5G je nejnovější bezdrátová technologie pro mobilní zařízení a slibuje výrazně vyšší datové rychlosti, nižší latenci a více okamžitých připojení. Jak se ale dnešní infrastruktura vyrovná se změnami a co to bude znamenat pro dnešní 4G hardware?
Co je 5G? 4G vs. 5G
5G je technologie mobilní sítě 5. generace a stejně jako jeho předchůdce nabízí vyšší přenosové rychlosti, nižší latenci a lepší šířku pásma než dříve.
Ve srovnání s 4G nabízí 5G větší šířku pásma než 1 Gb / s, latenci méně než 10 ms a průměrnou rychlost 200 až 400 Mb / s, zatímco 4G nabízí šířku pásma 200 Mb / s s latencí pouze 20. ms až 30 ms a průměrná rychlost 25 Mbps.
Ačkoli je 5G neuvěřitelně nový s plnou verzí plánovanou na rok 2020, některé země jsou v procesu přijetí nové sítě. Například Jižní Korea nainstalovala 86 000 základnových stanic 5G. Mezitím několik síťových operátorů ve Velké Británii minulý měsíc spustilo 5G.
I když je tato technologie v současné době k dispozici, 5G na trhu podporuje jen hrstka zařízení, takže takový široký přístup k 5G se neočekává, dokud technologie nedospěje.
Kompromisy 5G
Je tedy vidět, že 5G nabízí podstatně víc než cokoli jiného … ale rozhodně by to měl být talent pro mnohem vyšší specifikace.
Ve skutečnosti má 5G problém s aplikací a klesá na frekvence, se kterými pracuje.
Technologie jako 4G pracují ve třech hlavních frekvenčních pásmech, 800 MHz, 1800 MHz a 2600 MHz, s vlnovými délkami v centimetrech (například rádiové vlny 2400 MHz mají vlnovou délku asi 12 cm). Tato vlnová délka umožňuje velkým rádiovým stožárům dosah až 35 km, ale kvůli praktickým omezením se buněčné věže obvykle nacházejí několik kilometrů od sebe.
5G na druhé straně pracuje na různých frekvencích, včetně aktuálně používaných pásem LTE (600 MHz až 6 GHz) a pásem milimetrových vln od 24 GHz do 86 GHz.
Výsledek? Zatímco vyšší frekvence umožňují větší šířku pásma, přicházejí na úkor vlnové délky.
Jak se vlnová délka rádiových vln zkracuje, jejich efektivní dosah se zkracuje z mnoha důvodů, jako je interference, difrakce a odraz. Kromě vyšší šířky pásma nemůže 5G plně fungovat na rádiových stožárech 4G, protože pracuje na výrazně vyšších frekvencích, a proto jsou vyžadovány nové základnové stanice 5G.
Přechod z pasivních antén na aktivní antény je nákladný. Obrázek anténního modulu pole s milimetrovými vlnovými délkami použitý s laskavým svolením IBM Research
Záložní základnové stanice však nejsou odlišně tvarované kovové tyče připojené k některým koaxiálním kabelům; Je to zcela nový typ antény s neuvěřitelnými schopnostmi.
Technologie 5G antén: výhody tvarování paprsku
Rádiové antény mají mnoho skvělých tvarů, velikostí a tvarů. Od rohových antén hledajících mikrovlny ve vesmíru až po bipolární antény, které „poslouchají“ Jupiter, až po antény PCB zabudované do zařízení IoT, antény jsou všude.
Ale rádiová anténa v sítích 5G je pravděpodobně nový typ antény s celkem neuvěřitelnými schopnostmi.
Kombinace rádiových vln s malou vlnovou délkou a mnoho požadavků na současné připojení znamená, že stožáry 5G potřebují více než 100 rádiových prvků, které tvoří matici ve fázi.
Protože v mřížkách je vedle sebe mnoho prvků, poskytuje to neuvěřitelně chytré řízení paprsku pro jednotlivé uživatele. V kombinaci se sofistikovanými algoritmy může 5G rádiová základnová stanice určit nejlepší způsob, jak nasměrovat paprsek a zajistit tak nejvyšší datové spojení. Proto použití tvarování paprsků také pomáhá snížit energii plýtvanou stožárem, protože jednotliví uživatelé jsou napadeni, místo aby vysílali rádiové vlny do všech směrů.
Použití tvarování paprsku také pomáhá omezit rušení jiných základnových stanic. Výsledkem je větší zvýšení šířky pásma. Jiným způsobem, jak se na to dívat, je, že čím více zařízení sdílí stejné frekvenční pásmo, tím méně bude muset každé zařízení dosáhnout tohoto frekvenčního pásma (každý by se měl pohybovat střídavě pomocí pásma). Pokud jsou jednotlivá zařízení zasažena paprskem, každé zařízení může maximalizovat využití pásky bez rušení sousedních zařízení, protože budou komunikovat pouze paprskem.
Obrázek se svolením Qorvo.
Vzhledem k tomu, že dosah 5G antén je významně snížen v důsledku použití vyšších frekvencí, topologie 5G sítě se zaměří spíše na mnoho antén krátkého dosahu než na několik velkých buněčných věží pokrývajících velké oblasti.
Například Qorvo ukazuje topologii 5G sítě s hlavní sítí pikocel pokrývajících určité oblasti a poté pokrývající interiér, mikrobuňky pokrývající městskou oblast (malá urbanizovaná oblast) a makroprostor. Předměstská oblast.
Máte obavy z nárůstu 5G?
Od vzestupu rádiové komunikace po každodenní význam existují různé zúčastněné strany v oblasti dopadu rádiových vln na zdraví. Příchod 5G poněkud vzkřísil tyto obavy ze vzdělávání, stejně jako nový hardware nabízí nové příležitosti k nedorozuměním.
Mnoho odborníků zpochybňuje představu o zdravotních problémech, protože rádiové vlny používané v mobilní technologii jsou neionizující (i když způsobují zahřívání) v rozsahu centimetrů. 5G však používá mnohem vyšší frekvence v rozsahu milimetrů. Existují lidé, kteří zpochybňují bezpečnost technologie, protože vyšší frekvence přinášejí rádiové signály 5G blíže k ionizačnímu rozsahu a je zapotřebí největší počet základnových stanic. Některé z těchto obav vycházejí ze současných studií, které ukazují nárůst rakoviny srdce u potkanů, když jsou vystaveni nepřetržitému mobilnímu záření. Další obavy vyplývají z argumentu, že jsou zapotřebí další studie o dlouhodobých účincích vystavení EM záření.
Dalším zájmem 5G je, jak a kdo implementuje technologii. Navzdory obavám USA uvádí Spojené království na trh 5G s technologií poskytovanou čínskou mega-společností Huawei, která se ptá, zda budou 5G systémy Huawei zabezpečené kvůli silnému zapojení čínské vlády. kde bude mít každá společnost vyhrazeného zástupce). úředník, který dohlíží na práci).
Vzhledem k tomu, že přijetí nových technologií může záviset na veřejnosti (jako by důvěra spotřebitelů ovlivnila přijetí IoT – odkaz se otevře jako PDF), bude pravděpodobně nutné tyto problémy v průběhu času vyřešit. Hladký přechod na 5G.
Na rozdíl od svých předchůdců je 5G revoluční změnou v síťové infrastruktuře, která se opírá o progresivní pole, směrování paprsků a výrazně vyšší frekvence.
Poskytovatelé sítí budou muset úplně obnovit svou infrastrukturu, aby poskytovali 5G. Nové antény jsou nejen mnohem komplexnější než ty předchozí, ale vzhledem k jejich omezenému dosahu bude zapotřebí mnohem více.
Bude 5G první městská Wi-Fi na světě? Může 5G zcela nahradit městskou Wi-Fi? Budou komunity schopny bezproblémově implementovat novou infrastrukturu? Pouze čas ukáže!
