Что такое 5G?

5G доступен, но очень запутанный

Гонка до 5G продолжается. У всех четырех крупнейших операторов США есть беспроводная связь 5G. Мы отслеживаем развертывание ежемесячно на нашей странице Гонка до 5G.

Но за последние несколько месяцев 5G стал очень запутанным. Появились три основных варианта 5G: низкочастотный, среднечастотный и высокочастотный, которые на данный момент несовместимы и работают совершенно иначе, чем другие. Мы проверяли их все по мере их появления. Самая распространенная версия не работает намного лучше, чем 4G.

Эта путаница исчезнет в течение следующих двух лет. 5G – это инвестиции в следующее десятилетие, и в предыдущих мобильных переходах мы наблюдали большинство крупных изменений спустя годы после первого анонса. Взять, к примеру, 4G. Первые телефоны 4G в США появились в 2010 году, но виды приложений 4G, которые изменили наш мир, появились только позже. Snapchat появился в 2012 году, а Uber получил широкое распространение в 2013 году. Видеозвонки по сетям LTE также получили широкое распространение в США примерно в 2013 году.

Таким образом, следуя этому плану, пока мы получаем немного 5G прямо сейчас, вы должны ожидать, что большие приложения 5G появятся примерно в 2021 или 2022 году. До тех пор, все будет сбивать с толку, так как операторы беспроводной связи будут шуткой для клиентов и клиентов. ,

5G означает сотовую беспроводную связь пятого поколения, и первоначальные стандарты для нее были установлены в конце 2017 года. Но стандарт не означает, что все 5G будут работать одинаково, или что мы даже знаем, какие приложения 5G будут поддерживать. Будет медленный, но отзывчивый 5G и быстрый 5G с ограниченным покрытием. Позвольте нам провести вас по кроличьей норе 5G, чтобы дать вам представление о том, на что будет похож предстоящий мир 5G.

1G, 2G, 3G, 4G, 5G

Прежде всего, если вы слышите о 5G Wi-Fi или телефонах AT & T “5G E”, они не являются сотовыми 5G. Вот полный объяснение 5G против 5G E против 5 ГГц: в чем разница?

И если вы слышите, что 5G означает башни миллиметрового диапазона на каждом фонарном столбе, это не так. Это только одна из трех основных форм 5G, которые мы видим сейчас.

G в этом 5G означает, что это поколение беспроводных технологий. В то время как большинство поколений были технически определены своими скоростями передачи данных, каждое из них также отмечалось перерывом в методах кодирования или «радиоинтерфейсах», которые делают его несовместимым с предыдущим поколением.

1G был аналог сотовой связи. Технологии 2G, такие как CDMA, GSM и TDMA, были первым поколением технологий цифровой сотовой связи. Технологии 3G, такие как EVDO, HSPA и UMTS, обеспечивают скорость от 200 кбит / с до нескольких мегабит в секунду. Технологии 4G, такие как WiMAX и LTE, стали следующим несовместимым шагом вперед, и теперь они расширяются до сотен мегабит и даже скоростей на гигабитном уровне.

5G предлагает три новых аспекта: большие каналы (для ускорения передачи данных), меньшую задержку (для большей отзывчивости) и возможность одновременного подключения гораздо большего количества устройств (для датчиков и интеллектуальных устройств).

Сама радиосистема 5G, известная как 5G-NR, отличается от 4G. Но пока все устройства 5G в США нуждаются в 4G, потому что они будут опираться на него, чтобы установить начальные соединения, прежде чем торговать до 5G, где это доступно. Это технически известно как «автономная» сеть, или АНБ. Позднее в этом году наши сети 5G станут «автономными» или SA, не требующими покрытия 4G для работы.

Оказывается, что SA 5G гораздо важнее, чем мы думали, что это было в 2019 году. За исключением Sprint, ячейки 5G носителей имеют другую форму, чем их ячейки 4G, поэтому они теряют покрытие там, где отключается сигнал 4G, а сигнал 5G продолжается. Когда сети переходят в автономный режим, мы можем увидеть внезапный рост городского покрытия.

4G продолжит улучшаться со временем. Модем Qualcomm X24, встроенный в большинство флагманских телефонов 2019 Android, поддерживает скорость 4G до 2 Гбит / с. Реальные преимущества 5G будут заключаться в огромной пропускной способности и малой задержке, превышающей уровни, которые могут достичь технологии 4G.

Этот симбиоз между 4G и 5G привел к тому, что AT & T немного увлеклась своей сетью 4G. Оператор начал называть свою сеть 4G «5G Evolution», потому что видит улучшение 4G как важный шаг к 5G. Это верно, конечно. Но формулировка предназначена для того, чтобы запутать менее информированных потребителей в том, что 5G Evolution – это 5G, а когда нет.

Низкий, Средний и Высокий

5G дает перевозчикам больше возможностей в отношении радиоволн, чем 4G. В частности, он открывает «высокочастотные» радиоволны ближнего радиуса действия, которые не работают с технологией 4G. Но 5G может работать на любой частоте, что приводит к трем очень разным видам 5G: низкому, среднему и высокому.

Главное, что нужно понять, это то, что скорости 5G напрямую связаны с шириной доступных каналов и их количеством. Это узко и мало в низкочастотной полосе; больше в средней полосе; и много в высоком диапазоне. Огромное количество неиспользованных радиоволн – главная привлекательность высокочастотной полосы, с которой операторам очень трудно работать.

На данный момент, низкочастотный и высокочастотный 5G несовместимы, так как нет потребительского устройства, которое могло бы справиться с обоими. Вы должны выбрать один в своем телефоне. Эта схватка, вероятно, будет прервана в феврале, так как мы ожидаем, что Samsung Galaxy S11 станет первым телефоном, который будет обрабатывать все различные подходы 5G.

Низкочастотный 5G работает на частотах ниже 1 ГГц. Это самые старые сотовые и телевизионные частоты. Они проходят большие расстояния, но не очень доступные каналы, и многие из этих каналов используются для 4G. Таким образом, низкочастотный 5G медленный – пока он действует и чувствует себя как 4G. В низкочастотных каналах 5G наши несущие используют в среднем около 10 МГц по ширине. AT & T и T-Mobile в настоящее время имеют низкочастотный диапазон.

Средняя полоса 5G находится в диапазоне 1-10 ГГц. Это охватывает большинство современных сотовых и Wi-Fi частот, а также частоты чуть выше этих. Эти сети имеют приличный диапазон от своих вышек – часто около полумили – поэтому в большинстве других стран это рабочие сети, несущие большую часть трафика 5G. Большинство других стран предложили около 100 МГц каждой из своих несущих для среднего диапазона 5G. Здесь, в США, только Sprint имеет доступный спектр для этого подхода, хотя в конце 2020 года может появиться новый аукцион, который может предложить много эфирных волн.

Сельские сети, скорее всего, будут представлять собой сочетание низких и средних частот. Один из аргументов T-Mobile в связи со слиянием со Sprint заключается в том, что слияние позволит новой компании предлагать общенациональные интернет-услуги, значительно расширив использование среднечастотного 5G, поскольку только у низкочастотного диапазона нет возможности сделать это.

Высокочастотный диапазон 5G, или миллиметровая волна, – это действительно новый материал. Пока что это в основном радиоволны в диапазоне 20–100 ГГц. Эти радиоволны не использовались для потребительских приложений раньше. Они очень короткие дистанции; наши тесты показали расстояние около 800 футов от башен. Но там огромное количество неиспользованного спектра, что означает очень высокие скорости, использующие до 800 МГц за раз. AT & T, T-Mobile и Verizon используют хотя бы какую-то высокочастотную полосу.

Эти полосы ранее использовались для транзитных соединений, соединяющих базовые станции с удаленными интернет-связями. Но они раньше не использовались для бытовых устройств, потому что портативная вычислительная мощность и миниатюрные антенны были недоступны. Сигналы миллиметрового диапазона также уменьшаются с расстоянием быстрее, чем сигналы более низкой частоты, и для огромного объема передаваемых данных потребуется больше подключений к стационарному Интернету. Таким образом, поставщики сотовой связи должны будут использовать множество небольших базовых станций с более низким энергопотреблением (обычно с выходной мощностью 2–10 Вт), а не с меньшим количеством более мощных макроэлементов (с выходной мощностью 20–40 Вт), чтобы предлагать мульти-гигабитные скорости в сетях миллиметрового диапазона. обещание.

К счастью для них, операторы уже установили эти «маленькие ячейки» во многих крупных городах, чтобы увеличить пропускную способность в эпоху 4G. (Из окна моего офиса в Нью-Йорке я вижу несколько небольших сотовых сайтов.) В этих городах им просто нужно прикрепить дополнительное радио к существующему сайту, чтобы сделать его 5G. Однако в других местах идет борьба, когда у перевозчиков возникают проблемы с тем, чтобы убедить города позволить им добавлять небольшие ячейки в пригородные районы. Это похоже на предыдущую борьбу за создание сотовой связи вообще во многих из этих городов. При этом небольшие ячейки, как правило, гораздо менее мощные, чем макроэлементы, используемые для сотовых систем 2G – 4G: 2-20 Вт по сравнению с 20-40 Вт для макроэлементов.

Как работает 5G

Как и другие сотовые сети, сети 5G используют систему сотовых станций, которые делят свою территорию на сектора и отправляют закодированные данные по радиоволнам. Каждый сотовый узел должен быть подключен к магистральной сети, будь то проводное или беспроводное соединение.

Сети 5G используют тип кодирования, называемый OFDM, который аналогичен кодированию, которое использует 4G LTE. Однако радиоинтерфейс рассчитан на гораздо меньшую задержку и большую гибкость, чем LTE.

Благодаря той же радиоволне, что и 4G, радиосистема 5G может повысить скорость примерно на 30 процентов благодаря более эффективному кодированию. Сумасшедшие гигабитные скорости, о которых вы слышите, заключаются в том, что 5G предназначен для использования каналов гораздо большего размера, чем 4G. В то время как большинство каналов 4G имеют частоту 20 МГц, соединенные вместе на частоте до 160 МГц, каналы 5G могут иметь частоту до 100 МГц, при этом Verizon использует до 800 МГц одновременно. Это гораздо более широкое шоссе, но оно также требует больших, чистых блоков радиоволн, чем было доступно для 4G.

Вот где появляются более высокие частоты на коротких расстояниях в миллиметровых волнах. В то время как более низкие частоты заняты – 4G, телевизионными станциями, спутниковыми фирмами или военными – было огромное количество практически неиспользуемых более высоких частот, доступных в США, поэтому перевозчики могли бы легко строить широкие дороги для высоких скоростей.

Сети 5G должны быть намного умнее, чем предыдущие системы, поскольку они манипулируют намного большим количеством меньших ячеек, которые могут изменять размер и форму. Но даже с существующими макросотами Qualcomm говорит, что 5G сможет увеличить пропускную способность в четыре раза по сравнению с существующими системами, используя более широкую полосу пропускания и передовые антенные технологии.

Цель состоит в том, чтобы иметь гораздо более высокие скорости и гораздо более высокую пропускную способность на сектор при гораздо меньшей задержке, чем 4G. Участвующие органы стандартизации стремятся к скорости 20 Гбит / с и задержке 1 мс, после чего начинают происходить очень интересные вещи.

Где 5G доступен?

AT & T в настоящее время имеет низкочастотную систему 5G в 16 городах и отдельную высокочастотную систему 5G в 21 городе. Любой может использовать низкочастотную систему, но высокочастотная ограничена только для бизнес-клиентов. Система низких частот работает с Samsung Galaxy Note 10+ 5G, а система высоких частот – с Samsung Galaxy S10 5G и точкой доступа Netgear Nighthawk 5G. Вот AT & T 5G города.

Спринт в настоящее время охватывает 16 миллионов человек в 9 зонах метро со своей сетью среднего уровня. Дальнейшие запуски, похоже, застряли в продолжающейся драме Sprint вокруг ее потенциального слияния с T-Mobile. Оператор продает точку доступа HTC Hub, а также телефоны LG V50, OnePlus 7 Pro 5G и Samsung Galaxy S10 5G. На этой странице 5G городов Sprint.

T-Mobile имеет низкочастотную систему, доступную 200 миллионам человек по всей стране, с телефонами Samsung Galaxy Note 10+ 5G и OnePlus 7T Pro 5G McLaren. Он также имеет очень ограниченную широкополосную сеть в шести городах, которая работает только с телефоном Samsung Galaxy S10. В настоящее время T-Mobile охватывает слишком много городов, чтобы их можно было перечислить, поэтому посмотрите покрытие на этой карте.

Verizon поддерживает широкополосный доступ, в настоящее время обеспечивая покрытие в 31 городе. Хотя это очень быстро, если вы можете найти его, это может быть трудно найти, даже используя новые карты покрытия Verizon. Он продает надстройку 5G, которая подходит для телефонов Moto Z2 Force, Z3 и Z4, а также для телефонов LG V50, Samsung Galaxy S10 5G, Galaxy Note 10+ 5G и точки доступа Inseego M1000. Планы обслуживания Verizon 5G стоят на $ 10 больше, чем его безлимитные планы 4G (хотя пока это было отменено), для действительно неограниченных данных 5G без деприоритизации. Несущая в основном использует спектр 28 ГГц. Вот карты покрытия Verizon 5G.

Какие телефоны 5G выходят?

Первый раунд телефонов 5G поддерживает только некоторые системы 5G, используемые в США, а разные модели поддерживают разные диапазоны! Поэтому, если вы хотите получить полную комбинацию покрытия и скорости 5G, вам придется просидеть как минимум до февраля, когда выйдут первые всеполосные телефоны 5G.

В настоящее время Samsung Galaxy S10 5G и Note 10+ 5G (на нескольких носителях), LG V50 (на Sprint и Verizon), OnePlus 7 Pro 5G (на Sprint), OnePlus 7T Pro 5G McLaren (на T-Mobile) и Moto Mod для Moto Z2 Force, Z3 и Z4 (на Verizon) – это все, что сейчас доступно.

Большинство этих телефонов фокусируются на коротких и высокоскоростных диапазонах. Note 10+ 5G для AT & T и T-Mobile, а также McLaren работают в низкоскоростном диапазоне широкого охвата, но не в быстродействующем диапазоне. Это раздражающе сбивает с толку.

Многие другие компании, включая Huawei, OnePlus, Oppo, Vivo, Xiaomi и ZTE, выпустили телефоны 5G в 2019 году. Но ни один из этих телефонов не был предназначен для США, и ни один из них не совместим с сетями США. Это большой мир там.

Мы думаем, что iPhone 5G появится в сентябре 2020 года, но не раньше.

Для чего нужен 5G?

Большинство реальных демонстраций 5G, которые мы видели, вовлекают людей, которые очень быстро скачивают Netflix на свои телефоны. Такого рода использование ставок на столы, просто для построения сетей, чтобы в будущем могли развиваться более интересные приложения.

Домашний интернет 5G демонстрирует одно важное преимущество перед 4G: огромная емкость. Операторы не могут предлагать домашний интернет 4G по конкурентоспособной цене, потому что на сотовых сайтах 4G не хватает емкости для 190 ГБ месячного использования, которое ожидают большинство домов. Это действительно может усилить конкуренцию за домашний интернет в США, где, согласно отчету FCC за 2016 год, у 51 процента американцев есть только один вариант – домашний интернет со скоростью 25 Мбит / с или выше. В свою очередь, Verizon заявляет, что сервис 5G будет действительно неограниченным.

Домашний интернет 5G также намного проще для операторов, чем для домашних оптоволоконных линий. Вместо того чтобы выкапывать каждую улицу, операторы просто должны устанавливать оптоволоконную сеть на сотовые станции каждые несколько кварталов, а затем предоставлять клиентам беспроводные модемы. Руководитель сети Verizon Никки Палмер заявил, что домашний интернет-сервис в конечном итоге будет предлагаться везде, где Verizon имеет беспроводную связь 5G, что обеспечит его гораздо более широкое покрытие, чем у оптоволоконной услуги FiOS оператора связи.

Во время поездки в Оулу, Финляндия, где есть центр разработки 5G, мы посетили хакатон 5G. Лучшие идеи включали сервис потоковой игры; способ сделать инсульт реабилитации через VR; умные повязки, которые отслеживают ваше заживление; и способ взаимодействия родителей с детьми, которые застряли в инкубаторах. Все эти идеи нуждаются в аспектах 5G с высокой пропускной способностью, низкой задержкой или с низким энергопотреблением и низкой стоимостью.

В прошлом году мы опросили стартапы 5G, которые Verizon выращивает в Нью-Йорке. В Открытой инновационной лаборатории оператора мы увидели беспроводные камеры видеонаблюдения высокого разрешения, потоковую передачу игр и физиотерапию в виртуальной реальности.

Наш обозреватель Майкл Миллер считает, что 5G будет наиболее важным для промышленного использования, например, для автоматизации морских портов и промышленных роботов.

По словам нашего редактора Оливера Риста, машинам без водителя может понадобиться 5G, чтобы действительно начать действовать. Первое поколение автомобилей без водителя будет автономным, но будущие поколения будут взаимодействовать с другими автомобилями и умными дорогами для повышения безопасности и управления движением. В основном все на дороге будет говорить со всем остальным.

Для этого вам нужны крайне низкие задержки. Хотя все машины обмениваются очень маленькими пакетами информации, они должны делать это практически мгновенно. Вот тут-то и проявляется задержка в 5G, когда пакет данных переходит непосредственно между двумя автомобилями или отскакивает от автомобиля в небольшую ячейку на фонарном столбе в другой автомобиль. (Одна световая миллисекунда составляет около 186 миль, поэтому большая часть этой задержки в 1 мс все еще является временем обработки.)

Еще одним аспектом 5G является то, что он будет подключать гораздо больше устройств. В настоящее время модули 4G стоят дорого, потребляют электроэнергию и требуют сложных планов обслуживания, поэтому большая часть Интернета вещей привязана к Wi-Fi и другим домашним технологиям для потребителей, или 2G для бизнеса. 5G будет принимать небольшие недорогие устройства с низким энергопотреблением, поэтому он будет подключать к Интернету множество небольших объектов и различные типы датчиков окружающей среды.

Мы будем рады и вашему мнению

Оставить отзыв

Онлайн-журнал - LifePick
Logo
Вход / Регистрация временно отключены