Мережі 5G
Швидше за твої мрії
5G (5-е покоління мобільних мереж) назва, що використовується в деяких наукових роботах і проектах для позначення таких основних фаз мобільних телекомунікаційних стандартів після стандартів 4G (як очікувалось, завершились приблизно між 2011 і 2013). В даний час, 5G не є офіційним терміном, використання для будь-якої конкретної специфікації.
Вимоги
Наступне покоління мобільних мереж Альянс визначає наступні вимоги до мережі 5G:
- Швидкість передачі даних 1 гігабіт на секунду повинна підтримуватися для десятків тисяч користувачів
- Кілька сотень тисяч одночасних з'єднань для підтримки масивного розгортання датчиків
- Спектральна ефективність повинна бути значно підвищена в порівнянні з 4G
- Покриття повинне бути покращено
- Сигнальні ефективність повинна бути посилена
- Затримка повинна бути значно знижена в порівнянні з LTE
- користувач зможе одночасно бути підключеним до декількох технологій бездротового доступу (2.5G, 3G, 4G, 5G, Wi-Fi, WPAN, або будь-які інші технології)
Дослідження
Основні поняття, що були запропоновані в наукових роботах з обговорюванням бездротового зв'язку 4-го та 5-го поколінь:
"IEEE Журнал по окремих районах у зв'язку" опублікував спеціальний випуск про 5G. Див питання в червні 2014 року, що містить, серед інших паперів, комплексне обстеження 5G дозволяє технології та рішення. IEEE Spectrum має свою історію (чи версію) про використання міліметрових хвиль для бездротового зв'язку в якості ефективного засобу для підтримки 5G.
Massive Dense Networks
Massive Dense Networks (Масивні Щільні мережі) також відомі як Масивна Розподілена MIMO, що забезпечує гнучкі зелені невеликі соти 5G. Це така точка передачі даних, що оснащена дуже великою кількістю антен, які служать одночасно кільком користувачам. З масивними MIMO безліч повідомлень передаються декільком терміналам на тому ж тимчасовому частотному ресурсі з максимальним посиленням діаграми спрямованості при мінімізації взаємних перешкод. (зрозуміти важко, а перекласти з англійкої майже unreal).
Група співпраці реле
Головною проблемою в мережі 4G систем є реалізація швидкої передачі даних в більшій частині соти, особливо для користувачів, що знаходяться між декількома базовими станціями. У сучасних дослідженнях, це питання вирішується за допомогою стільникових ретрансляторів і макро-різноманітність методів, що відомі як група співпраці реле, (також промінь множинний доступ з поділом).
Proactive content caching
"Випереджаюче кешування контенту на краю" є одним із способі досягнення більш високої ємкості та покриття під час ущільнення мережі (тобто, додавання нових сот). Стає очевидним, що вартість цієї операції не може бути постійною, адже щільне розгортання базових станцій також вимагає високошвидкісного зворотного транзиту даних. У зв'язку з цим, вважаючи, що нарощування зворотного транзиту є обмеженим, кешування даних користувачів на краю мережі (а саме в базових станцій і абонентських терміналів) може вирішити проблему розвантаження зворотного транзиту і зменшити затримки доступу до даних. В будь-якому разі, за допомогою кешування на краю пропонується вирішити проблему скорочення затримок відправки даних з одного кінця в інший, що є однією з вимог 5G.
Складність перешкод і мобільне управління
Складність перешкод і мобільне управління, досягається у співпрацею різних точок передачі даних з перекриваючим охопленням і можливістю гнучкого використання ресурсів для передачі по висхідній лінії і низхідній лінії зв'язку в кожному осередку, можливість прямої передачі пристрій-пристрій і передові методи зниження рівня перешкод.
Wireless network virtualization
Віртуалізація бездротових мереж буде продовжена до мобільних бездротових мереж 5-го покоління. За допомогою бездротової мережі віртуалізації, мережева інфраструктура може бути відділена від послуг, які вона надає, де різні послуги можуть співіснувати в одній інфраструктурі. Таким чином безліч бездротових віртуальних мереж будуть експлуатовуватись різними постачальниками послуг. Бездротова віртуалізація мережі дозволяє спільне використання інфраструктурного і радіочастотного спектру ресурсів, що може значно знизити вартість капітальних та експлуатаційних витрат бездротових мереж доступу. Крім того, мобільні оператори віртуальних мереж (віртуальні оператори), які можуть надавати деякі конкретні телекомунікаційні послуги (наприклад, VoIP, відео виклик, над самої верхньої послуг) можуть допомогти MNOs залучити більше користувачів, у той час як MNOs може отримувати більше доходу від лізингу окремих віртуальних мереж.
Cognitive radio technology
Когнітивна технологія радіозв'язку, також відома як смарт-радіо. Вона дозволяє різним радіо-технологіям використовувати один і той же спектр більш ефективно. Це досягається динамічним управлінням ресурсами радіо в розподіленому режимі, і покладається на радіозв'язок з програмованими параметрами.
Dynamic Adhoc Wireless Networks
Динамічні Adhoc бездротові мережі (децентралізована бездротова мережа, яка не має постійної структури), в основному ідентичні "Мобільній тимчасовій мережі" (MANET), "бездротовій сотовій мережі" (WMN) або "бездротовій мережі", в поєднанні з інтелектуальними антенами і гнучкої модуляції.
Vandermonde-subspace frequency division multiplexing
Підпростір-Вандермонда з частотним поділом каналів (VFDM) представляє собою схему модуляції для співіснування макро-сот і радіо-когнітивних малих сот в дворівневій LTE/4G мережі.
Історія
Винайдення технології
В Samsung припускають обійти складності поглинання міліметрових хвиль, застосувавши спеціалізований масив антен. Компанією розроблений прототип системи з 64 антенами , розміром із сірникову коробку. Система управління прийомопередавачем здатна формувати динамічний сигнал шириною 10 градусів зі зміною напрямку передачі. Приймач і передавач будуть вибирати оптимальну траєкторію передачі сигналу за допомогою направленого пучка радіохвиль. При цьому, так як ці спрямовані пучки хвиль не перекриваються, можливе повторне використання частотного діапазону. Експериментальні оцінки показують, що система дозволить здійснювати обмін даними зі швидкістю більше 1 Гбіт/с з двома мобільними користувачами, що переміщаються зі швидкістю близько 8 км/ч. При цьому відстань стійкого прийому становить порядку 2 км при прямої видимості, і 200 м при її відсутності.
Експерти, відзначаючи перспективність використання міліметрових хвиль, відзначають, що вони, незважаючи на всі свої переваги, не зможуть замінити традиційні, низькочастотні мережі зв'язку. Так як радіус навряд чи буде більше декількох сотень метрів.
У Кореї розроблена і успішно продемонстрована нова мобільна телекомунікаційна технологія, яка дозволяє користувачам викачувати за допомогою мобільних терміналів дані на безпрецедентно високій швидкості.
Нова розробка, що отримала назву кочових Доступ до локальної бездротової зони (Нола) дозволяє викачувати інформацію зі швидкістю до 3,6 гігабіт на секунду. За словами розробників з корейського науково-дослідного Інституту електроніки та телекомунікацій, Нола може бути використана в якості базового рішення в майбутніх мережах 5 покоління (5G).
Мережі третього покоління 3G працюють на частотах діапазону близько 2 Ггц, передаючи дані зі швидкістю 2 Мбіт / с. Вони дозволяють організувати відеотелефонний зв'язок, дивитися на мобільному телефоні фільми та телепрограми і т. д. У світі співіснують два стандарти 3G: UMTS (або W-CDMA) і CDMA2000. UMTS поширений в основному в Європі, CDMA2000 - в Азії і США. 4G - це ще більш нова технологія мобільного зв'язку, що характеризується більшою швидкістю передачі даних і підвищеною якістю сигналу і передачі звуку без спотворення. До 4G відносяться технології, які здатні передавати дані зі швидкістю понад 100 Мбіт / с. 4G заснована на протоколах пакетної передачі даних. Для пересилання даних використовується протокол IPv6, а для передачі даних використовуються частоти 40 і 60 Гц.
Нова ж технологія дозволить завантажити повнометражний фільм в DVD-якості всього за кілька секунд. Досі найшвидшим мобільним чіпом була розробка Samsung, яка працювала на швидкості до 1 Гбіт / с в сторону користувача.
«Змагаючись з багатьма країнами у боротьбі за право бути першим на ринку стандартизації комунікацій четвертого покоління, ми успішно розробили та продемонстрували технології володіють швидкістю 3,6 гігабіт на секунду, тим самим, випередивши своїх суперників», - сказав Чой Мун Кі, голова науково- дослідного Інституту електроніки та телекомунікацій, під час демонстрації, проведеної в штаб-квартирі інституту в Течжоне, розташованому в 160 км від Сеула (Південна Корея).
Союз міжнародних телекомунікацій, директивний орган в галузі інформаційних технологій, докладе зусиль, щоб встановити наступного року стандарти четвертого покоління і завершити цей процес до 2010 року. Корейський інститут прогнозує їх комерціалізацію в 2012 році.
За словами представників інституту, в минулому році була почата розробка технології на загальну суму 18 млрд. вон (19,6 млн доларів), призначених для інвестування протягом наступних 5 років. Це передбачає спільні дослідження з місцевими гігантами в області технологій, таких як Samsung і LG.
За прогнозами інституту, при офіційний запуск стандарту четвертого покоління Нола виникне можливість його застосування в домашній мережі та в інших різних мобільних комунікаціях. Згідно з прогнозами консалтингової компанії Gartner, ринок глобальних домашніх мережі щорічно буде зростати на 16% і до 2010 року досягне 97900000000 доларів.
"П'яте покоління"
Свого часу одні системи мобільного супутникового зв'язку сильно "промахнулися" з передачею даних, а інші в силу різних причин виявилися нерентабельними або нереалізованими. Тим не менш прогресивне людство робить висновки з попередніх помилок, і сьогодні в ряді країн, і зокрема в США, ведуться розробки в напрямку створення перспективної мережі мобільного зв'язку з використанням супутникового сегмента.
Зокрема, в червні 2008 р. на конференції LinkedData Планета представниками компанії M2mi Corp (США) було приведено опис інфраструктури мережі, яку вони (можливо, всупереч сформованій термінології) назвали "5G". Зазначена мережа буде являти собою не що інше, як глобальну захищену уніфіковану широкосмугову мережу передачі даних. Як заявляється, на базі даного рішення M2mi корпорація зможе пропонувати на ринку зв'язку:
- захищені бездротові служби даних (бездротові послуги передачі даних);
- глобальні віртуальні приватні мережі (VPN);
- можливість проведення фінансових операцій з мобільних телефонів;
- мобільний хмарних обчислень.
Мережа "5G" складатиметься з двох основних елементів:
- технологічні розробки компанії машина-машина розвідки (M2mi) Corp, звані "універсальним транслятором";
- транспортна мережа на базі угруповання наносупутників, розробляється ваемих НАСА.
За словами виконавчого директора корпорації M2mi Джеффа Брауна, розробляються технології призначені для створення середовища, в якому мобільні пристрої бесшовно взаємодіють один з одним в єдиному просторі без втручання людини і без використання телекомунікаційного або Інтернет-з'єднання, лише за принципом сітки поверх Wi-Fi. Система "5G" буде поєднувати системи передачі голосу, відео, даних на основі IP-і Wi-Fi, а також інтелект машини до машини. Розробники стверджують, що рішенню будуть властиві безшовна захищеність, швидкісна і мережева гнучкість, стійкість. M2mi уніфікує інфраструктуру "5G" за допомогою власного програмного забезпечення, яке виступає в ролі автономного "універсального транслятора" між машинами.
За даними офіційного прес-релізу компанії НАСА, мережа "5G" буде реалізована на основі "транспортної" групи низькоорбітальних наносупутників, їх кількість може бути досить значним. Угруповання забезпечить глобальне космічне покриття нової високошвидкісної мережі для сучасних телекомунікацій. У рамках контракту, анонсованого в квітні 2008 р., НАСА у співпраці з M2mi розробить нове покоління компактних наносупутників вагою від 5 до 50 кг, що відрізняються низькою собівартістю і можливістю масового виробництва.
На думку розробників, рішення M2mi корпорації дозволять здійснити перехід від мереж 3G одразу до мереж "5G", заснованим одночасно на декількох передових технологіях.
ПРИМІТКИ
Сота
Сота - це зона радіо охоплення однієї або декількох базових станцій, в межах якої здійснюється прийом і передача на строго визначеному (фіксованому) кількості частот.
КОРИСНІ ПОСИЛАННЯ
