5G

postat în: 5G, Comunicatii 0

În telecomunicații, 5G este standardul tehnologic de a cincea generație pentru rețelele celulare în bandă largă, pe care companiile de telefonie mobilă au început să îl implementeze în întreaga lume în 2019 și este succesorul planificat al rețelelor 4G care oferă conectivitate la majoritatea telefoanelor mobile actuale. Se estimează că rețelele 5G vor avea peste 1,7 miliarde de abonați în întreaga lume până în 2025, potrivit Asociației GSM.[1] Ca și predecesorii săi, rețelele 5G sunt rețele celulare, în care zona de serviciu este împărțită în zone geografice mici numite celule. Toate dispozitivele wireless 5G dintr-o celulă sunt conectate la internet și la rețeaua telefonică prin unde radio printr-o antenă locală din celulă. Principalul avantaj al noilor rețele este că vor avea o lățime de bandă mai mare, oferind viteze de descărcare mai mari, eventual până la 10 gigabiți pe secundă (Gbit/s).[2] Pe lângă faptul că 5G este mai rapid decât rețelele existente, 5G poate conecta mai multe dispozitive diferite și, chiar dacă oamenii se află în zone aglomerate, serverele vor fi mai unificate, îmbunătățind calitatea serviciilor de Internet.[3] Datorită lățimii de bandă crescute, este de așteptat ca rețelele să fie din ce în ce mai utilizate ca furnizori generali de servicii de internet (ISP) pentru laptopuri și computere desktop, concurând cu ISP-urile existente, cum ar fi internetul prin cablu și, de asemenea, vor face posibile noi aplicații în internetul lucrurilor (IoT) și zone de la mașină la mașină. Telefoanele mobile cu capacitate 4G singure nu pot folosi noile rețele, care necesită dispozitive wireless compatibile cu 5G.

Rețelele 5G sunt rețele celulare, în care zona de serviciu este împărțită în zone geografice mici numite celule. Toate dispozitivele wireless 5G dintr-o celulă comunică prin unde radio cu o stație de bază celulară prin antene fixe, prin canalele de frecvență atribuite de stația de bază. Stațiile de bază, denumite gNB-uri, sunt conectate la centrele de comutare din rețeaua de telefonie și la routere pentru acces la Internet prin fibră optică cu lățime de bandă mare sau conexiuni backhaul wireless. Ca și în alte rețele celulare, un dispozitiv mobil care se deplasează de la o celulă la alta este transferat automat fără probleme către celula curentă. 5G poate suporta până la un milion de dispozitive pe kilometru pătrat, în timp ce 4G acceptă doar o zecime din această capacitate.

Mai mulți operatori de rețea folosesc unde milimetrice numite FR2 în terminologia 5G, pentru capacitate suplimentară și debite mai mari. Undele milimetrice au o rază mai scurtă decât microundele, prin urmare celulele sunt limitate la o dimensiune mai mică. Undele milimetrice au, de asemenea, mai multe probleme în trecerea prin pereții clădirii. Antenele cu unde milimetrice sunt mai mici decât antenele mari utilizate în rețelele celulare anterioare. Unele au doar câțiva centimetri lungime.

Viteza crescută este realizată parțial prin utilizarea undelor radio de frecvență mai înaltă suplimentară față de frecvențele de bandă joasă și medie utilizate în rețelele celulare anterioare. Cu toate acestea, undele radio de frecvență mai mare au o rază fizică utilă mai scurtă, necesitând celule geografice mai mici. Pentru servicii extinse, rețelele 5G funcționează pe până la trei benzi de frecvență – joasă, medie și înaltă.

5G poate fi implementat în bandă joasă, bandă medie sau bandă înaltă cu unde milimetrice de 24 GHz până la 54 GHz. 5G cu bandă joasă folosește o gamă de frecvență similară cu telefoanele mobile 4G, 600–900 MHz, oferind viteze de descărcare puțin mai mari decât 4G: 30–250 megabiți pe secundă (Mbit/s).[4] Turnurile celulare cu bandă joasă au o rază de acțiune și o zonă de acoperire similare cu turnurile 4G. 5G de bandă medie folosește microunde de 2,3–4,7 GHz, permițând viteze de 100–900 Mbit/s, fiecare turn celular furnizând servicii pe o rază de până la câțiva kilometri. Acest nivel de serviciu este cel mai larg implementat și a fost implementat în multe zone metropolitane în 2020. Unele regiuni nu implementează banda joasă, ceea ce face din banda de mijloc nivelul minim de serviciu. 5G de bandă înaltă folosește frecvențe de 24-47 GHz, aproape de partea de jos a benzii de unde milimetrice, deși în viitor pot fi utilizate frecvențe mai mari. Adesea, atinge viteze de descărcare în intervalul gigabit-pe-secundă (Gbit/s), comparabile cu internetul prin cablu. Cu toate acestea, undele milimetrice (mmWave sau mmW) au o gamă mai limitată, necesitând multe celule mici.[5] Ele pot fi împiedicate sau blocate de materialele din pereți sau ferestre.[6] Datorită costului lor mai mare, planurile sunt de a implementa aceste celule numai în medii urbane dense și în zonele în care mulțimile de oameni se adună, cum ar fi stadioanele sportive și centrele de convenții. Vitezele de mai sus sunt cele atinse în testele reale din 2020, iar vitezele sunt de așteptat să crească în timpul lansării.[4] Spectrul de frecvențe cuprins între 24,25 și 29,5 GHz a fost cel mai licențiat și mai implementat spectru 5G mmWave din lume.

Consorțiul industrial care stabilește standarde pentru 5G este Proiectul de parteneriat de generație a treia (3GPP). Acesta definește orice sistem care utilizează software-ul 5G NR (5G New Radio) drept „5G”, o definiție care a intrat în uz general până la sfârșitul anului 2018. Standardele minime sunt stabilite de Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor (ITU).

Lansarea tehnologiei 5G a condus la dezbateri asupra securității și relației sale cu furnizorii chinezi. A fost, de asemenea, subiectul unor preocupări de sănătate și dezinformare, inclusiv teorii conspiraționiste discreditate care o leagă de pandemia COVID-19.

Domenii de aplicare

ITU-R a definit trei domenii principale de aplicare pentru capabilitățile îmbunătățite ale 5G. Acestea sunt în bandă largă mobilă îmbunătățită (eMBB), comunicații ultra fiabile cu latență scăzută (URLLC) și comunicații masive de tip mașină (mMTC).[7] Doar eMBB este implementat în 2020; URLLC și mMTC sunt la câțiva ani distanță în majoritatea locațiilor.[8]

Banda largă mobilă îmbunătățită (eMBB) folosește 5G ca o progresie față de serviciile mobile de bandă largă 4G LTE, cu conexiuni mai rapide, debit mai mare și capacitate mai mare. Acest lucru va aduce beneficii zonelor cu trafic mai mare, cum ar fi stadioanele, orașele și locurile de concerte.[9]

Comunicațiile ultra-fiabile cu latență scăzută (URLLC) se referă la utilizarea rețelei pentru aplicații esențiale pentru misiune care necesită schimb neîntrerupt și robust de date. Transmisia de date cu pachete scurte este utilizată pentru a îndeplini atât cerințele de fiabilitate, cât și de latență ale rețelelor de comunicații fără fir.

Massive Machine-Type Communications (mMTC) ar fi folosit pentru a se conecta la un număr mare de dispozitive. Tehnologia 5G va conecta unele dintre cele 50 de miliarde de dispozitive IoT conectate.[10] Majoritatea vor folosi Wi-Fi mai puțin costisitor. Dronele, care transmit prin 4G sau 5G, vor ajuta eforturile de recuperare în caz de dezastru, oferind date în timp real pentru cei care intervin în situații de urgență.[10] Majoritatea mașinilor vor avea o conexiune celulară 4G sau 5G pentru multe servicii. Mașinile autonome nu necesită 5G, deoarece trebuie să poată funcționa acolo unde nu au o conexiune la rețea.[11] Cu toate acestea, majoritatea vehiculelor autonome au și teleoperații pentru îndeplinirea misiunii, iar acestea beneficiază foarte mult de tehnologia 5G.[12][13]

Referințe

  1. “Positive 5G Outlook Post COVID-19: What Does It Mean for Avid Gamers?”. Forest Interactive.
  2. Hoffman, Chris (January 7, 2019). “What is 5G, and how fast will it be?”. How-To Geek website. How-To Geek LLC. Archived from the original on January 24, 2019.
  3. “5G explained: What it is, who has 5G, and how much faster is it really?”. www.cnn.com.
  4. Horwitz, Jeremy (December 10, 2019). “The definitive guide to 5G low, mid, and high band speeds”. VentureBeat online magazine.
  5. Davies, Darrell (May 20, 2019). “Small Cells – Big in 5G”. Nokia.
  6. E.J. Violette; R.H. Espeland; R.O. DeBolt; F.K. Schwering (May 1988). “Millimeter-wave propagation at street level in an urban environment”. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. IEEE. 26 (3): 368–380. Bibcode:1988ITGRS..26..368V. doi:10.1109/36.3038. Pentru căi fără linie de vedere (non-LOS) obstrucționate de clădiri din mai multe materiale comune, rezultate care au arătat atenuări ale semnalului de peste 100 dB. Când LOS a urmat o cale direct prin pereții de sticlă transparentă, atenuarea a fost mică la toate frecvențele sondei. Cu toate acestea, atunci când peretele de sticlă a avut o acoperire metalizată pentru a reduce radiațiile ultraviolete și infraroșii, atenuarea a crescut cu 25 până la 50 dB pentru fiecare strat metalizat. În cele mai multe cazuri, niciun semnal nu a putut fi detectat prin clădirile din beton armat sau din cărămidă.
  7. “5G – It’s Not Here Yet, But Closer Than You Think” Arhivat
  8. “Managing the Future of Cellular” (PDF).
  9. Yu, Heejung; Lee, Howon; Jeon, Hongbeom). “What is 5G? Emerging 5G Mobile Services and Network Requirements”. Sustainability. 9 (10): 1848. doi:10.3390/su9101848.
  10. “Intel Accelerates the Future with World’s First Global 5G Modem”. Intel Newsroom. Arhivat.
  11. “Ford: Self-driving cars “will be fully capable of operating without C-V2X””. wirelessone.news.
  12. “5GAA Tele-Operated Driving (ToD): Use Cases and Technical Requirements Technical Requirements” (PDF). 5G Automotive Association.
  13. “Smooth teleoperator: The rise of the remote controller”.

Include text tradus și adaptat din Wikipedia

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *