Tout sur le réseau 5G - les différences et son application

Les technologies de communication mobile changent tous les 10 ans. Chacun d'eux améliore considérablement la vitesse de transfert des informations. C'est ainsi qu'apparaissent de nouveaux services et de nouveaux types de contenu. Les utilisateurs obtiennent un nouveau plaisir et un nouveau niveau de vie.

La cinquième génération de communications cellulaires (5G) promet d'être plus perturbatrice que jamais. Les experts affirment que c'est grâce à la 5G que l'Internet des objets, les voitures autonomes et la réalité virtuelle seront transférés des pages des médias techniques à la vie quotidienne humaine. Dans cet article, nous vous dirons tout sur le réseau 5G.

Qu'est-ce que la 5G?

Malgré le fait que la communication 4G ne se soit pas encore mondialisée, les entreprises effectuent déjà des tests 5G.

L'Internet 5G est créé en gardant à l'esprit les tendances technologiques innovantes. Il se concentre sur la connexion d'une variété d'appareils domestiques «intelligents», dont la plupart fonctionneront selon la règle «toujours en ligne». La communication 4G, quant à elle, est principalement utilisée dans le rôle d'Internet cellulaire.

La 5G (cinquième génération) est une nouvelle génération de réseau cellulaire fonctionnant sur la base de formats de télécommunication conformément aux formats 4G actuels.

Les formats pour les communications 5G sont encore en phase de conception. On suppose qu'en réalité, la communication de la prochaine génération commencera à fonctionner en 2024.

Où sera-t-il utilisé?

La 5G sera utilisée là où il y a une demande d'Internet à haut débit, dans les zones métropolitaines. Les normes de la première génération seront appliquées pour une couverture complète.

Aperçu

Les utilisateurs ordinaires n'ont actuellement pas besoin des vitesses colossales de la nouvelle génération. Mais ils apparaîtront forcément après l'intégration de la technologie, car, comme chacun le sait, les gens s'habituent rapidement aux bonnes choses.

Toile d'araignée de synchronisation

Avec des coûts de connexion plus bas, de plus en plus d'appareils ont accès au Wi-Fi. Le système d'interconnexion des téléphones, des machines à café et à laver, des casques d'écoute, des lampes et d'autres choses en un "Web" cohérent s'appelle l'Internet des objets. On estime que d'ici 2024, il y aura plus de 26 milliards de ces appareils sur la planète. Et le nombre de connexions, en conséquence, sera encore plus élevé.

La capacité des gadgets à «ressentir» grâce à des capteurs et à l'exécution de tâches à distance trouvera une utilisation dans la planification locale, les technologies de maison intelligente, les concepts de surveillance électrique et de chauffage, la sécurité, les bus, les taxis et le commerce de détail.

L'Internet des objets a besoin d'une vitesse de connexion faible, mais pour de nombreux appareils.Des réseaux dédiés utilisant une faible bande passante ont déjà été mis en place, et les fabricants 5G sont prêts à participer à ce processus.

Par conséquent, les normes de télécommunication devront prendre en charge non seulement les utilisateurs mobiles, mais également les articles ménagers «intelligents». Le contrôle de ce trafic irrégulier contribuera forcément au nouveau format.

Retard

Il est clair que la 5G prendra en charge la technologie des véhicules automatiques et les logiciels de réalité virtuelle. Dans cette situation, les informations doivent arriver en temps réel. L'intervalle aller-retour en 4G est supérieur à 10 ms, ce qui est un temps très long.

Le format suivant est capable de changer radicalement l'architecture de communication avec le transfert du stockage d'informations des centres de traitement de données vers les nœuds finaux, jusqu'aux dispositifs «intelligents».

Par exemple, une voiture en mouvement a besoin d'informations sur l'emplacement des véhicules à proximité. Les normes actuelles ne peuvent plus faire face au flux de telles informations pour 3 machines. Des retards colossaux dans la transmission des informations nécessitent une diffusion locale des informations.

La réactivité de la 5G devrait atteindre sa limite. Le délai de transmission ne dépassera pas 1 ms, même à une vitesse finale de 500 km / h. Ce retard deviendra le principal moteur de la formation de technologies innovantes, notamment la conduite dans les zones métropolitaines et les opérations éloignées.

Caractéristiques de la 5G

Il n'y a pas si longtemps, il s'est avéré optimiser la plupart des caractéristiques, mais le choix des technologies garantissant leur utilisation dans la pratique va plus loin. Parmi eux:

1. Les fréquences ultra-hautes, qui n'étaient auparavant pas réalistes, garantissent des vitesses beaucoup plus élevées.
2. Le développement de concepts qui envoient des informations par petits morceaux retardera les appareils IoT pendant une période prolongée.
3. Latence réduite pour les tâches nécessitant une réponse instantanée.

Différences par rapport aux normes précédentes

Le format mobile innovant n'apparaîtra pas avant 2024, mais des classifications appropriées sont créées à pleine vitesse, ce qui montre clairement que la 5G sera très différente de la précédente.

Augmentation de la vitesse

Le plus compréhensible est une augmentation de la vitesse (dans la moindre mesure de plusieurs fois), une diminution de la latence, une augmentation significative du volume de communication, qui est nécessaire pour la satisfaction, une demande en constante augmentation pour le World Wide Web. La tendance est qu'après un certain temps, tout sera connecté au réseau: des scanners variés aux véhicules.

Client clé - abonné

Dans les réseaux existants, l'utilisateur doit s'adapter: le signal est trop mauvais - pour se déplacer. La 5G utilisera des antennes intelligentes qui transforment le graphique d'orientation en fonction des besoins des utilisateurs dans des environnements spécifiques. Par exemple, si un utilisateur est actuellement desservi dans une cellule, les informations pour lui passeront par un canal étroit, ce qui augmentera le rapport bruit / signal et améliorera la vitesse de diffusion des informations.

Transition aux ondes mm

La source spectrale est limitée et il est extrêmement difficile de trouver les fréquences souhaitées dans les plages familières au réseau cellulaire. Il est clair qu'une augmentation significative de la vitesse de diffusion de l'information nécessite des spectres de fréquences nettement plus larges. Une solution raisonnable dans ce cas est de passer à la zone des dizaines de GHz.

La plupart des utilisateurs comprennent qu'avec une augmentation de la fréquence de fonctionnement, la distance réseau diminue rapidement, c'est-à-dire la taille de la cellule. À cet égard, il vaut la peine de tirer une conclusion sur ce point: la communication de prochaine génération sera utilisée là où il y a un besoin de transfert d'informations à haut débit. À propos, une couverture complète n'est pas encore envisagée.

Technologie MIMO

Son sens est d'utiliser plusieurs antennes sur les côtés alimentation et réception. Cette technologie trouve son origine dans les définitions 3G. La plupart des réseaux LTE MIMO fonctionnent en mode 2x2. En termes simples, deux antennes servent à fournir, deux à recevoir.En mode 2x2, l'information circule sur deux canaux libres simultanément, ce qui permet d'augmenter la vitesse de propagation presque deux fois.

Il existe désormais des téléphones prenant en charge le mode 4x4. Hélas, en raison de la petite taille des téléphones, il n'est pas réaliste d'augmenter le nombre d'antennes à l'infini. Une autre difficulté est la nécessité de transmettre des annonces officielles depuis chaque antenne, ce qui réduit l'efficacité de la technologie.

Technologie d'appareil à appareil

Les situations où les utilisateurs parlent à une distance de plusieurs dizaines de mètres les uns des autres sont devenues plus fréquentes. En raison de l'utilisation de cette technologie, seul le trafic de signaux passera par la connexion de l'opérateur, ce qui permet d'évaluer ces appels, et les informations elles-mêmes seront transmises directement via les appareils. Tel est le sens de la technologie.

Parvenir à un accord

Si la situation avec la désignation de la gamme de technologies possibles s'est améliorée en 2015, les technologies elles-mêmes sont toujours en cours de création. Il est nécessaire d'indiquer quelles technologies de la nouvelle génération sont nécessaires immédiatement et celles qui devraient être introduites après un certain temps.

Malgré le manque de format et le caractère décisif de l'importance de la technologie, les entreprises manufacturières tentent de diriger la formation et la mise en œuvre de technologies de nouvelle génération afin d'obtenir par la suite une place favorable.

Nokia a annoncé son achat d'Alcatel-Lucent en 2015, et la société de télécommunications américaine Verizon Wireless a annoncé que la première 5G en Amérique serait en 2016.

Obstacles techniques

Institut des télécommunications. Fraunhofer en Allemagne a expérimenté des fréquences allant de 40 à 100 GHz, Samsung utilise 28 GHz dans ses propres recherches et Nokia utilise plus de 70 GHz.

Le fonctionnement de dispositifs dans le spectre mm de longueurs d'onde a une propriété telle qu'une transmission de signal excessivement faible, dont la force diminue considérablement avec la distance de la station de base. De plus, les interférences du signal sont causées par le corps humain.

Que dit Ericsson?

Du point de vue d'Ericsson Corporation, les perspectives sont les suivantes.

Les véhicules sans pilote communiqueront entre eux. En cas d'accident, la voiture la plus proche du lieu de l'accident informera tous les véhicules qui le suivront de l'incident. Cela leur donnera l'opportunité de ralentir en temps opportun ou, en situation de congestion sur la route, de concevoir un autre schéma de déplacement.

Les scanners de véhicules seront en mesure de calculer correctement la météo et d'envoyer des informations via la 5G afin que le véhicule puisse définir les directions de conduite appropriées.

Dans le transport social, la 5G permettra de surveiller le nombre de personnes en attente aux arrêts de bus. Le conducteur du véhicule passera un arrêt désert, et l'opérateur enverra le véhicule auxiliaire aux points de congestion.

À l'ère de la 5G, tous les appareils ménagers seront interconnectés. Si auparavant, en se déplaçant d'une pièce à une autre, une personne devait porter un appareil portable afin de continuer, par exemple, à écouter une radio intéressante, maintenant les haut-parleurs connectés dans différentes pièces se contacteront et la lecture se poursuivra à partir de l'endroit arrêté. De plus, l'utilisateur peut suivre la consommation d'énergie de chaque appareil ou découvrir la quantité d'énergie électrique générée par les batteries solaires.

Que propose Qualcomm?

La marque Qualcomm a proposé la technologie 4.5G LTE Advanced, dont l'intégration est prévue dans un proche avenir. Pour cette raison, la société sera en mesure de couvrir à la fois la plage de fréquences plus large requise pour le format 5G et les réseaux LTE précédemment localisés, ce qui réduira la latence et augmentera le débit.

Spécificité:

• Excellente bande passante grâce à la combinaison de bandes de fréquences;
• Maintenir 23 opérateurs de manière synchrone et augmenter le débit grâce à l'agrégation de fréquences et à la transmission du trafic réseau entre opérateurs;
• Réduction de 10 fois de la latence, par rapport à LTE Advanced, lors de l'utilisation des tours existantes et des fréquences comprises entre 1 et 70 μs;
• Application des fonds de la ligne entrante pour les besoins de la ligne sortante;
• Augmenter le nombre d'antennes aux stations de base afin d'améliorer la couverture et la force du signal;
• Augmentation de la conservation de l'énergie des appareils IoT en réduisant le spectre à 1,4 MHz et 180 kHz (environ 10 ans sur une batterie);
• 1 Gigabit par seconde pour le transfert de données entre les véhicules, les utilisateurs et les appareils IoT;
• Analyse de l'environnement sans activer le réseau sans fil ni naviguer dans le gadget de l'utilisateur.

Utiliser la 5G aujourd'hui

La 5G est conçue pour fonctionner dans plusieurs bandes de fréquences. Les basses fréquences de 600 à 700 MHz sont acceptables pour la province ou pour l'Internet des objets, car les stations de base ont une large portée. Mais la vitesse de diffusion de l'information et un seul volume de communication sont à un faible niveau.

Le spectre jusqu'à 6 GHz corrige cet inconvénient, cependant, les BS à moyenne fréquence devraient être installés beaucoup plus souvent, ce qui est prouvé par la situation dans les grandes villes. RF jusqu'à 73 GHz garantit des vitesses maximales jusqu'à 20 Gigabits / s. pour la réception et jusqu'à 10 Gigabits / sec. pour la distribution. La principale difficulté est la qualité du signal exclusivement dans la ligne de visée de la BS, le spectre étant utilisé pour couvrir des zones locales critiques.

Comme mentionné, les caractéristiques spécifiques de la 5G sont une bande passante élevée et une faible latence lors de la propagation des données. Le résultat est obtenu grâce à l'utilisation de la technologie innovante de multiplexage de signaux NOMA, qui permet le service simultané de plusieurs abonnés sur un canal. Les formats de première génération utilisent un fractionnement temporaire, les utilisateurs échangent des données en alternance avec la station de base.

Intel

Tout d'abord, il faut souligner les mérites d'Intel. Lors des derniers Jeux olympiques d'hiver de Pyeongchang, la société a installé la 5G. Les caméras UHD qui y sont connectées permettaient de diffuser des événements sportifs en ligne avec effet de présence.

Les points d'accès sans fil utilisaient également les fonctionnalités 5G et desservaient de nombreux abonnés. La part du lion de l'équipement a été installée à l'extérieur - une grande expérience de durabilité des gadgets.

La société a également annoncé un partenariat avec NNT DoCoMo et l'installation de la 5G aux Jeux olympiques de 2024 en Chine. L'un des objectifs du partenariat est de montrer et d'utiliser les nouvelles capacités de la ville «intelligente».

Au MWC de cette année, la société a dévoilé un concept d'ordinateur portable prenant en charge la 5G basé sur le modem propriétaire XMM 8060. Désormais, la grande puce est installée séparément de la puce. Pour gagner en efficacité, l'entreprise travaille sur l'intégration du module modem dans un seul système.

Dans tous les cas, l'important est que l'entreprise travaille sur une norme innovante qui transforme l'ordinateur portable en un appareil encore plus polyvalent. Avec le nouveau gadget, l'utilisateur n'aura plus à se soucier des réseaux sans fil publics non sécurisés. Vous n'aurez pas non plus besoin d'activer le point d'accès Wi-Fi sur votre téléphone. La publicité des premiers nouveaux produits est prévue pour l'année prochaine, les partenaires d'Intel Corporation sont Microsoft, Dell, HP et Lenovo.

En outre, il a été établi sur le partenariat d'Intel Corporation avec le créateur de l'électronique mobile - la marque Spreadtrum. L'objectif de cette collaboration est de concevoir la série XMM 8000 de processeurs mobiles Intel avec un modem 5G intégré d'ici le second semestre de l'année prochaine.

Qualcomm

La société a annoncé pour la première fois le modem X50 en 2016. Il a maintenant été révélé que le SDX50 fera partie de la puce propriétaire Snapdragon 855, fabriquée à l'aide d'un processus 7 nm, qui sortira au début de l'année prochaine. On ne peut pas dire que la version Qualcomm soit assez pratique pour une installation sur téléphones et tablettes PC.

Huawei

La marque Huawei est encore un autre pair dans la course 5G. Au MWC de cette année, la firme a présenté son modem Balong 5G01, qui garantit des vitesses allant jusqu'à 2,3 Gigabits / s. Hélas, maintenant les dimensions du microcircuit ne permettent pas de l'utiliser dans les téléphones et les tablettes PC. Mais, compte tenu de l'intelligence de la marque, l'émergence de la puce Kirin prenant en charge la 5G devrait être attendue très prochainement.

Réseaux Nokia

L'entreprise est le deuxième fournisseur d'équipements de télécommunications après la marque Huawei.La société a à sa disposition des équipements qui fonctionnent dans le spectre LF, MF et HF. Plus tôt cette année, Nokia a dévoilé des processeurs 5G complets pour les stations de base Reef Shark. Le débit d'un bloc est de 84 Gigabits / s. L'installation d'équipements commerciaux basés sur le processeur innovant était prévue pour la fin de cette année.

Qui est engagé dans la 5G en Fédération de Russie

Les opérateurs de télécommunications nationaux suivent la tendance générale. Ils se sont associés avec les principaux fournisseurs mondiaux d'équipements de réseau tels que Ericsson, Huawei et Nokia pour développer des appareils 5G.

Mégaphone

Cet opérateur a été le premier à s'intéresser aux technologies innovantes. En 2014, il a convenu avec la marque Huawei de former des 5G pilotes. Ils ont été lancés cette année lors de la Coupe du monde 2018.

À l'été de cette année, Megafon a lancé la première 5G en Russie - pour les membres de la réunion de l'économie à Saint-Pétersbourg. La vitesse de diffusion des informations était égale à 1,24 Gigabits / s. Megafon a utilisé un équipement de marque Huawei et une puce de Qualcomm.

Il n'y a pas si longtemps, Megafon a convenu avec Nokia de développer la 5G. À l'automne, lors de la réunion d'affaires de Nizhny Novgorod, ils ont montré le principal taux de transfert d'informations - 5 Gigabits / sec. Les membres du sommet ont vu une vidéo UHD à 360 degrés diffusée sur l'écran à partir de lunettes VR.

MTS

Elle a rejoint la course en 2017. Comme la précédente, cette firme a attribué le lancement de la 5G à la Coupe du monde 2018. La mise en œuvre commerciale, selon le calendrier de l'entreprise, débutera en 2019-2020.

À l'hiver 2015, MTS a signé un accord sur le développement collectif de la 5G avec Ericsson, au printemps avec Nokia et à l'automne avec Samsung. MTS a mené des expériences à l'automne sur des équipements de Nokia. La vitesse de diffusion des informations était de 4,5 gigabits / s.

Tele2

À l'automne, nous avons signé un accord avec Nokia Corporation sur la formation de la 5G et la conception de services dans le domaine de l'Internet des objets.

Ligne droite

Il est actuellement en dialogue avec les fournisseurs sur les essais 5G. Le représentant de la société A. Aibasheva en a informé Rusbase. Mais d'abord, l'entreprise prévoit d'adapter sa propre infrastructure et de travailler avec du 4.5G. À l'avenir, cette formation leur permettra d'intégrer instantanément la 5G.

Quand la 5G arrive-t-elle?

Les ventes commerciales 5G sont prévues pour l'année prochaine. Tous sont limités aux événements sportifs de masse. Par exemple, l'opérateur mobile KT Corporation en Corée du Sud a lancé la 5G aux Jeux olympiques de Pchenhang de cette année. Domestic MTS et Megafon prévoient d'installer la 5G aux Jeux olympiques d'été de 2024 en Chine.

La plupart des experts sont convaincus que l'intégration 5G à grande échelle commencera après 2024. Ericsson a récemment déclaré que 550 millions d'appareils seraient connectés à ces réseaux en 2022. Désormais, les entreprises expérimentent uniquement des équipements.

Maintenant, la 5G est plus probablement une idée qu'une technologie, car il n'y a pas encore de format commun. Pour que l'utilisation massive de cette connexion commence, il est nécessaire de créer les conditions technologiques, de sélectionner les fréquences et de passer à des équipements innovants.

5G en RF

Les interlocuteurs de Rusbase sont unanimes sur le fait que la Fédération de Russie est encore loin d'une introduction généralisée de la 5G. Les opérateurs russes n'ont pas encore récupéré leurs propres investissements dans la création de réseaux LTE. À l'heure actuelle, la couverture LTE se situe à moins de 30%, ce à quoi, dans un proche avenir, les entreprises de télécommunications s'attacheront à augmenter cette valeur. Et la 5G pour eux n'est qu'une réserve pour l'avenir.

S. Skvortsova, responsable du développement stratégique chez Tele2, estime que la 5G sera commercialisée d'ici 2021. Selon sa déclaration, il existe une option préliminaire sur la voie de la technologie 5G - LTE Advanced (LTE-A). Il prend en charge des vitesses allant jusqu'à 100 Mégabits / s. Pour les abonnés à mobilité élevée et 1 Gigabits / s., Pour les utilisateurs stationnaires.

En mai de l'année dernière, les médias ont annoncé le projet du ministère des Communications de lancer la 5G dans les mégalopoles de la Fédération de Russie d'ici 2024. Par conséquent, en 2024, le nouveau format sera intégré dans 8 mégalopoles de la Fédération de Russie, et en 2025 déjà dans 16 villes où la population est supérieure à 1 million d'habitants.

Conclusion

En conclusion, il convient de noter que des changements à grande échelle dans les communications cellulaires sont attendus dans un proche avenir.Le nombre d'appareils connectés au réseau en mode «toujours en ligne» augmentera rapidement. Un scénario est probable lorsque la télévision passera aux réseaux cellulaires.