwangaza wa barabarani, kwa kusambaza data kutoka kwa mita za umeme na maji, kwa udhibiti wa kijijini kwa kutumia simu mahiri ya vifaa vya nyumbani vilivyounganishwa na IoT, au katika vifaa.

Leo, ingawa tuna teknolojia ya LTE, ambayo huturuhusu kutuma makumi kadhaa au hata mamia ya megabiti za data kwa sekunde kupitia mitandao ya rununu, sehemu kubwa ya vifaa vinavyofanya kazi kwenye Mtandao wa vitu bado vinatumika. mitandao ya 2G, i.e. imekuwa ikiuzwa tangu 1991. Kiwango cha GSM.

Ili kuondokana na kikwazo cha bei ambacho hukatisha tamaa makampuni mengi kutumia IoT katika shughuli zao za sasa na hivyo kupunguza kasi ya maendeleo yake, teknolojia zimetengenezwa ili kujenga mitandao iliyoundwa kusaidia vifaa vinavyosambaza pakiti ndogo za data. Mitandao hii hutumia masafa yanayotumiwa na waendeshaji simu na bendi zisizo na leseni. Teknolojia kama vile LTE-M na NB-IoT (pia inaitwa NB-LTE) hufanya kazi katika bendi inayotumiwa na mitandao ya LTE, huku EC-GSM-IoT (pia inaitwa EC-EGPRS) inatumia bendi inayotumiwa na mitandao ya 2G. Katika safu isiyo na leseni, unaweza kuchagua kutoka kwa suluhisho kama vile LoRa, Sigfox na RPMA.

Chaguzi zote hapo juu hutoa aina mbalimbali na zimeundwa kwa njia ambayo vifaa vya mwisho ni nafuu iwezekanavyo na hutumia nishati kidogo iwezekanavyo, na hivyo hufanya kazi bila kubadilisha betri hata kwa miaka kadhaa. Kwa hivyo jina lao la pamoja - (matumizi ya chini ya nguvu, masafa marefu). Mitandao ya LPWA inayofanya kazi katika safu zinazopatikana kwa waendeshaji simu inahitaji tu sasisho la programu. Ukuzaji wa mitandao ya kibiashara ya LPWA inazingatiwa na kampuni za utafiti Gartner na Ovum kama moja ya matukio muhimu katika maendeleo ya IoT.

Waendeshaji hutumia teknolojia tofauti. KPN ya Uholanzi, ambayo ilizindua mtandao wake wa kitaifa mwaka jana, imechagua LoRa na inavutiwa na LTE-M. Kundi la Vodafone limechagua NB-IoT - mwaka huu lilianza kujenga mtandao nchini Uhispania, na lina mipango ya kujenga mtandao kama huo nchini Ujerumani, Ireland na Uhispania. Deutsche Telekom imechagua NB-IoT na inatangaza kwamba mtandao wake utazinduliwa katika nchi nane, ikiwa ni pamoja na Poland. Telefonica ya Uhispania ilichagua Sigfox na NB-IoT. Orange nchini Ufaransa ilianza kujenga mtandao wa LoRa na kisha ikatangaza kwamba itaanza kusambaza mitandao ya LTE-M kutoka Uhispania na Ubelgiji katika nchi inakofanya kazi, na hivyo pengine huko Poland pia.

Ujenzi wa mtandao wa LPWA unaweza kumaanisha kwamba uundaji wa mfumo maalum wa IoT utaanza haraka kuliko mitandao ya 5G. Upanuzi wa moja hauzuii nyingine, kwa sababu teknolojia zote mbili ni muhimu kwa gridi mahiri ya siku zijazo.

Viunganisho visivyo na waya vya 5G vinaweza kuhitaji mengi hata hivyo nishati. Mbali na safu zilizotajwa hapo juu, njia ya kuokoa nishati kwa kiwango cha vifaa vya mtu binafsi inapaswa kuzinduliwa mwaka jana. Jukwaa la wavuti la Bluetooth. Itatumiwa na mtandao wa balbu mahiri, kufuli, vitambuzi, n.k. Teknolojia inakuruhusu kuunganisha kwenye vifaa vya IoT moja kwa moja kutoka kwa kivinjari au tovuti bila kuhitaji programu maalum.

Taswira ya teknolojia ya Bluetooth ya Wavuti

5G hapo awali

Inafaa kujua kuwa kampuni zingine zimekuwa zikifuata teknolojia ya 5G kwa miaka. Kwa mfano, Samsung imekuwa ikifanya kazi kwenye suluhu zake za mtandao wa 5G tangu 2011. Wakati huu, iliwezekana kufikia maambukizi ya 1,2 Gb / s katika gari linalotembea kwa kasi ya 110 km / h. na Gbps 7,5 kwa kipokezi kilichosimama.

Zaidi ya hayo, mitandao ya majaribio ya 5G tayari ipo na imeundwa kwa ushirikiano na makampuni mbalimbali. Walakini, kwa sasa bado ni mapema sana kuzungumza juu ya uwekaji viwango vya kimataifa vya mtandao mpya. Ericsson inaijaribu nchini Uswidi na Japani, lakini vifaa vidogo vya watumiaji ambavyo vitafanya kazi na kiwango kipya bado viko mbali. Mnamo 2018, kwa kushirikiana na mendeshaji wa Uswidi TeliaSonera, kampuni itazindua mitandao ya kwanza ya kibiashara ya 5G huko Stockholm na Tallinn. Hapo awali itakuwa mitandao ya mijini, na tutalazimika kungojea hadi 5 kwa 2020G "ya ukubwa kamili". Ericsson hata ana simu ya kwanza ya 5G. Labda neno "simu" ni neno lisilofaa baada ya yote. Kifaa kina uzito wa kilo 150 na unapaswa kusafiri nacho kwenye basi kubwa iliyo na vifaa vya kupimia.

Oktoba iliyopita, habari za kuanzishwa kwa mtandao wa 5G zilitoka Australia ya mbali. Hata hivyo, aina hizi za ripoti zinapaswa kushughulikiwa na umbali - unajuaje, bila kiwango cha 5G na vipimo, kwamba huduma ya kizazi cha tano imezinduliwa? Hii inapaswa kubadilika mara tu kiwango kitakapokubaliwa. Iwapo yote yataenda kulingana na mpango, mitandao ya 5G iliyosanifiwa awali itaonekana kwa mara ya kwanza kwenye Michezo ya Olimpiki ya Majira ya Baridi ya 2018 nchini Korea Kusini.

Mawimbi ya milimita na seli ndogo

Uendeshaji wa mtandao wa 5G unategemea teknolojia kadhaa muhimu.

Kituo cha msingi kinachotengenezwa na Samsung

Kwanza viunganisho vya wimbi la millimeter. Vifaa zaidi na zaidi vinaunganishwa kwa kila kimoja au kwenye Mtandao kwa kutumia masafa sawa ya redio. Hii husababisha upotezaji wa kasi na shida za uthabiti wa muunganisho. Suluhisho inaweza kuwa kubadili mawimbi ya millimeter, i.e. katika masafa ya 30-300 GHz. Hivi sasa hutumiwa haswa katika mawasiliano ya satelaiti na unajimu wa redio, lakini kizuizi chao kikuu kimekuwa masafa mafupi. Aina mpya ya antenna hutatua tatizo hili, na maendeleo ya teknolojia hii bado yanaendelea.

Teknolojia ni nguzo ya pili ya kizazi cha tano. Wanasayansi wanajivunia kwamba tayari wana uwezo wa kusambaza data kwa kutumia mawimbi ya millimeter kwa umbali wa zaidi ya m 200. Na halisi kila mita 200-250 katika miji mikubwa kunaweza kuwa, yaani, vituo vidogo vya msingi na matumizi ya chini sana ya nguvu. Hata hivyo, katika maeneo yenye watu wachache, "seli ndogo" hazifanyi kazi vizuri.

Hii inapaswa kusaidia na suala hapo juu Teknolojia ya MIMO kizazi kipya. MIMO ni suluhisho pia kutumika katika kiwango cha 4G ambacho kinaweza kuongeza uwezo wa mtandao wa wireless. Siri ni katika maambukizi ya antenna nyingi kwenye pande za kupitisha na kupokea. Vituo vya kizazi kijacho vinaweza kushughulikia bandari mara nane zaidi ya leo kutuma na kupokea data kwa wakati mmoja. Kwa hivyo, upitishaji wa mtandao unaongezeka kwa 22%.

Mbinu nyingine muhimu kwa 5G ni kwamba "inayoangaza“. Ni njia ya usindikaji wa mawimbi ili data ipelekwe kwa mtumiaji kwenye njia bora. husaidia mawimbi ya milimita kufikia kifaa katika boriti iliyokolea badala ya kupitia upitishaji wa sehemu zote. Kwa hivyo, nguvu ya ishara huongezeka na kuingiliwa kunapunguzwa.

Kipengele cha tano cha kizazi cha tano kinapaswa kuwa kinachojulikana duplex kamili. Duplex ni maambukizi ya njia mbili, yaani, moja ambayo maambukizi na mapokezi ya habari yanawezekana kwa pande zote mbili. Duplex kamili inamaanisha kuwa data hupitishwa bila usumbufu wa upitishaji. Suluhisho hili linaboreshwa mara kwa mara ili kufikia vigezo bora.

 

Kizazi cha sita?

Walakini, maabara tayari zinafanya kazi kwa kitu haraka zaidi kuliko 5G - ingawa tena, hatujui kizazi cha tano ni nini. Wanasayansi wa Kijapani wanaunda maambukizi ya data ya wireless ya baadaye, kama ilivyokuwa, toleo la pili, la sita. Inajumuisha kutumia masafa kutoka 300 GHz na zaidi, na kasi iliyopatikana itakuwa 105 Gb / s kwenye kila chaneli. Utafiti na maendeleo ya teknolojia mpya imekuwa ikiendelea kwa miaka kadhaa. Novemba mwaka jana, 500 Gb/s ilifikiwa kwa kutumia bendi ya 34 GHz terahertz, na kisha 160 Gb/s kwa kutumia kisambaza sauti katika bendi ya 300-500 GHz (njia nane zilizorekebishwa kwa vipindi 25 GHz). ) - yaani, matokeo mara nyingi zaidi kuliko uwezo unaotarajiwa wa mtandao wa 5G. Mafanikio ya hivi karibuni ni kazi ya kikundi cha wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Hiroshima na wafanyakazi wa Panasonic kwa wakati mmoja. Taarifa kuhusu teknolojia iliwekwa kwenye tovuti ya chuo kikuu, mawazo na utaratibu wa mtandao wa terahertz uliwasilishwa Februari 2017 katika mkutano wa ISSCC huko San Francisco.

Kama unavyojua, kuongezeka kwa mzunguko wa operesheni sio tu kuwezesha uhamishaji wa data haraka, lakini pia hupunguza kwa kiasi kikubwa anuwai ya ishara, na pia huongeza usikivu wake kwa kila aina ya kuingiliwa. Hii ina maana kwamba ni muhimu kujenga miundombinu tata na yenye kusambazwa kwa wingi.

Inafaa pia kuzingatia kwamba mapinduzi - kama vile mtandao wa 2020G uliopangwa kwa 5 na kisha mtandao wa dhahania hata wa kasi zaidi wa terahertz - inamaanisha mamilioni ya vifaa vinahitaji kubadilishwa na matoleo yaliyochukuliwa kwa viwango vipya. Hili linawezekana kwa kiasi kikubwa… kupunguza kasi ya kasi ya mabadiliko na kusababisha mapinduzi yaliyokusudiwa kuwa mageuzi.

Kuendelea Nambari ya mada katika toleo la hivi punde la kila mwezi.