5G airson an t-saoghail smart

Thathas den bheachd gu farsaing nach bi fìor ar-a-mach eadar-lìn nan rudan air adhbhrachadh ach le bhith a’ còrdadh ris a’ chòigeamh ginealach de lìonra eadar-lìn gluasadach. Thèid an lìonra seo a chruthachadh fhathast, ach chan eil gnìomhachas a’ coimhead air a-nis le toirt a-steach bun-structar IoT.

Tha eòlaichean an dùil nach e mean-fhàs a th’ ann an 5G, ach cruth-atharrachadh iomlan air teicneòlas gluasadach. Bu chòir seo cruth-atharrachadh a thoirt air a’ ghnìomhachas gu lèir co-cheangailte ris an t-seòrsa conaltraidh seo. Anns a 'Ghearran 2017, rè taisbeanadh aig Mobile World Congress ann am Barcelona, ​​​​thuirt riochdaire Deutsche Telekom eadhon mar thoradh air sguir fònaichean sgairteil a bhith ann. Nuair a dh’ fhàsas e mòr-chòrdte, bidh sinn an-còmhnaidh air-loidhne, le cha mhòr a h-uile càil a tha timcheall oirnn. Agus a rèir dè an roinn margaidh a chleachdas an teicneòlas seo (telemedicine, gairmean guth, àrd-ùrlaran cluich, brobhsadh lìn), bidh an lìonra gad ghiùlan fhèin ann an dòigh eadar-dhealaichte.

Astar lìonra 5G an coimeas ri fuasglaidhean roimhe

Rè an aon MWC, chaidh na ciad thagraidhean malairteach den lìonra 5G a shealltainn - ged a tha am briathrachas seo a’ togail cuid de teagamhan, leis nach eil fios fhathast dè a bhios ann. Tha na barailean gu tur neo-chunbhalach. Tha cuid de stòran ag agairt gu bheil dùil gun toir 5G astaran tar-chuir deichean de mhìltean de megabits gach diog gu mìltean de luchd-cleachdaidh aig an aon àm. Tha an sònrachadh tòiseachaidh airson 5G, a chaidh ainmeachadh o chionn beagan mhìosan leis an Aonadh Tele-chonaltraidh Eadar-nàiseanta (ITU), a’ moladh nach bi dàil nas àirde na 4 ms. Feumar dàta a luchdachadh sìos aig 20 Gbps agus a luchdachadh suas aig 10 Gbps. Tha fios againn gu bheil ITU airson an dreach mu dheireadh den lìonra ùr ainmeachadh an tuiteam seo. Tha a h-uile duine ag aontachadh air aon rud - feumaidh an lìonra 5G ceangal uèirleas aig an aon àm de na ceudan de mhìltean de luchd-mothachaidh a thoirt seachad, a tha cudromach airson eadar-lìn rudan agus seirbheisean uile-làthaireach.

Tha prìomh chompanaidhean leithid AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel agus mòran a bharrachd gu soilleir a’ cur an cèill an taic airson a bhith a’ luathachadh loidhne-tìm cunbhalachaidh 5G. Tha a h-uile neach-ùidh airson tòiseachadh air a’ bhun-bheachd seo a mhalairteachadh cho tràth ri 2019. Air an làimh eile, dh’ainmich an Aonadh Eòrpach am plana 5G PPP () gus faighinn a-mach slighe leasachadh lìonraidhean an ath ghinealach. Ro 2020, feumaidh dùthchannan an EU an tricead 700 MHz a tha glèidhte airson na h-ìre seo a leigeil ma sgaoil.

Tha lìonra 5G na thiodhlac de theicneòlasan ùra

Chan fheum rudan singilte 5G

A rèir Ericsson, aig deireadh na bliadhna an-uiridh, bha innealan 5,6 billean ag obair ann an (, IoT). Dhiubh sin, cha robh ach mu 400 millean ag obair le lìonraidhean gluasadach, agus an còrr le lìonraidhean goirid leithid Wi-Fi, Bluetooth no ZigBee.

Tha fìor leasachadh eadar-lìn de rudan gu math tric co-cheangailte ri lìonraidhean 5G. Faodaidh a’ chiad chleachdadh de theicneòlasan ùra, an toiseach anns an roinn gnìomhachais, nochdadh ann an dhà no trì bliadhna. Ach, faodaidh sinn a bhith an dùil ruigsinneachd air lìonraidhean an ath ghinealach airson luchd-ceannach fa-leth gun a bhith nas tràithe na 2025. Is e buannachd teicneòlas 5G, am measg rudan eile, an comas làimhseachadh millean inneal air a chruinneachadh air raon de chilemeatair ceàrnagach. Bhiodh e coltach gu bheil àireamh mhòr ann, ach ma bheir thu aire do na tha lèirsinn IoT ag ràdh mu dheidhinn bailtean-mòra smartanns a bheil, a bharrachd air bun-structar bailteil, carbadan (a ’toirt a-steach càraichean fèin-riaghailteach) agus innealan taighe (dachaighean snasail) agus innealan oifis ceangailte, a bharrachd air, mar eisimpleir, bùthan agus bathar a tha air an stòradh annta, tha am millean seo gach cilemeatair ceàrnagach a’ sgur a bhith coltach. mòr. Gu sònraichte ann am meadhan a’ bhaile no sgìrean le dùmhlachd àrd de dh’ oifisean.

Thoir an aire, ge-tà, nach fheum mòran innealan ceangailte ris an lìonra agus na mothachairean a tha air an cur orra astaran fìor àrd, oir bidh iad a 'toirt seachad pìosan beaga de dhàta. Chan eil feum air eadar-lìn ultra-luath le ATM no inneal pàighidh. Chan eil feum air sensor ceò is teòthachd anns an t-siostam dìon, ag innse, mar eisimpleir, neach-dèanamh reòiteagan mu na suidheachaidhean ann an reothadairean ann an stòran. Chan eil feum air astaran àrd agus latency ìosal airson a bhith a’ cumail sùil air agus a’ cumail smachd air solais sràide, airson a bhith a’ sgaoileadh dàta bho mheatairean dealain is uisge, airson smachd aig astar a’ cleachdadh fòn cliste de dh’ innealan dachaigh ceangailte ri IoT, no ann an solarachd.

An-diugh, ged a tha teicneòlas LTE againn, a leigeas leinn grunn deichean no eadhon ceudan de mhegabits de dhàta a chuir gach diog thairis air lìonraidhean gluasadach, tha pàirt chudromach de dh’ innealan a tha ag obair air an eadar-lìn de rudan fhathast gan cleachdadh. Lìonraidhean 2G, i.e. air a bhith air a reic bho 1991. GSM àbhaisteach.

Gus faighinn thairis air a ’chnap-starra prìsean a tha a’ dì-mhisneachadh mòran chompanaidhean bho bhith a ’cleachdadh IoT anns na gnìomhan gnàthach aca agus mar sin a’ slaodadh sìos an leasachadh, chaidh teicneòlasan a leasachadh gus lìonraidhean a thogail a tha air an dealbhadh gus taic a thoirt do dh ’innealan a bhios a’ sgaoileadh pacaidean dàta beaga. Bidh na lìonraidhean sin a’ cleachdadh an dà chuid na triceadan a bhios luchd-obrachaidh gluasadach a’ cleachdadh agus a’ chòmhlan gun chead. Bidh teicneòlasan leithid LTE-M agus NB-IoT (ris an canar cuideachd NB-LTE) ag obair anns a’ chòmhlan a bhios lìonraidhean LTE a’ cleachdadh, agus bidh EC-GSM-IoT (ris an canar cuideachd EC-EGPRS) a’ cleachdadh a’ chòmhlain a bhios lìonraidhean 2G a’ cleachdadh. Anns an raon gun chead, faodaidh tu taghadh bho fhuasglaidhean mar LoRa, Sigfox, agus RPMA.

Tha na roghainnean gu h-àrd uile a 'tabhann raon farsaing agus tha iad air an dealbhadh gus am bi na h-innealan deireannach cho saor' s as urrainn agus a 'cleachdadh cho beag de lùth' sa ghabhas, agus mar sin ag obair gun a bhith ag atharrachadh a 'bhataraidh eadhon airson grunn bhliadhnaichean. Mar sin an t-ainm coitcheann aca - (caitheamh cumhachd ìosal, raon fada). Chan fheum lìonraidhean LPWA a tha ag obair anns na raointean a tha rim faighinn le gnìomhaichean gluasadach ach ùrachadh bathar-bog. Tha leasachadh lìonraidhean malairteach LPWA air a mheas le companaidhean rannsachaidh Gartner agus Ovum mar aon de na tachartasan as cudromaiche ann an leasachadh IoT.

Bidh luchd-obrachaidh a 'cleachdadh diofar theicneòlasan. Tha Duitseach KPN, a chuir an lìonra nàiseanta aca air bhog an-uiridh, air LoRa a thaghadh agus tha ùidh aige ann an LTE-M. Tha a' bhuidheann Vodafone air NB-IoT a thaghadh - am-bliadhna thòisich iad a' togail lìonra anns an Spàinn, agus tha planaichean aca lìonra mar seo a thogail sa Ghearmailt, Èirinn agus an Spàinn. Tha Deutsche Telekom air NB-IoT a thaghadh agus ag ainmeachadh gun tèid an lìonra aca a chuir air bhog ann an ochd dùthchannan, a’ Phòlainn nam measg. Thagh Spàinntis Telefonica Sigfox agus NB-IoT. Thòisich Orange san Fhraing a’ togail lìonra LoRa agus an uairsin dh’ainmich e gun tòisicheadh ​​​​e a’ sgaoileadh lìonraidhean LTE-M às an Spàinn agus a ’Bheilg anns na dùthchannan anns a bheil e ag obair, agus mar sin is dòcha sa Phòlainn cuideachd.

Dh’ fhaodadh togail lìonra LPWA a bhith a’ ciallachadh gun tòisich leasachadh eag-shiostam IoT sònraichte nas luaithe na lìonraidhean 5G. Chan eil leudachadh aon a’ dùnadh a-mach an tè eile, leis gu bheil an dà theicneòlas riatanach airson cliath snasail san àm ri teachd.

Tha e coltach gum feum ceanglaichean gun uèir 5G mòran co-dhiù lùth. A bharrachd air na raointean a chaidh ainmeachadh roimhe, bu chòir dòigh air lùth a shàbhaladh aig ìre innealan fa leth a chuir air bhog an-uiridh. Àrd-ùrlar lìn Bluetooth. Thèid a chleachdadh le lìonra de bholgan snasail, glasan, mothachairean, msaa. Leigidh an teicneòlas leat ceangal a dhèanamh ri innealan IoT gu dìreach bho bhrobhsair lìn no làrach-lìn gun a bhith a’ cleachdadh thagraidhean sònraichte.

Sealladh farsaing air teicneòlas lìn Bluetooth

5G roimhe

Is fhiach fios a bhith agad gu bheil cuid de chompanaidhean air a bhith a’ leantainn teicneòlas 5G airson bhliadhnaichean. Mar eisimpleir, tha Samsung air a bhith ag obair air na fuasglaidhean lìonra 5G aca bho 2011. Rè na h-ùine seo, bha e comasach tar-chuir de 1,2 Gb / s a ​​choileanadh ann an carbad a ’gluasad aig astar 110 km / u. agus 7,5 Gbps airson inneal-glacaidh seasmhach.

A bharrachd air an sin, tha lìonraidhean 5G deuchainneach ann mu thràth agus chaidh an cruthachadh ann an co-obrachadh le diofar chompanaidhean. Ach, aig an àm seo tha e fhathast ro thràth a bhith a’ bruidhinn mu dheidhinn gnàthachadh an lìonraidh ùr a tha ri thighinn agus dha-rìribh cruinneil. Tha Ericsson ga dheuchainn san t-Suain agus ann an Iapan, ach tha innealan beaga luchd-cleachdaidh a dh’ obraicheas leis an inbhe ùr fhathast fada air falbh. Ann an 2018, ann an co-obrachadh leis a ’ghnìomhaiche Suaineach TeliaSonera, cuiridh a’ chompanaidh air bhog a ’chiad lìonraidhean malairteach 5G ann an Stockholm agus Tallinn. An toiseach bidh lìonraidhean bailtean-mòra, agus feumaidh sinn feitheamh gu 5 airson 2020G “làn-mheud”. Tha eadhon aig Ericsson a’ chiad fòn 5G. Is dòcha gur e am facal “fòn” am facal ceàrr às deidh a h-uile càil. Tha cuideam an inneal 150 kg agus feumaidh tu siubhal leis ann am bus mòr le uidheamachd tomhais.

Anns an Dàmhair an-uiridh, thàinig an naidheachd mun chiad lìonra 5G à Astràilia fad às. Ach, bu chòir fios a chuir chun t-seòrsa aithisgean seo le astar - ciamar a tha fios agad, às aonais inbhe agus sònrachadh 5G, gun deach seirbheis còigeamh ginealach a chuir air bhog? Bu chòir seo atharrachadh aon uair ‘s gu bheil an inbhe air aontachadh. Ma thèid a h-uile càil a rèir a ’phlana, nochdaidh lìonraidhean 5G ro-inbheach a’ chiad sealladh aca aig Oiliompaics Geamhraidh 2018 ann an Korea a Deas.

Tonnan millimeter agus ceallan beaga

Tha obrachadh lìonra 5G an urra ri grunn theicneòlasan cudromach.

Stèisean bunaiteach air a dhèanamh le Samsung

A 'chiad fhear ceanglaichean tonn millimeter. Tha barrachd is barrachd innealan a’ ceangal ri chèile no ris an eadar-lìn a’ cleachdadh na h-aon tricead rèidio. Bidh seo ag adhbhrachadh call astar agus cùisean seasmhachd ceangail. Is dòcha gur e am fuasgladh atharrachadh gu tonnan millimeter, i.e. anns an raon tricead 30-300 GHz. Tha iad an-dràsta air an cleachdadh gu sònraichte ann an conaltradh saideal agus speuradaireachd rèidio, ach is e am prìomh chuingealachadh aca an raon goirid aca. Bidh seòrsa ùr de antenna a ’fuasgladh na duilgheadas seo, agus tha leasachadh an teicneòlais seo fhathast a’ dol air adhart.

Is e teicneòlas an dàrna colbh den chòigeamh ginealach. Tha luchd-saidheans a 'bòstadh gu bheil iad mar-thà comasach air dàta a chraoladh le bhith a' cleachdadh tonnan millimeter thairis air astar nas motha na 200 m. Ach, ann an sgìrean le àireamh-sluaigh nas lugha, chan eil "ceallan beaga" ag obair gu math.

Bu chòir seo cuideachadh leis a’ chùis gu h-àrd Teicneòlas MIMO saor an asgaidh Ginealach Ùr. Tha MIMO na fhuasgladh a tha cuideachd air a chleachdadh anns an inbhe 4G a dh’ fhaodadh comas lìonra gun uèir àrdachadh. Tha an dìomhair ann an sgaoileadh ioma-antenna air na taobhan tar-chuir agus faighinn. Faodaidh stèiseanan an ath ghinealach ochd puirt nas àirde na an-diugh a làimhseachadh gus dàta a chuir agus fhaighinn aig an aon àm. Mar sin, tha gluasad lìonra a’ dol suas 22%.

Is e dòigh chudromach eile airson 5G “beamforming“. Is e dòigh giollachd chomharran a th’ ann gus an tèid an dàta a lìbhrigeadh don neach-cleachdaidh air an t-slighe as fheàrr. a’ cuideachadh tonnan millimeter gus an inneal a ruighinn ann an giùlan dùmhail seach tro sgaoileadh omnidirectional. Mar sin, tha neart chomharran air a mheudachadh agus tha eadar-theachd air a lughdachadh.

Bu chòir an còigeamh eileamaid den chòigeamh ginealach a bhith mar an ceudna duplex làn. Is e tar-chuir dà-shligheach a th’ ann an Duplex, ie fear anns a bheil e comasach sgaoileadh agus fàilteachadh fiosrachaidh anns gach taobh. Tha làn duplex a’ ciallachadh gu bheil dàta air a ghluasad gun bhriseadh sgaoilidh. Tha am fuasgladh seo an-còmhnaidh ga leasachadh gus na crìochan as fheàrr a choileanadh.

 

An t-siathamh ginealach?

Ach, tha na h-obair-lann mu thràth ag obair air rudeigin eadhon nas luaithe na 5G - ged a-rithist, chan eil fios againn dè dìreach a th’ anns a’ chòigeamh ginealach. Tha luchd-saidheans Iapanach a’ cruthachadh tar-chuir dàta gun uèir san àm ri teachd, mar gum biodh, an ath, an t-siathamh dreach. Tha e a 'gabhail a-steach a bhith a' cleachdadh triceadan bho 300 GHz agus nas àirde, agus bidh na h-astaran a gheibhear aig 105 Gb / s air gach sianal. Tha rannsachadh agus leasachadh theicneòlasan ùra air a bhith a’ dol air adhart airson grunn bhliadhnaichean. San t-Samhain an-uiridh, chaidh 500 Gb / s a ​​choileanadh a’ cleachdadh a ’chòmhlan terahertz 34 GHz, agus an uairsin 160 Gb / s a’ cleachdadh inneal-sgaoilidh anns a ’chòmhlan 300-500 GHz (ochd seanalan air an atharrachadh aig amannan 25 GHz). ) - is e sin, toraidhean iomadh uair nas àirde na na comasan ris a bheil dùil aig lìonra 5G. Is e an soirbheachas as ùire obair buidheann de luchd-saidheans bho Oilthigh Hiroshima agus luchd-obrach Panasonic aig an aon àm. Chaidh fiosrachadh mun teicneòlas a chuir air làrach-lìn an oilthigh, chaidh barailean agus uidheamachd lìonra terahertz a thaisbeanadh sa Ghearran 2017 aig co-labhairt ISSCC ann an San Francisco.

Mar a tha fios agad, tha àrdachadh ann an tricead obrachaidh chan ann a-mhàin a ’comasachadh gluasad dàta nas luaithe, ach cuideachd a’ lughdachadh gu mòr an raon a dh ’fhaodadh a bhith aig a’ chomharra, agus cuideachd a ’meudachadh cho buailteach do gach seòrsa bacadh. Tha seo a’ ciallachadh gu feumar bun-structar a tha gu math toinnte agus dùmhail a thogail.

Is fhiach a bhith mothachail cuideachd gu bheil ar-a-mach - leithid an lìonra 2020G a tha san amharc airson 5 agus an uairsin an lìonra terahertz eadhon nas luaithe a tha beachd-bharail - a’ ciallachadh gum feumar dreachan a tha air an atharrachadh a rèir inbhean ùra a chuir nan àite milleanan de dh ’innealan. Tha e coltach gun cuir seo gu mòr ... maill air an ìre atharrachaidh agus gum bi an tionndadh a tha san amharc gu bhith na mean-fhàs.

Airson a leantainn Àireamh cuspair anns an iris mu dheireadh dhen mhìos.