5G

Чтобы узнать о других значениях, см. 5G (значения) .

5G

Логотип 5G 3GPP
Разработано	3GPP
Представлено	июль 2016 г ( июль 2016 )
Промышленность	Телекоммуникации
Заменено	6G

Телефон Android, показывающий, что он подключен к сети 5G.

В сфере 5G телекоммуникаций — это пятого поколения технологический стандарт для сотовых сетей , который компании сотовой связи начали внедрять во всем мире в 2019 году, и является преемником технологии 4G , обеспечивающей подключение большинства современных мобильных телефонов.

Как и его предшественники, сети 5G представляют собой сети сотовой связи, в которых зона обслуживания разделена на небольшие географические области, называемые сотами . Все беспроводные устройства 5G в ячейке подключаются к Интернету и телефонной сети посредством радиоволн через базовую станцию ​​и антенны в ячейке. Новые сети имеют более высокую скорость загрузки : пиковая скорость составляет 10 гигабит в секунду (Гбит/с), когда в сети только один пользователь. 5G имеет более высокую пропускную способность , обеспечивая более высокие скорости, чем 4G, и может подключать больше устройств, улучшая качество интернет-услуг в людных местах. Ожидается, что из-за увеличения пропускной способности сети 5G будут все чаще использоваться в качестве общих интернет-провайдеров (ISP), конкурируя с существующими интернет-провайдерами, такими как кабельный Интернет , а также сделают возможным появление новых приложений в Интернете вещей (IoT). и области межмашинного взаимодействия . Мобильные телефоны только с поддержкой 4G не могут использовать сети 5G.

Обзор

Мобильная базовая станция в городе Хатта, ОАЭ

Сети 5G — это сотовые сети , в которых зона обслуживания разделена на небольшие географические области, называемые ячейками . Все беспроводные устройства 5G в соте связываются по радиоволнам с базовой станцией сотовой связи через фиксированные антенны на частотах, назначенных базовой станцией. Базовые станции, называемые узлами , подключаются к центрам коммутации в телефонной сети и маршрутизаторам для доступа в Интернет с высокой пропускной способностью с помощью оптоволокна или беспроводных транзитных соединений . Как и в других сотовых сетях , мобильное устройство, перемещающееся из одной соты в другую, автоматически и без проблем переключается .

Промышленный консорциум, устанавливающий стандарты для 5G, Проект партнерства 3-го поколения (3GPP), определяет «5G» как любую систему, использующую программное обеспечение 5G NR (5G New Radio) — определение, которое стало широко использоваться к концу 2018 года. 5G продолжает использовать OFDM. кодировка.

Некоторые сетевые операторы используют миллиметровые волны, называемые FR2 в терминологии 5G, для дополнительной емкости и более высокой пропускной способности. Миллиметровые волны имеют меньший радиус действия, чем более низкочастотные микроволны , поэтому ячейки имеют меньший размер. Миллиметровым волнам также сложнее пройти через стены зданий и людей. Антенны миллиметрового диапазона меньше, чем большие антенны, использовавшиеся в предыдущих сотовых сетях.

Повышенная скорость передачи данных частично достигается за счет использования дополнительных радиоволн более высокой частоты в дополнение к частотам низкого и среднего диапазона, использовавшимся в предыдущих сотовых сетях. Для предоставления широкого спектра услуг сети 5G могут работать в трех диапазонах частот — низком, среднем и высоком.

5G может быть реализован в низкочастотном, среднем или высокочастотном диапазоне миллиметровых волн. Низкочастотный диапазон 5G использует тот же диапазон частот, что и мобильные телефоны 4G, 600–900 МГц , что потенциально может обеспечить более высокую скорость загрузки, чем 4G: 5–250 мегабит в секунду (Мбит/с). низкочастотной Вышки сотовой связи имеют радиус действия и зону покрытия, аналогичные вышкам 4G. В средней полосе 5G используются микроволны с частотой 1,7–4,7 ГГц , обеспечивающие скорость 100–900 Мбит/с, при этом каждая вышка сотовой связи предоставляет услуги в радиусе до нескольких километров. Этот уровень обслуживания является наиболее широко распространенным и был развернут во многих мегаполисах в 2020 году. В некоторых регионах нижний диапазон не реализуется, что делает средний диапазон минимальным уровнем обслуживания. Высокочастотный диапазон 5G использует частоты 24–47 ГГц, близкие к нижней части диапазона миллиметровых волн, хотя в будущем могут использоваться и более высокие частоты. Он часто достигает скорости загрузки в диапазоне гигабит в секунду (Гбит/с), сравнимой с интернет-услугами по коаксиальному кабелю. Однако миллиметровые волны (ммволны или ммВт) имеют более ограниченный диапазон и требуют множества небольших ячеек. Им могут препятствовать или блокировать материалы стен, окон или пешеходы. Из-за их более высокой стоимости планируется развертывать эти ячейки только в густонаселенных городских районах и местах скопления людей, таких как спортивные стадионы и конференц-центры. Вышеуказанные скорости достигнуты в ходе реальных испытаний в 2020 году, и ожидается, что во время развертывания скорости будут увеличиваться. Спектр от 24,25 до 29,5 ГГц является наиболее лицензированным и используемым диапазоном миллиметрового диапазона 5G в мире.

Внедрение технологии 5G привело к спорам о ее безопасности и отношениях с китайскими поставщиками . Он также стал предметом проблем со здоровьем и дезинформации, включая дискредитированные теории заговора, связывающие его с пандемией COVID-19 .

Области применения

ITU -R определил три основные области применения расширенных возможностей 5G. Это улучшенная мобильная широкополосная связь (eMBB), сверхнадежная связь с низкой задержкой (URLLC) и связь массового машинного типа (mMTC). В 2020 году будет развернут только eMBB; URLLC и mMTC в большинстве мест находятся на расстоянии нескольких лет.

Расширенная мобильная широкополосная связь (eMBB) использует 5G как развитие услуг мобильной широкополосной связи 4G LTE с более быстрыми соединениями, более высокой пропускной способностью и большей емкостью. Это принесет пользу местам с более высокой посещаемостью, таким как стадионы, города и концертные площадки.

«Сверхнадежная связь с малой задержкой» (URLLC) означает использование сети для критически важных приложений, которым требуется бесперебойный и надежный обмен данными. Передача данных короткими пакетами используется для удовлетворения требований как по надежности, так и по задержке сетей беспроводной связи.

Массивная машинная связь (mMTC) будет использоваться для подключения к большому количеству устройств . Технология 5G соединит некоторые из 50 миллиардов подключенных устройств Интернета вещей. Большинство будет использовать менее дорогой Wi-Fi. Дроны, передающие данные через 4G или 5G, помогут в аварийном восстановлении, предоставляя данные в режиме реального времени службам экстренного реагирования. Большинство автомобилей будут иметь сотовую связь 4G или 5G для многих услуг. Автономным автомобилям не требуется 5G, поскольку они должны иметь возможность работать там, где у них нет подключения к сети. Однако большинство автономных транспортных средств также оснащены дистанционным управлением для выполнения задач, и они значительно выигрывают от технологии 5G.

Производительность

Скорость

5G способен обеспечивать значительно более высокую скорость передачи данных, чем 4G, с пиковой скоростью передачи данных до 20 гигабит в секунду (Гбит/с). Кроме того, по данным T-Mobile, средняя скорость загрузки 5G в США составила 186,3 Мбит/с, а в Южной Корее — по состоянию на май 2022 года. , лидирует в мире со средней скоростью 432 мегабита в секунду (Мбит/с). Сети 5G также предназначены для обеспечения значительно большей пропускной способности, чем сети 4G, с прогнозируемым 100-кратным увеличением пропускной способности и эффективности сети.

Наиболее широко используемая форма 5G, 5G ниже 6 ГГц (средняя полоса), способна обеспечивать скорость передачи данных в диапазоне от 10 до 1000 мегабит в секунду (Мбит/с) с гораздо большей дальностью действия, чем диапазоны миллиметровых волн. C-Band (n77/n78) был развернут различными операторами США в 2022 году в диапазонах ниже 6, хотя его внедрение Verizon и AT&T было отложено до начала января 2022 года из-за проблем безопасности, поднятых Федеральным управлением гражданской авиации . Рекорд скорости 5G в развернутой сети составляет 5,9 Гбит/с по состоянию на 2023 год, но это было проверено до запуска сети.

Низкие частоты (например, n5) обеспечивают большую зону покрытия для данной соты, но их скорость передачи данных ниже, чем у средних и высоких частот в диапазоне 5–250 мегабит в секунду (Мбит/с).

Задержка

В 5G идеальная «задержка эфира» составляет порядка 8–12 миллисекунд, т. е. без учета задержек из-за повторных передач HARQ , хэндоверов и т. д. Задержка повторной передачи и задержка обратного соединения с сервером должны быть добавлены к «задержке эфира» для правильной передачи данных. сравнения. Verizon сообщила, что задержка при раннем развертывании сети 5G составляет 30 мс. Пограничные серверы, расположенные рядом с башнями, вероятно, могут снизить задержку до 10–15 миллисекунд. .

Задержка во время передачи обслуживания намного выше; от 50 до 500 миллисекунд в зависимости от типа передачи обслуживания. Сокращение времени прерывания передачи обслуживания является постоянной областью исследований и разработок; варианты включают изменение предела передачи обслуживания (смещение) и времени до запуска (TTT).

Частота ошибок

5G использует адаптивную схему модуляции и кодирования (MCS), чтобы поддерживать частоту ошибок блоков (BLER) на чрезвычайно низком уровне. Всякий раз, когда частота ошибок пересекает (очень низкий) порог, передатчик переключается на более низкую MCS, которая будет менее подвержена ошибкам. Таким образом, скорость приносится в жертву, чтобы обеспечить практически нулевую частоту ошибок.

Диапазон

Дальность действия 5G зависит от многих факторов: мощности передачи, частоты и помех. Например, mmWave (например: диапазон n258) будет иметь более низкий диапазон, чем средний диапазон (например: диапазон n78), который будет иметь меньший диапазон, чем нижний диапазон (например: диапазон n5).

Учитывая маркетинговый ажиотаж вокруг того, что может предложить 5G, симуляторы и драйв-тесты поставщики услуг сотовой связи используют для точного измерения производительности 5G.

Стандарты

Первоначально этот термин ассоциировался со электросвязи Международного союза стандартом IMT-2020 , который требовал теоретической пиковой скорости загрузки 20 гигабит в секунду и скорости загрузки 10 гигабит в секунду, а также других требований. Затем группа отраслевых стандартов 3GPP выбрала стандарт 5G NR (Новое радио) вместе с LTE в качестве предложения для представления в стандарт IMT-2020.

5G NR может включать более низкие частоты ( FR1 ) ниже 6 ГГц и более высокие частоты ( FR2 ) выше 24 ГГц. Однако скорость и задержка в ранних развертываниях FR1 с использованием программного обеспечения 5G NR на оборудовании 4G ( неавтономном ) лишь немного лучше, чем в новых системах 4G, которые, по оценкам, лучше на 15–50%.

Стандартные документы организованы Проектом партнерства третьего поколения (3GPP), с системной архитектурой, определенной в TS 23.501. Пакетный протокол для управления мобильностью (установление соединения и перемещение между базовыми станциями) и управление сеансом (подключение к сетям и сетевым слайсам) описан в TS 24.501. Спецификации ключевых структур данных находятся в TS 23.003.

Сеть Фронтхаул

IEEE охватывает несколько областей 5G, уделяя особое внимание участкам проводной связи между удаленной радиоголовкой (RRH) и блоком базовой полосы (BBU). Стандарты 1914.1 фокусируются на сетевой архитектуре и разделяют соединение между RRU и BBU на два ключевых участка. Радиомодуль (RU) к распределительному блоку (DU) является NGFI-I (интерфейс Fronthaul следующего поколения), а DU к центральному блоку (CU) является интерфейсом NGFI-II, обеспечивающим более разнообразную и экономичную сеть. NGFI-I и NGFI-II определили значения производительности, которые следует скомпилировать, чтобы обеспечить возможность передачи различных типов трафика, определенных ITU. Стандарт IEEE 1914.3 создает новый формат кадров Ethernet, способный передавать данные IQ гораздо более эффективным способом в зависимости от используемого функционального разделения. Это основано на 3GPP . определении функционального разделения

5G НЕТ

Основная статья: 5G NR

5G NR (Новое радио) — это фактический радиоинтерфейс , разработанный для сетей 5G. Это глобальный стандарт для сетей 3GPP 5G.

Исследование NR в рамках 3GPP началось в 2015 году, а первая спецификация была доступна к концу 2017 года. Пока процесс стандартизации 3GPP продолжался, отрасль уже начала усилия по внедрению инфраструктуры, соответствующей проекту стандарта, с первым крупным Масштабный коммерческий запуск 5G NR произошел в конце 2018 года. С 2019 года многие операторы развернули сети 5G NR, а производители мобильных телефонов разработали телефоны с поддержкой 5G NR.

5Ги

5Gi — альтернативный вариант 5G, разработанный в Индии. Он был разработан в результате совместного сотрудничества IIT Madras, IIT Hyderabad, TSDSI и Центра передового опыта в области беспроводных технологий (CEWiT). . 5Gi предназначен для улучшения покрытия 5G в сельских и отдаленных районах на различных географических территориях. 5Gi использует малую мобильность больших сот (LMLC) для расширения возможностей подключения 5G и радиуса действия базовой станции.

В апреле 2022 года 5Gi был объединен с глобальным стандартом 5G NR в спецификациях 3GPP Release 17.

Предварительные стандартные реализации

• 5G TF: американский оператор связи Verizon в 2018 году использовал предстандартную версию 5G, известную как 5G TF (Технический форум Verizon 5G), для фиксированного беспроводного доступа. Услуга 5G, предоставляемая клиентам в этом стандарте, несовместима с 5G NR. С тех пор Verizon перешел на 5G NR.
• 5G-SIG: Корпорация KT разработала предстандартную версию 5G под названием 5G-SIG. Его использовали на зимних Олимпийских играх 2018 года в Пхёнчхане .

Интернет вещей

В Интернете вещей (IoT) 3GPP собирается представить эволюцию NB-IoT и eMTC (LTE-M) в качестве технологий 5G для варианта использования LPWA (Low Power Wide Area).

Внеземная сеть

3GPP разрабатывает стандарты для обеспечения доступа к конечным устройствам через неназемные сети (NTN), т.е. спутниковое или бортовое телекоммуникационное оборудование, чтобы обеспечить лучшее покрытие за пределами населенных или иным образом труднодоступных мест. Улучшенное качество связи зависит от уникальных свойств канала «воздух-земля» .

Несколько производителей анонсировали и выпустили оборудование, интегрирующее 5G со спутниковыми сетями:

• Samsung Electronics представила стандартизированную модемную технологию 5G NTN в Корее в феврале 2023 года. смоделирован на их модеме Exynos 5300, облегчая связь смартфона со спутником.
• MediaTek выпустила первый в мире коммерчески доступный чипсет 5G IoT-NTN MT6825, способный автоматически принимать спутниковые сообщения и обладающий высокой энергоэффективностью.
• 22 июня 2023 года Qualcomm в сотрудничестве со Skylo анонсировала новые спутниковые решения IoT, включая модемы Qualcomm 212S и 9205S, поддерживающие платформу Qualcomm Aware для отслеживания активов и управления устройствами в реальном времени.
• Точка доступа Motorola Defy Satellite Link на базе процессора MediaTek MT6825 стала доступна в июне 2023 года и представляет собой портативное спутниковое решение для обмена сообщениями с длительным временем автономной работы и встроенным GPS.
• Rakuten Symphony в сотрудничестве с Supermicro анонсировала высокопроизводительные технологии Open RAN и системы хранения данных для операторов облачных мобильных сервисов.

Развертывание

См. Также: Список сетей 5G NR.

Сотовая станция 5G 3,5 ГГц Deutsche Telekom в Дармштадте, Германия

Сотовая станция 5G 3,5 ГГц компании Vodafone в Карлсруэ, Германия

Оборудование 5G в Канаде

Ожидается, что помимо сетей мобильных операторов 5G также будет использоваться в частных сетях с приложениями в промышленном Интернете вещей, корпоративных сетях и критически важных коммуникациях, что называется NR-U (5G NR в нелицензионном спектре). и частные сети (NPN), работающие в лицензированном спектре. Ожидается, что к середине-концу 2020-х годов автономные частные сети 5G станут преобладающей средой беспроводной связи для поддержки продолжающейся революции Индустрии 4.0, направленной на оцифровку и автоматизацию производственных и перерабатывающих отраслей. Ожидалось, что 5G увеличит продажи телефонов.

Первоначальные запуски 5G NR зависели от сопряжения с существующей инфраструктурой LTE (4G) в автономном режиме (NSA) (радиостанция 5G NR с ядром 4G) до развития автономного режима (SA) с базовой сетью 5G.

По состоянию на апрель 2019 года Глобальная ассоциация поставщиков мобильной связи выявила 224 оператора в 88 странах, которые продемонстрировали, тестируют или испытывают или получили лицензию на проведение полевых испытаний технологий 5G, развертывают сети 5G или объявили о запуске услуг. Эквивалентные цифры в ноябре 2018 года составляли 192 оператора в 81 стране. Первой страной, которая широко внедрила 5G, стала Южная Корея в апреле 2019 года. Шведский телекоммуникационный гигант Ericsson прогнозирует, что к концу 2025 года интернет 5G охватит до 65% населения мира. Кроме того, компания планирует инвестировать 1 миллиард реалов (238,30 миллиона долларов) в Бразилию, чтобы добавить новую сборочную линию, посвященную технологии пятого поколения (5G) для своих операций в Латинской Америке.

и оборудование Samsung, Ericsson и Nokia Когда Южная Корея запустила свою сеть 5G, все операторы использовали базовые станции , за исключением LG U Plus , которая также использовала оборудование Huawei. На момент запуска Samsung была крупнейшим поставщиком базовых станций 5G в Южной Корее, поставив на тот момент 53 000 базовых станций из 86 000 базовых станций, установленных на тот момент по всей стране.

Первые довольно крупные развертывания произошли в апреле 2019 года. В Южной Корее SK Telecom заявила о 38 000 базовых станций, KT Corporation — о 30 000 и LG U Plus — о 18 000; из которых 85% находятся в шести крупных городах. Они используют спектр 3,5 ГГц (sub-6) в автономном режиме (NSA) , а протестированные скорости снизились со 193 до 430 Мбит/с . 260 000 зарегистрировались в первый месяц и 4,7 миллиона к концу 2019 года. T-Mobile US была первой компанией в мире, запустившей коммерчески доступную автономную сеть 5G NR.

Девять компаний продают радиооборудование 5G и системы 5G для операторов связи: Altiostar , Cisco Systems , Datang Telecom/Fiberhome , Ericsson , Huawei , Nokia , Qualcomm , Samsung и ZTE . По состоянию на 2023 год компания Huawei является ведущим производителем оборудования 5G, занимает наибольшую долю рынка оборудования 5G и построила около 70% базовых станций 5G по всему миру.

Спектр

большое количество нового радиоспектра ( диапазоны частот 5G NR ). Для 5G было выделено Например, в июле 2016 года Федеральная комиссия по связи США (FCC) освободила огромную полосу пропускания в недостаточно используемом диапазоне высоких частот для 5G. Предложение Spectrum Frontiers (SFP) удвоило объем нелицензируемого спектра миллиметровых волн до 14 ГГц и создало в четыре раза больший объем гибкого спектра для мобильного использования, который FCC лицензировала на сегодняшний день. В марте 2018 года законодатели Европейского Союза согласились открыть диапазоны 3,6 и 26 ГГц к 2020 году.

По состоянию на март 2019 г. По сообщениям, 52 страны, территории, специальные административные районы, спорные территории и зависимые территории официально рассматривают возможность введения определенных диапазонов спектра для наземных услуг 5G, проводят консультации относительно подходящего распределения спектра для 5G, зарезервировали спектр для 5G, объявили о планах частоты на аукционе или уже выделили спектр для использования 5G.

устройства 5G

Подключение 5G на Samsung Galaxy S10

В марте 2019 года Глобальная ассоциация поставщиков мобильной связи опубликовала первую в отрасли базу данных, отслеживающую выпуск устройств 5G по всему миру. В нем GSA определило 23 поставщика, которые подтвердили наличие будущих устройств 5G с 33 различными устройствами, включая региональные варианты. Было анонсировано семь форм-факторов устройств 5G: (телефоны (×12 устройств), точки доступа (×4), оборудование внутри и снаружи помещений клиента (×8), модули (×5), адаптеры Snap-on и адаптеры (×2). ) и разъемы USB (×1)). К октябрю 2019 года количество анонсированных устройств 5G выросло до 129 в 15 форм-факторах от 56 производителей.

В сфере наборов микросхем 5G IoT по состоянию на апрель 2019 года существовало четыре коммерческих набора микросхем для модемов 5G и один коммерческий процессор/платформа; в ближайшем будущем ожидается запуск новых моделей.

первый в истории смартфон Samsung Galaxy S10 5G 4 марта 2019 года был выпущен с поддержкой 5G. По данным Business Insider , функция 5G была представлена ​​как более дорогая по сравнению с 4G Samsung Galaxy S10e . 19 марта 2020 года компания HMD Global , нынешний производитель телефонов под брендом Nokia, анонсировала Nokia 8.3 5G , который, по заявлению компании, имеет более широкий диапазон совместимости с 5G, чем любой другой телефон, выпущенный на тот момент. Утверждается, что модель среднего класса поддерживает все диапазоны 5G от 600 МГц до 3,8 ГГц.

Многие производители телефонов поддерживают 5G. Устройства Google Pixel поддерживают 5G, начиная с 4a 5G и Pixel 5 . Устройства Apple также поддерживают 5G, начиная с iPhone 12 и более поздних моделей.

Технология

Новые радиочастоты

См. также: Полосы частот 5G NR.

Радиоинтерфейс, определенный 3GPP для 5G, известен как New Radio (NR), и спецификация разделена на два диапазона частот: FR1 (ниже 6 ГГц) и FR2 (24–54 ГГц).

Диапазон частот 1 (< 6 ГГц)

Также известная как sub-6, максимальная полоса пропускания канала, определенная для FR1, составляет 100 МГц из-за нехватки непрерывного спектра в этом переполненном диапазоне частот. Полоса, наиболее широко используемая для 5G в этом диапазоне, составляет 3,3–4,2 ГГц. Корейские операторы используют диапазон n78 на частоте 3,5 ГГц.

Некоторые стороны использовали термин «средняя частота» для обозначения более высокой части этого диапазона частот, которая не использовалась в предыдущих поколениях мобильной связи.

Диапазон частот 2 (24–71 ГГц)

Минимальная полоса пропускания канала, определенная для FR2, составляет 50 МГц, а максимальная — 400 МГц, при этом двухканальная агрегация поддерживается в версии 15 3GPP. Сигналы в этом диапазоне частот с длинами волн от 4 до 12 мм называются миллиметровыми волнами. Чем выше несущая частота, тем выше способность поддерживать высокие скорости передачи данных. Это связано с тем, что данная полоса пропускания канала занимает меньшую долю несущей частоты, поэтому каналы с высокой пропускной способностью легче реализовать на более высоких несущих частотах.

Покрытие FR2

5G в диапазоне 24 ГГц или выше использует более высокие частоты, чем 4G, и в результате некоторые сигналы 5G не способны передаваться на большие расстояния (более нескольких сотен метров), в отличие от сигналов 4G или более низкочастотных сигналов 5G (менее 6 ГГц). Это требует размещения базовых станций 5G каждые несколько сотен метров, чтобы использовать более высокие полосы частот. Кроме того, эти более высокочастотные сигналы 5G не могут легко проникать через твердые объекты, такие как автомобили, деревья, стены и даже люди, из-за природы этих более высокочастотных электромагнитных волн. Ячейки 5G могут быть специально спроектированы так, чтобы быть максимально незаметными, что находит применение в таких местах, как рестораны и торговые центры.

Типы ячеек		Среда развертывания	Макс. число пользователей	Выходная мощность ( В )	Макс. расстояние от базовая станция
5G НЕТ FR2	Фемтосота	Дома, предприятия	Дома: 4–8 Предприятия: 16–32	в помещении: 0,01–0,1 на открытом воздухе: 0,2–1	десятки метров
	Пико-ячейка	Общественные места, такие как торговые центры, аэропорты, вокзалы, небоскребы	от 64 до 128	в помещении: 0,1–0,25 на открытом воздухе: 1–5	десятки метров
	Микроячейка	Городские районы для устранения пробелов в охвате	от 128 до 256	на свежем воздухе: 5−10	несколько сотен метров
	Макроячейка	Городские территории для обеспечения дополнительных мощностей	более 250	на свежем воздухе: 10−20	сотни метров
Wi-Fi (для сравнения)		Дома, предприятия	менее 50	в помещении: 0,02–0,1 на открытом воздухе: 0,2–1	несколько десятков метров

Массивный MIMO

См. также: Многопользовательский MIMO.

Системы MIMO используют несколько антенн на передатчике и приемнике системы беспроводной связи. Множественные антенны используют пространственное измерение для мультиплексирования в дополнение к временному и частотному, без изменения требований к полосе пропускания системы.

MIMO (с несколькими входами и несколькими выходами) Массивные антенны увеличивают пропускную способность сектора и плотность пропускной способности за счет использования большого количества антенн. Сюда входят однопользовательский MIMO и многопользовательский MIMO (MU-MIMO). Каждая антенна управляется индивидуально и может включать в себя компоненты радиопередатчика.

Периферийные вычисления

Основная статья: Периферийные вычисления с множественным доступом

Периферийные вычисления предоставляются вычислительными серверами, расположенными ближе к конечному пользователю. Это уменьшает задержку и перегрузку трафика данных. и может улучшить доступность услуг.

Маленькая ячейка

Основная статья: Маленькая клетка

Малые соты представляют собой маломощные узлы сотового радиодоступа, которые работают в лицензированном и нелицензированном спектре и имеют радиус действия от 10 метров до нескольких километров. Маленькие соты имеют решающее значение для сетей 5G, поскольку радиоволны 5G не могут распространяться на большие расстояния из-за более высоких частот 5G.

Формирование луча

Основная статья: Формирование луча

Существует два вида формирования луча (BF): цифровое и аналоговое. Цифровое формирование луча включает отправку данных по нескольким потокам (уровням), в то время как аналоговое формирование луча формирует радиоволны так, чтобы они указывали в определенном направлении. Аналоговый метод BF объединяет мощность элементов антенной решетки таким образом, что сигналы под определенными углами испытывают конструктивные помехи, в то время как другие сигналы, направленные под другими углами, испытывают деструктивные помехи. Это улучшает качество сигнала в конкретном направлении, а также скорость передачи данных. 5G использует как цифровое, так и аналоговое формирование луча для повышения пропускной способности системы.

Конвергенция Wi-Fi и сотовой связи

Одним из ожидаемых преимуществ перехода на 5G является конвергенция нескольких сетевых функций для достижения снижения затрат, мощности и сложности. LTE нацелена на конвергенцию с диапазоном/технологией Wi-Fi с помощью различных усилий, таких как доступ с поддержкой лицензий (LAA; сигнал 5G в нелицензируемых диапазонах частот, которые также используются Wi-Fi) и агрегация LTE-WLAN (LWA; конвергенция с Wi-Fi). Fi Radio), но разные возможности сотовой связи и Wi-Fi ограничили возможности конвергенции. Однако значительное улучшение характеристик производительности сотовой связи в 5G в сочетании с переходом от сети распределенного радиодоступа (D-RAN) к облачной или централизованной сети RAN ( C-RAN ) и развертыванием малых сотовых сот потенциально может сократить разрыв между Wi-Fi и Сети Fi и сотовой связи в плотных и закрытых помещениях. Конвергенция радиосвязи может привести к совместному использованию самых разных технологий — от агрегирования каналов сотовой связи и Wi-Fi до использования одного полупроводникового устройства для нескольких технологий радиодоступа.

NOMA (неортогональный множественный доступ)

NOMA (неортогональный множественный доступ) — это предлагаемая технология множественного доступа для будущих сотовых систем посредством распределения мощности.

SDN/NFV

Основные статьи: Программно-определяемые сети , SD-WAN , Виртуализация сетевых функций и нарезка сети 5G.

Изначально технологии сотовой мобильной связи разрабатывались в контексте предоставления голосовых услуг и доступа в Интернет. Сегодня новая эра инновационных инструментов и технологий склоняется к разработке нового пула приложений. Этот пул приложений состоит из различных областей, таких как Интернет вещей (IoT), сеть подключенных автономных транспортных средств, дистанционно управляемых роботов и гетерогенных датчиков, подключенных для обслуживания универсальных приложений. В этом контексте разделение сети стало ключевой технологией для эффективного внедрения этой новой рыночной модели.

Сервис-ориентированная архитектура

Архитектура на основе услуг 5G заменяет основанную на ссылках архитектуру Evolved Packet Core , которая используется в 4G. SBA разбивает основные функции сети на взаимосвязанные сетевые функции (NF), которые обычно реализуются как облачные сетевые функции . Эти NF регистрируются в функции сетевого репозитория (NRF), которая поддерживает их состояние, и взаимодействуют друг с другом с помощью прокси-сервера сервисной связи (SCP). Все интерфейсы между элементами используют RESTful API. Разбивая функциональность таким образом, операторы мобильной связи могут использовать разные поставщики инфраструктуры для разных функций, а также гибкость в независимом масштабировании каждой функции по мере необходимости.

Функции сети 5G

Название НФ	Акроним НФ	Аналогичный EPC элемент
Функция сервера аутентификации	ИСПОЛНЕНИЕ	MME / HSS (Аутентификация)
Функция управления доступом и мобильностью	АМФ	МАМА
Функция хранения неструктурированных данных	УДСФ	Н/Д
Функция сетевого воздействия	НЭФ	Н/Д
сегмента сети Функция аутентификации и авторизации для конкретного	НСААФ	Н/Д
сегмента сети Функция выбора	НССФ	Н/Д
Функция контроля политики	ПКФ	ПКРФ
Функция управления сеансом	СМФ	ММЕ / ПГВ - С
Единое управление данными	УДМ	HSS (внешний интерфейс БД)
Единое хранилище данных	ДР	HSS (база данных пользователей)
Функция плоскости пользователя	УПФ	СГВ - У / ПГВ - У
Функция управления радиовозможностями UE	UCMF	Н/Д
Функция приложения	ИЗ	АФ ( ИМС )
Функция анализа сетевых данных	НУДАФ	Н/Д
Функция зарядки	швейцарский франк	CSCF

Кроме того, стандарт описывает сетевые объекты для роуминга и межсетевого подключения, включая прокси-сервер Security Edge Protection (SEPP), функцию взаимодействия без 3GPP (N3IWF), функцию доверенного шлюза без 3GPP (TNGF), функцию проводного доступа. Функция шлюза (W-AGF) и функция доверенного взаимодействия WLAN (TWIF). Они могут быть развернуты операторами по мере необходимости в зависимости от их развертывания.

Кодирование канала

Методы кодирования каналов для 5G NR изменились с турбокодов в 4G на полярные коды для каналов управления и LDPC (коды проверки четности с низкой плотностью) для каналов данных.

Работа в нелицензионном спектре

В декабре 2018 года 3GPP начала работу над нелицензируемыми спецификациями спектра, известными как 5G NR-U, ориентируясь на 3GPP Release 16. Qualcomm сделала аналогичное предложение для LTE в нелицензионном диапазоне .

Беспроводная мощность 5G

Беспроводное питание 5G — это технология, основанная на стандартах 5G, которая передает беспроводное питание . Он соответствует техническим стандартам, установленным Проектом партнерства третьего поколения , Международным союзом электросвязи и Институтом инженеров по электротехнике и электронике . Он использует чрезвычайно высокочастотные радиоволны с длиной волны от одного до десяти миллиметров, также известные как ммволны . продемонстрировали получение мощности до 6 мкВт из сигналов 5G на расстоянии 180 метров Исследователи из Технологического института Джорджии .

Устройства Интернета вещей могут получить выгоду от технологии беспроводного питания 5G, учитывая их низкие требования к энергопотреблению, которые находятся в пределах того, что было достигнуто с использованием захвата мощности 5G.

Будущая эволюция

5G-расширенный

5G-Advanced (также известный как 5.5G ) — это название версии 18 3GPP , которая с 2021 г. находится в стадии концептуальной разработки. Ожидается, что 5G-Advanced появится в коммерческих продуктах в середине 2024 года.

Обеспокоенность

Проблемы безопасности

См. Также: Опасения по поводу участия Китая в беспроводных сетях 5G и критика Huawei § Шпионаж и проблемы безопасности.

В отчете, опубликованном Европейской комиссией и Европейским агентством кибербезопасности, подробно описаны проблемы безопасности, связанные с 5G. В отчете предостерегается от использования одного поставщика для инфраструктуры 5G оператора, особенно тех, которые базируются за пределами Европейского Союза; Nokia и Ericsson — единственные европейские производители оборудования 5G.

18 октября 2018 года группа исследователей из ETH Zurich , Университета Лотарингии и Университета Данди опубликовала статью под названием «Формальный анализ аутентификации 5G». Он предупредил, что технология 5G может открыть почву для новой эры угроз безопасности. В документе эта технология описывается как «незрелая и недостаточно протестированная», которая «позволяет перемещать и получать доступ к значительно большим объемам данных и, таким образом, расширяет возможности атак». В то же время компании сетевой безопасности, такие как Fortinet , Арбор Сети , Сети А10 , и громкость консультирование по персонализированным и смешанным развертываниям безопасности от массовых DDoS-атак, которые могут возникнуть после развертывания 5G.

По оценкам IoT Analytics, количество устройств Интернета вещей , оснащенных технологией 5G, увеличится с 7 миллиардов в 2018 году до 21,5 миллиардов к 2025 году. Это может существенно увеличить поверхность атаки на эти устройства, а возможности для DDoS-атак, криптоджекинга и других кибератак могут возрасти пропорционально. Кроме того, в решении EPS для сетей 5G выявлена ​​конструктивная уязвимость. Уязвимость влияет на работу устройства при переключении сотовой сети.

Из-за опасений потенциального шпионажа пользователей оборудования китайских производителей ряд стран (в том числе США, Австралия и Великобритания по состоянию на начало 2019 г.) предприняли действия по ограничению или прекращению использования китайского оборудования в своих сетях 5G. В отчете Постоянного специального комитета Палаты представителей США по разведке за 2012 год сделан вывод, что использование оборудования, произведенного Huawei и ZTE, еще одной китайской телекоммуникационной компанией, может «подорвать основные интересы национальной безопасности США». В 2018 году шесть руководителей разведки США, в том числе директора ЦРУ и ФБР, предостерегали американцев от использования продуктов Huawei, предупредив, что компания может вести «необнаруженный шпионаж». Кроме того, расследование ФБР в 2017 году показало, что оборудование Huawei китайского производства может нарушить связь ядерного арсенала США. Китайские поставщики и китайское правительство отрицают обвинения в шпионаже, но эксперты отмечают, что у Huawei не будет другого выбора, кроме как передать сетевые данные китайскому правительству, если Пекин попросит об этом из-за китайского Закона о национальной безопасности.

В августе 2020 года Государственный департамент США запустил « Чистую сеть » как двухпартийную инициативу под руководством правительства США по устранению того, что он назвал «долгосрочной угрозой конфиденциальности данных, безопасности, правам человека и принципиальному сотрудничеству, которую представляет собой в свободный мир от авторитарных злонамеренных акторов». Сторонники инициативы заявили, что она привела к созданию «альянса демократий и компаний», «основанного на демократических ценностях». 7 октября 2020 года комитет по обороне парламента Великобритании опубликовал отчет, в котором утверждается, что существуют явные доказательства сговора между Huawei и китайским государством и Коммунистической партией Китая . Комитет по обороне парламента Великобритании заявил, что правительству следует рассмотреть вопрос об удалении всего оборудования Huawei из своих сетей 5G раньше, чем планировалось. В декабре 2020 года Соединенные Штаты объявили, что более 60 стран, на долю которых приходится более двух третей мирового валового внутреннего продукта, и 200 телекоммуникационных компаний публично привержены принципам «Чистой сети». В этот альянс демократий вошли 27 из 30 членов НАТО ; 26 из 27 членов ЕС , 31 из 37 стран ОЭСР , 11 из 12 стран Трех морей , а также Япония, Израиль, Австралия, Сингапур, Тайвань, Канада, Вьетнам и Индия.

Электромагнитные помехи

Прогноз погоды

Спектр , используемый различными предложениями 5G, особенно диапазон n258 с центральной частотой 26 ГГц, будет близок к спектру пассивного дистанционного зондирования , например, с помощью спутников наблюдения за погодой и Землей , особенно для мониторинга водяного пара на частоте 23,8 ГГц. помехи Ожидается, что из-за такой близости возникнут , и их эффект может быть значительным без эффективного контроля. Увеличение помех уже наблюдалось при использовании некоторых других близлежащих полос частот . Вмешательство в работу спутников ухудшает качество численного прогнозирования погоды , оказывая существенно пагубное воздействие на экономику и общественную безопасность в таких областях, как коммерческая авиация .

Эти опасения побудили министра торговли США Уилбура Росса и администратора НАСА Джима Брайденстайна в феврале 2019 года призвать Федеральную комиссию по связи отложить некоторые предложения по аукционам по спектру, которые были отклонены. Председатели Комитета по ассигнованиям Палаты представителей и Комитета по науке Палаты представителей написали отдельные письма председателю FCC Аджиту Паю с просьбой о дальнейшем рассмотрении и консультациях с NOAA , НАСА и Министерством обороны , а также предупредили о вредном воздействии на национальную безопасность. Исполняющий обязанности директора NOAA Нил Джейкобс свидетельствовал перед комитетом Палаты представителей в мае 2019 года, что внеполосные излучения 5G могут привести к снижению точности прогноза погоды на 30% и что связанное с этим ухудшение производительности модели ECMWF привело бы к невозможности предсказать траекторию и таким образом, произошло воздействие урагана «Сэнди» в 2012 году. ВМС США в марте 2019 года написали меморандум, предупреждающий об ухудшении ситуации, и внесли технические предложения по контролю пределов утечки полосы частот, для испытаний и эксплуатации, а также для координации отрасли беспроводной связи и регулирующих органов с погодными условиями. прогнозирующие организации.

На Всемирной конференции радиосвязи (ВКР), проводимой раз в 2019 г., ученые-атмосферники выступали за сильный буфер в -55 дБВт , европейские регуляторные органы согласились с рекомендацией в -42 дБВт, а регулирующие органы США (FCC) рекомендовали ограничение в -20 дБВт, что позволит подавать сигналы в 150 раз сильнее, чем европейское предложение. ITU принял решение о промежуточном уровне −33 дБВт до 1 сентября 2027 года, а после этого о стандарте −39 дБВт. Это ближе к европейской рекомендации, но даже отсроченный более высокий стандарт намного слабее, чем тот, который требуют ученые-атмосферники, что вызывает предупреждения Всемирной метеорологической организации (ВМО) о том, что стандарт МСЭ, будучи в 10 раз менее строгим, чем его рекомендации, приводит к потенциально может значительно ухудшить точность собираемых данных». Представитель Американского метеорологического общества (AMS) также предупредил о вмешательстве. и Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) строго предупредил, заявив, что общество рискует «повторить саму себя», игнорируя предупреждения ученых-атмосферников (ссылаясь на глобальное потепление , мониторинг которого может оказаться под угрозой). В декабре 2019 года комитет по науке Палаты представителей США направил двухпартийный запрос в Счетную палату правительства (GAO) с просьбой выяснить, почему существует такое несоответствие между рекомендациями гражданских и военных научных агентств США и регулятора, FCC.

Авиация

США ФАУ предупредило, что радиолокационные высотомеры самолетов, которые работают в диапазоне от 4,2 до 4,4 ГГц, могут подвергаться воздействию операций 5G в диапазоне от 3,7 до 3,98 ГГц. Это особенно проблема со старыми высотомерами, использующими радиочастотные фильтры. которым не хватает защиты от соседних полос. Это не такая большая проблема в Европе, где 5G использует более низкие частоты от 3,4 до 3,8 ГГц. Тем не менее, DGAC во Франции также выразил аналогичные опасения и рекомендовал отключать телефоны 5G или переводить их в режим полета во время полетов.

31 декабря 2021 года министр транспорта США Пит Буттиджич и Стив Дикинсон, администратор Федерального управления гражданской авиации, попросили руководителей AT&T и Verizon отложить внедрение 5G из-за проблем в авиации. Правительственные чиновники попросили о двухнедельной отсрочке, начиная с 5 января 2022 года, пока проводятся расследования воздействия на радиолокационные высотомеры. Представители правительства также попросили операторов сотовой связи приостановить предоставление новой услуги 5G возле 50 приоритетных аэропортов, чтобы свести к минимуму нарушения воздушного движения, которые могут быть вызваны запретом некоторым самолетам приземляться в условиях плохой видимости. Достигнув накануне соглашения с правительственными чиновниками, Verizon и AT&T активировали свои сети 5G 19 января 2022 года, за исключением некоторых вышек возле 50 аэропортов. AT&T сократила масштабы своего развертывания даже больше, чем требовало соглашение с ФАУ.

ФАУ поспешило протестировать и сертифицировать радиолокационные высотомеры на наличие помех, чтобы самолетам было разрешено выполнять посадку по приборам (например, ночью и в условиях плохой видимости) в пострадавших аэропортах. К 16 января у нее было сертифицированное оборудование на 45% флота США, а к 20 января — на 78%. Авиакомпании жаловались на влияние, которого можно было избежать, на их деятельность, а комментаторы заявили, что это дело ставит под сомнение компетентность ФАУ. Несколько международных авиакомпаний заменили самолеты, чтобы избежать проблем с посадкой в ​​регулярных аэропортах, а около 2% рейсов (320) были отменены к вечеру 19 января.

Спутник

Дополнительная информация: диапазон C (IEEE).

Ожидается, что ряд сетей 5G, развернутых в радиочастотном диапазоне 3,3–3,6 ГГц, будут создавать помехи спутниковым станциям C-диапазона , которые работают, принимая спутниковые сигналы на частоте 3,4–4,2 ГГц. Эти помехи можно уменьшить с помощью малошумящих блочных понижающих преобразователей и волноводных фильтров .

Wi-Fi

В таких регионах, как США и ЕС, полоса 6 ГГц должна быть открыта для нелицензированных приложений, что позволит развернуть нелицензионную версию 5G-NR, версию 5G LTE в нелицензированном спектре , а также Wi-Fi 6e . Однако помехи могут возникнуть при сосуществовании разных стандартов в полосе частот.

сверххайп

Были опасения по поводу продвижения 5G, вызывающие сомнения в том, что эта технология не преувеличена. Есть вопросы о том, действительно ли 5G изменит качество обслуживания клиентов. способность сигнала миллиметрового диапазона 5G обеспечивать значительное покрытие, преувеличение того, чего может достичь 5G, или неверное приписывание постоянного технологического совершенствования «5G», отсутствие нового варианта использования для операторов связи, неправильный акцент на прямых выгодах для отдельных потребителей, а не на устройствах Интернета вещей или решении проблемы последней мили , и затмевает возможность того, что в некоторых аспектах могут существовать другие, более подходящие технологии. Подобные опасения также привели к тому, что потребители не доверяют информации, предоставляемой сотовыми операторами по этой теме.

Дезинформация

Основная статья: Дезинформация о 5G

Здоровье

См. Также: Излучение беспроводных устройств и здоровье.

Существует долгая история страха и беспокойства, связанного с беспроводными сигналами, существовавшими до появления технологии 5G. Опасения по поводу 5G аналогичны тем, которые сохранялись на протяжении 1990-х и 2000-х годов. Они сосредоточены на маргинальных утверждениях и теориях заговора о том, что неионизирующее излучение представляет опасность для здоровья человека. В отличие от ионизирующего излучения , неионизирующее излучение не может отрывать электроны от атомов. По данным США Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), «воздействие интенсивного прямого количества неионизирующего излучения может привести к повреждению тканей из-за тепла . Это не является обычным явлением и в основном вызывает беспокойство на рабочем месте у тех, кто работает. о крупных источниках неионизирующего излучения, устройствах и приборах». Некоторые сторонники маргинального здравоохранения утверждают, что нормативные стандарты слишком низки и находятся под влиянием лоббистских групп.

Наклейка против 5G в Люксембурге

Ходили слухи, что использование мобильных телефонов 5G может вызвать рак, но это миф. На эту тему было опубликовано множество популярных книг сомнительного достоинства. в том числе письмо Джозефа Мерколы , в котором утверждается, что беспроводные технологии вызывают множество заболеваний, от СДВГ до болезней сердца и рака мозга. Меркола подвергся резкой критике за свой антипрививочный подход во время пандемии COVID-19, предупредило его и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов прекратить продажу поддельных лекарств от COVID-19 через свой онлайн- бизнес по альтернативной медицине .

По данным New York Times , одной из причин споров о здоровье 5G стало ошибочное неопубликованное исследование, которое физик Билл П. Карри провел для школьного совета округа Бровард в 2000 году, которое показало, что поглощение внешних микроволн тканями мозга увеличивается с частотой. По мнению экспертов это было неправильно, миллиметровые волны, используемые в 5G, безопаснее, чем более низкочастотные микроволны, поскольку они не могут проникнуть через кожу и достичь внутренних органов. Карри перепутал исследования in vitro и in vivo . Однако исследование Карри было широко распространено в Интернете. В статье для The New York Times в 2019 году Уильям Броуд сообщил, что RT America начала транслировать программы, связывающие 5G с вредными последствиями для здоровья, которым «не хватает научной поддержки», такими как «рак мозга, бесплодие, аутизм, опухоли сердца и болезнь Альцгеймера». Броуд утверждал, что количество претензий возросло. К середине апреля 2019 года RT America запустила семь программ на эту тему, а за весь 2018 год — только одну. Охват сети распространился на сотни блогов и веб-сайтов.

В апреле 2019 года город Брюссель в Бельгии заблокировал испытания 5G из-за правил радиации. В Женеве , Швейцария , запланированное обновление до 5G было остановлено по той же причине. Швейцарская телекоммуникационная ассоциация (ASUT) заявила, что исследования не смогли доказать, что частоты 5G оказывают какое-либо влияние на здоровье.

По данным CNET , «Члены парламента Нидерландов также призывают правительство более внимательно присмотреться к 5G. Несколько лидеров Конгресса США написали в Федеральную комиссию по связи письмо , в котором выразили обеспокоенность по поводу потенциальных рисков для здоровья. В Милл-Вэлли, штат Калифорния , город совет заблокировал развертывание новых беспроводных сот 5G». Аналогичные опасения были высказаны в Вермонте. и Нью-Гэмпшир . США Цитируется, что FDA заявило, что оно «по-прежнему считает, что текущие пределы безопасности для воздействия радиочастотной энергии мобильных телефонов остаются приемлемыми для защиты здоровья населения». После кампании групп активистов ряд небольших населенных пунктов в Великобритании, в том числе Тотнес, Брайтон и Хоув, Гластонбери и Фром, приняли резолюции против дальнейшего внедрения инфраструктуры 5G, хотя эти резолюции не влияют на планы развертывания.

ЭМП низкого уровня действительно оказывает некоторое воздействие на другие организмы. Виан и др. , 2006 обнаружил влияние микроволнового излучения на экспрессию генов в растениях . Метаанализ 95 исследований in vitro и in vivo показал, что в среднем 80% исследований in vivo выявили эффекты такого излучения, как и 58% исследований in vitro , но результаты были неубедительными в отношении того, были ли какие-либо из этих эффектов представляют риск для здоровья.

Теории заговора COVID-19 и поджоги

Основная статья: Дезинформация о COVID-19 § Сети мобильной связи 5G

Всемирная организация здравоохранения опубликовала инфографику, разрушающую мифы, в целях борьбы с теориями заговора о COVID-19 и 5G.

Поскольку внедрение технологии 5G совпало со временем пандемии COVID-19 , в Интернете циркулировали несколько теорий заговора, предполагающих связь между COVID-19 и 5G. Это привело к десяткам поджогов телекоммуникационных мачт в Нидерландах (Амстердам, Роттердам и др.), Ирландии ( Корк , и др.), Кипр, Великобритания ( Дагенхэм , Хаддерсфилд , Бирмингем , Белфаст и Ливерпуль ), Бельгия (Пелт), Италия ( Маддалони ), Хорватия ( Бибинье ) и Швеция. Это привело как минимум к 61 предполагаемому поджогу телефонных мачт только в Соединенном Королевстве. и более двадцати в Нидерландах.

В первые месяцы пандемии протестующие против карантина на протестах по поводу реакции на пандемию COVID-19 в Австралии были замечены с плакатами против 5G, что стало ранним признаком того, что теоретики заговора стали более широкой кампанией, призванной связать пандемию с 5G. технология. Существует две версии теории заговора 5G-COVID-19:

1. Первая версия утверждает, что радиация ослабляет иммунную систему, делая организм более уязвимым для SARS-CoV-2 (вируса, вызывающего COVID-19).
2. Вторая версия утверждает, что 5G вызывает COVID-19. На этот счет существуют разные вариации. Некоторые утверждают, что пандемия является сокрытием заболеваний, вызванных излучением 5G, или что COVID-19 возник в Ухане, потому что этот город был «городом подопытных кроликов для 5G».

Маркетинг услуг, не связанных с 5G

Основные статьи: 5G Evolution , LTE Advanced Pro и LTE Advanced.

В различных частях мира операторы связи запустили множество технологий под разными брендами, таких как « 5G Evolution », которые рекламируют улучшение существующих сетей с использованием «технологии 5G». Однако эти сети до 5G представляют собой улучшение характеристик существующих сетей LTE, которые не являются эксклюзивными для 5G. Хотя эта технология обещает обеспечить более высокие скорости и описывается AT&T как «основа для нашей эволюции к 5G, пока завершается разработка стандартов 5G», ее нельзя считать настоящим 5G. Когда AT&T анонсировала 5G Evolution, 4x4 MIMO, технология, которую AT&T использует для обеспечения более высоких скоростей, уже была внедрена T-Mobile без использования торговой марки 5G. Утверждается, что такой брендинг является маркетинговым ходом, который вызовет путаницу у потребителей, поскольку не ясно, что такие улучшения не соответствуют 5G.

История

В апреле 2008 года НАСА заключило партнерское соглашение с Джеффом Брауном и компанией Machine-to-Machine Intelligence (M2Mi) Corp для разработки подхода к коммуникационным технологиям пятого поколения, хотя в основном оно касалось работы с наноспутниками. В том же году была сформирована южнокорейская программа ИТ-НИОКР «Системы мобильной связи 5G на основе множественного доступа с разделением лучей и ретрансляций с групповым сотрудничеством».

В августе 2012 года Нью-Йоркский университет основал NYU Wireless, многопрофильный академический исследовательский центр, который провел новаторскую работу в области беспроводной связи 5G. 8 октября 2012 года британский Университет Суррея выделил 35 миллионов фунтов стерлингов на строительство нового исследовательского центра 5G, финансируемого совместно Инвестиционным фондом исследовательского партнерства Великобритании (UKRPIF) и консорциумом ключевых международных операторов мобильной связи и поставщиков инфраструктуры, включая Huawei . Samsung , Telefónica Europe, Fujitsu Laboratories Europe, Rohde & Schwarz и Aircom International . Он предоставит возможности для тестирования операторам мобильной связи, стремящимся разработать стандарт мобильной связи, который будет использовать меньше энергии и меньше радиочастотного спектра, обеспечивая при этом скорости, превышающие нынешний 4G, и надеется, что новая технология будет готова в течение десятилетия. 1 ноября 2012 года проект ЕС «Средства мобильной и беспроводной связи для информационного общества двадцати двадцати» (METIS) начинает свою деятельность по определению 5G. METIS достигла раннего глобального консенсуса по этим системам. В этом смысле METIS сыграла важную роль в достижении консенсуса среди других внешних основных заинтересованных сторон до начала глобальной деятельности по стандартизации. Это было достигнуто путем инициирования и рассмотрения работы на соответствующих глобальных форумах (например, МСЭ-R), а также в национальных и региональных регулирующих органах. В том же месяце был запущен проект iJOIN EU, ориентированный на технологию « малых сот », которая имеет ключевое значение для использования ограниченных и стратегических ресурсов, таких как радиоволн спектр . По словам Гюнтера Эттингера , европейского комиссара по вопросам цифровой экономики и общества (2014–2019 гг.), «инновационное использование спектра» является одним из ключевых факторов, лежащих в основе успеха 5G. Эттингер далее описал его как «важнейший ресурс для беспроводной связи, основным драйвером которого станет 5G». iJOIN был выбран Европейской комиссией в качестве одного из новаторских исследовательских проектов 5G для демонстрации первых результатов этой технологии на Всемирном мобильном конгрессе 2015 (Барселона, Испания).

В феврале 2013 года Рабочая группа 5D МСЭ-R (WP 5D) приступила к изучению двух вопросов: (1) исследование концепции IMT на 2020 год и последующий период; (2) Исследование будущих технологических тенденций для наземных систем IMT. Обе цели направлены на лучшее понимание будущих технических аспектов мобильной связи и определение мобильных устройств следующего поколения. 12 мая 2013 г. компания Samsung Electronics заявила, что разработала систему «5G». Основная технология имеет максимальную скорость в десятки Гбит/с (гигабит в секунду). При тестировании скорость передачи данных в сети «5G» отправляла данные со скоростью 1,056 Гбит/с на расстояние до 2 километров с использованием MIMO 8*8. В июле 2013 года Индия и Израиль договорились о совместной работе над разработкой телекоммуникационных технологий пятого поколения (5G). 1 октября 2013 года NTT ( Nippon Telegraph and Telephone ), та же компания, которая запустила первую в мире сеть 5G в Японии, получает награду министра внутренних дел и коммуникаций CEATEC за усилия в области исследований и разработок 5G. 6 ноября 2013 года компания Huawei объявила о планах инвестировать не менее 600 миллионов долларов в исследования и разработки сетей 5G следующего поколения, скорость которых в 100 раз выше, чем у современных сетей LTE.

3 апреля 2019 года Южная Корея стала первой страной, внедрившей 5G. Всего несколько часов спустя компания Verizon запустила свои услуги 5G в Соединенных Штатах и ​​оспорила заявление Южной Кореи о том, что она стала первой в мире страной с сетью 5G, поскольку, как утверждается, услуга 5G в Южной Корее изначально была запущена всего для шести южнокорейских знаменитостей, так что Южная Корея может претендовать на звание обладателя первой в мире сети 5G. Фактически, три основные южнокорейские телекоммуникационные компании ( SK Telecom , KT и LG Uplus ) добавили более 40 000 пользователей в свою сеть 5G в день запуска. В июне 2019 года Филиппины стали первой страной в Юго-Восточной Азии, которая развернула широкополосную сеть 5G после того, как Globe Telecom коммерчески представила клиентам свои планы передачи данных 5G. AT&T предоставит услуги 5G потребителям и предприятиям в декабре 2019 года, опережая планы по предложению 5G на всей территории США в первой половине 2020 года.

В 2020 году AIS и TrueMove H запустили услуги 5G в Таиланде , что сделало его первой страной в Юго-Восточной Азии , где есть коммерческая сеть 5G. Функциональный макет российской базовой станции 5G, разработанный отечественными специалистами в рамках цифрового подразделения Ростеха Rostec.digital, был представлен в Нижнем Новгороде на ежегодной конференции «Цифровая индустрия промышленной России». С 2022 года во многих странах скорость 5G снизилась, что привело к развитию 5.5G для увеличения скорости соединения.

Другие приложения

Автомобили

Автомобильная ассоциация 5G продвигает технологию связи C-V2X , которая сначала будет развернута в 4G. Он обеспечивает связь между транспортными средствами и инфраструктурой.

Цифровые двойники

в реальном времени, Цифровой двойник реального объекта такого как газотурбинный двигатель , самолет, ветряные турбины, морская платформа и трубопроводы. Сети 5G помогают в его создании благодаря низкой задержке и пропускной способности для сбора данных Интернета вещей практически в реальном времени и поддержки цифровых двойников .

Общественная безопасность

Ожидается, что в 5G будут развиваться критически важные функции push-to-talk (MCPTT), а также критически важные видео и данные.

Фиксированная беспроводная связь

фиксированные беспроводные соединения станут альтернативой фиксированному широкополосному доступу ( ADSL , VDSL , оптоволокно и DOCSIS ). В некоторых местах

Беспроводная передача видео для вещательных приложений

Sony протестировала возможность использования локальных сетей 5G для замены кабелей SDI , используемых в настоящее время в вещательных видеокамерах.

Тесты вещания 5G начались примерно в 2020 году (Оркнейские острова, Бавария, Австрия, Центральная Чехия) на основе FeMBMS (дополнительная услуга многоадресной передачи мультимедийного вещания). Цель состоит в том, чтобы обслуживать неограниченное количество мобильных или стационарных устройств с видео (ТВ) и аудио (радио) потоками без использования ими какого-либо потока данных или даже без аутентификации в сети.

См. также

• 1G
• 2G
• 3G
• 4G
• Беспроводная мощность 5G
• 6G
• Излучение беспроводных устройств и здоровье

Дальнейшее чтение

• Карипидис, Кен; Приятель, Рохан; Урбан, Дэвид; Тинкер, Рик; Вуд, Эндрю (июль 2023 г.). «Мобильные сети 5G и здоровье — современный обзор исследований низкочастотных радиочастотных полей выше 6 ГГц» . Журнал науки о воздействии и экологической эпидемиологии . 31 (4): 585–605. дои : 10.1038/s41370-021-00297-6 . ISSN   1559-064X . ПМЦ   8263336 . ПМИД   33727687 .

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с 5G, на Викискладе?