Bahkan tanpa banyak pemahaman tentang generasi standar ponsel, siapa pun mungkin akan menjawab bahwa 5G lebih keren daripada 4G / LTE. Padahal, semuanya tidak sesederhana itu. Mari kita lihat apa yang 5G lebih baik / lebih buruk, dan kasus mana dari penggunaannya yang paling menjanjikan mengingat keadaan saat ini.
Jadi apa yang dijanjikan teknologi 5G kepada kita?
- Kecepatan meningkat sepuluh kali lipat menjadi 10 Gb / s,
- Mengurangi keterlambatan (latensi) puluhan kali hingga 1 ms,
- Meningkatkan keandalan koneksi ( tingkat kesalahan paket loss ) ratusan kali,
- Peningkatan kepadatan (jumlah) perangkat yang terhubung (10 6 / km 2 ).
Semua ini dicapai dengan:
- multichannelism (paralelisme dalam frekuensi dan BTS)
- peningkatan pembawa frekuensi radio dari unit ke puluhan GHz (bandwidth saluran radio)
5G akan meningkatkan 4G di area tradisional, baik itu mengunduh film secara instan, atau menghubungkan aplikasi seluler Anda dengan cloud. Jadi, apakah mungkin untuk menolak pengiriman Internet ke apartemen dan kantor kami dengan kabel?
5G akan menyediakan koneksi universal segala sesuatu dengan segalanya, menggabungkan broadband, protokol yang memakan energi dengan pita sempit, hemat energi. Ini akan membuka arah baru yang tidak dapat diakses oleh 4G: komunikasi mesin di darat dan udara, Industry 4.0, Internet of things.
Bisnis 5G diharapkan menghasilkan $ 3,5 triliun pada tahun 2035 dan menciptakan 22 juta pekerjaan.
Atau tidak?
(Sumber gambar - Reuters)Bagaimana cara kerjanya
Siapa yang tahu cara kerja 5G - lewati bagian ini.
Jadi, dengan cara apa kita dapat mencapai transfer data cepat dalam 5G, seperti dijelaskan di atas? Bukankah itu semacam sihir?
Peningkatan kecepatan akan terjadi karena transisi ke rentang frekuensi yang lebih tinggi - yang sebelumnya tidak digunakan. Misalnya, frekuensi WiFi di rumah adalah 2,4 atau 5 GHz, frekuensi jaringan seluler yang ada dalam 2,6 GHz. Tetapi ketika kita berbicara tentang 5G, maka di sini kita langsung berbicara tentang puluhan gigahertz. Sederhana: tingkatkan frekuensi, kurangi panjang gelombang - dan kecepatan transfer data menjadi beberapa kali lebih besar. Dan jaringan secara keseluruhan diturunkan.
Berikut ini adalah komik visual bagaimana dan bagaimana jadinya nanti. Itu:
Akan:
(Sumber: IEEE Spectrum, Semua yang Harus Anda Ketahui tentang 5G )Frekuensi telah meningkat sepuluh kali lipat, jadi pada 5G kita berurusan dengan gelombang milimeter yang jauh lebih pendek. Mereka melewati rintangan dengan buruk. Dan dalam hal ini, arsitektur jaringan berubah. Sebelumnya, komunikasi diberikan kepada kami oleh menara-menara besar yang kuat yang menyediakan komunikasi jarak jauh, tetapi sekarang akan diperlukan untuk mengatur banyak menara berdaya rendah kompak di mana-mana. Dan perlu diingat bahwa di kota-kota besar, stasiun akan membutuhkan banyak, karena sinyal memblokir oleh gedung-gedung tinggi. Jadi, untuk dengan percaya diri melengkapi New York dengan jaringan 5G, Anda perlu
menambah jumlah BTS sebanyak 500 (!) Times.
Menurut operator Rusia, beralih ke 5G untuk mereka akan menelan biaya sekitar 150 miliar rubel - biaya yang sebanding dengan biaya sebelumnya untuk menggelar jaringan 4G, dan ini terlepas dari kenyataan bahwa biaya stasiun 5G lebih rendah daripada yang ada (tetapi mereka membutuhkan banyak).
Dua opsi jaringan: tetap dan seluler
Untuk mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan jangkauan, teknologi
beamforming digunakan - pembentukan dinamis dari sinar radio untuk pelanggan tertentu. Bagaimana ini dilakukan? Basis stasiun mengingat dari mana datangnya sinyal dan berapa banyak (itu datang tidak hanya dari telepon Anda, tetapi juga sebagai refleksi dari hambatan), dan dengan bantuan metode triangulasi, stasiun ini menghitung perkiraan lokasi Anda, dan kemudian membangun jalur sinyal yang optimal.
Sumber: Analysys MasonNamun, kebutuhan untuk melacak posisi penerima mengarah ke sedikit perbedaan untuk kasus penggunaan tetap dan seluler, dan ini tercermin dalam berbagai kasus penggunaan (lebih lanjut tentang ini nanti di bagian "Pasar Konsumen").
Status quo
Standar
Tidak ada standar 5G yang diterima. Teknologi ini terlalu kompleks dan ada terlalu banyak pemain dengan kepentingan yang saling bertentangan.
Standar 5G NR (
New Radio ) dari 3GPP (
3D Generation Partnership Project ), yang mengembangkan standar sebelumnya, 3G dan 4G, berada pada tahap menawarkan tingkat perkembangan yang tinggi. 5G menggunakan dua rentang frekuensi radio (
Rentang Frekuensi , atau hanya disingkat
FR ). FR1 menawarkan frekuensi di bawah 6GHz. FR2 - di atas 24 GHz, disebut gelombang milimeter. Standar ini mendukung penerima stasioner dan bergerak dan merupakan pengembangan lebih lanjut dari standar 5GTF dari raksasa telekomunikasi Amerika Verizon, yang hanya mendukung penerima stasioner (jenis layanan ini disebut jaringan akses nirkabel tidak bergerak).
Standar 5G NR menyediakan tiga kasus penggunaan:
- eMBB ( Mobile Broadband yang disempurnakan ) - mendefinisikan Internet seluler yang biasa bagi kami;
- URLLC ( Komunikasi Latensi Rendah Sangat Andal ) - persyaratan tinggi untuk kecepatan respons dan keandalan - untuk tugas-tugas seperti transportasi otonom atau operasi jarak jauh;
- mMTC ( Komunikasi Tipe Mesin besar-besaran ) - mendukung sejumlah besar perangkat yang jarang mengirim data - kasus Internet of Things, yaitu penghitung dan perangkat pemantauan.
Atau secara singkat, hal yang sama dalam gambar:
Penting untuk dipahami bahwa industri ini pertama-tama akan fokus memperkenalkan eMBB, sebagai skenario yang lebih dapat dipahami dengan arus kas yang ada.
Implementasi
Sejak 2018, pengujian skala besar telah dilakukan, misalnya, di Olimpiade Musim Dingin di Korea Selatan. Pada tahun 2018, semua operator Big Four Rusia melakukan tes. MTS menguji teknologi baru dalam
hubungannya dengan Samsung - kasus penggunaan diuji dengan panggilan video, transmisi video resolusi tinggi, game online.
Di Korea Selatan, untuk pertama kalinya di dunia, layanan 5G ditawarkan pada akhir 2018. Implementasi komersial di seluruh dunia diharapkan tahun 2020 mendatang. Pada tahap awal, rentang FR1 akan digunakan sebagai tambahan untuk jaringan 4G yang ada.
Menurut rencana Kementerian Komunikasi , di Rusia 5G akan mulai muncul di jutaan kota plus sejak 2020. Dalam praktiknya, penyebaran skala besar akan ditentukan oleh kemungkinan monetisasi, dan aspek 5G ini belum jelas.
Sekarang 5G dipandang oleh operator telekomunikasi dan bukan di bidang pemasaran: ikon 5G di layar ponsel pasti akan menjadi nilai tambah di mata pelanggan operator telekomunikasi. Insiden anekdotal dengan
operator AT&T , yang memposting ikon 5G tanpa adanya jaringan nyata, menunjukkan hal itu, di mana para pesaing mengajukan gugatan terhadapnya karena penipuan.
Jika Anda melihat lebih dekat, Anda dapat melihat bahwa ikon itu sebenarnya "5GE" - singkatan dari 5G Evolution, dan tiba-tiba ini bukan 5G yang sedang kita pikirkan, tetapi hanya label yang ditemukan oleh pemasar untuk jaringan LTE yang ada dengan beberapa perbaikan.Chipset
Perusahaan-perusahaan mikroelektronik telah menginvestasikan banyak miliaran dolar dalam 5G. Chip untuk modem seluler 5G NR ditawarkan oleh Samsung (
Exynos Modem 5100 ), Qualcomm (
modem Snapdragon X55 ), Huawei (
Balong 5000 ). Modem dari Intel, pemain baru di pasar ini, diharapkan pada akhir tahun 2019. Modem Samsung dibuat menggunakan teknologi FinFET 10nm, dan kompatibel dengan standar lama mulai dari 2G. Dalam rentang frekuensi hingga 6 GHz, ia menyediakan kecepatan unduhan hingga 2 Gb / dtk, saat menggunakan rentang milimeter, kecepatan meningkat hingga 6 Gb / dtk.
Telepon
Hampir semua pembuat ponsel Android telah mengumumkan rencana untuk menerapkan 5G. Samsung memperkenalkan flagship Galaxy S10 dalam versi 5G di Mobile World Congress pada akhir Februari 2019. Pada 5 April, Samsung dirilis di Korea. Di AS, kebaruan muncul pada 16 Mei, dan di sana koneksi terjadi dengan jaringan operator telekomunikasi Verizon. Operator lain juga berhenti beroperasi: AT&T
mengumumkan rencana untuk merilis smartphone kedua dengan Samsung pada paruh kedua tahun 2019.
Pasar konsumen
Kasus 1. Internet Rumah
Jaringan 5G dari akses nirkabel tidak bergerak akan menjadi alternatif dari Internet kabel di apartemen kami. Jika sebelumnya Internet datang ke apartemen kami dengan kabel, maka di masa depan - dari menara 5G, dan kemudian router akan mendistribusikannya melalui WiFi rumah biasa. Perusahaan pemain besar menyelesaikan persiapan dengan menyinkronkan rilis router untuk dijual dengan penyebaran jaringan 5G. Router 5G biasanya berharga $ 700-900, dan menyediakan kecepatan unduh 2-3 Gbit / dtk. Dengan demikian, operator akan menyelesaikan masalah "last mile" dan mengurangi biaya pemasangan kabel. Dan tidak perlu takut bahwa jaringan backbone yang ada tidak akan mengatasi peningkatan lalu lintas yang akan datang dari jaringan 5G: studi sedang dilakukan untuk menggunakan cadangan jaringan serat yang ada - yang disebut "serat gelap".
Seberapa baru skenario ini bagi pengguna? Sudah, di beberapa negara, mereka berhenti menggunakan Internet kabel rumah tradisional, dan beralih ke LTE: ternyata menjadi lebih cepat dan lebih murah untuk menggunakan komunikasi seluler dalam semua situasi, dengan tarif yang nyaman. Situasi seperti itu, misalnya, telah berkembang di Korea. Dan dia diilustrasikan di sini dalam komik ini:
Kasus 2. Kemacetan massal orang
Tentunya semua orang berada dalam situasi yang tidak menyenangkan: datang ke pameran atau stadion, dan komunikasi seluler menghilang. Dan inilah saat ketika Anda ingin memposting foto atau menulis di jejaring sosial.
Stadion
Samsung melakukan tes bersama dengan operator telekomunikasi Jepang KDDI di stadion baseball ke 30.000. Menggunakan tablet uji 5G, dimungkinkan untuk mendemonstrasikan streaming video 4K secara bersamaan di beberapa tablet.
Stadion ini adalah satu dari tiga skenario yang diilustrasikan dalam zona demo yang disebut 5G City, yang terletak di Suwon (kantor pusat Samsung). Skenario lain termasuk lingkungan perkotaan (menghubungkan kamera, sensor dan papan informasi) dan titik akses berkecepatan tinggi untuk mengirimkan video HD ke bus yang bergerak: ketika melewati titik, film punya waktu untuk mengunduh.
Permainan
Niantic, pencipta game geolokasi Pokemon Go yang terkenal di dunia,
memiliki harapan tinggi untuk 5G. Belum lama ini, acara kelompok muncul dalam permainan - penggerebekan. Dalam serangan, Anda harus berkoordinasi dengan pemain lain untuk bersama-sama mengalahkan Pokémon yang sangat kuat, dan ini menciptakan situasi menarik dalam kehidupan nyata. Jadi, lokasi legendaris utama dari permainan dengan Pokemon Mewtwo yang paling langka terletak di Times Square di New York - Anda dapat membayangkan kerumunan macam apa yang ada, yang terdiri tidak hanya dari pemburu Pokemon, tetapi hanya turis.
Augmented Reality juga dianggap sebagai "aplikasi pembunuh" untuk 5G. Dalam
video ini
, Anda dapat melihat konsep pertarungan sihir waktu nyata, yang kini sedang dikembangkan oleh Niantic dalam permainan baru berbasiskan "Harry Potter". Niantic telah bermitra dengan Samsung dan operator Deutsche Telecom dan SK Telecom.
Transportasi
Akhirnya, kasus kereta menarik. Ada ide untuk melengkapi kereta api dengan komunikasi 5G untuk hiburan dan kenyamanan penumpang. Sebuah studi oleh University of Bristol
menunjukkan : untuk mencapai komunikasi mulus berkecepatan tinggi, Anda perlu melengkapi jalur kereta api dengan titik akses yang terpisah 800 meter!
Contoh cara mengatur titik akses di sepanjang jalur kereta apiTes berhasil dilakukan pada kereta yang berjalan di dekat Tokyo -
dilakukan oleh Samsung dan operator telekomunikasi KDDI. Selama pengujian, kecepatan 1,7 Gbit / s tercapai, dan selama pengujian, video 8K diunduh dan video 4K diunduh dari kamera.
Kasus penggunaan baru
Tetapi semua ini lebih merupakan solusi untuk tugas-tugas yang sudah akrab bagi kita. Dan 5G apa yang secara fundamental baru dapat menawarkan kepada kita?
Mobil yang terhubung
Keuntungan utama adalah latensi rendah, yang memungkinkan mobil untuk berkomunikasi satu sama lain dengan kecepatan hingga 500 km / jam. Tidak seperti pengemudi manusia, mobil akhirnya dapat menegosiasikan manuver di antara mereka sendiri atau dengan infrastruktur tetap, membuat jalan lebih aman. Sangat menarik bahwa sistem akan mempertimbangkan kondisi cuaca: semua orang tahu bahwa dalam cuaca yang licin jarak pengereman lebih lama, dan oleh karena itu aturan dalam sistem seperti itu harus berubah.
Asosiasi Otomotif Eropa (5GAA) telah menyatukan lebih dari 100 produsen mobil dan mobil besar di seluruh dunia untuk mempercepat penyebaran sistem C-V2X (Kendaraan Seluler-Ke-Segalanya). Tujuan utama asosiasi adalah keselamatan jalan yang komprehensif dan efisiensi lalu lintas. Pengendara sepeda dan pejalan kaki dengan smartphone 5G juga dapat mengandalkan keamanan. Peserta pergerakan pada jarak hingga 1 km akan dapat menghubungi secara langsung, pada jarak besar mereka akan membutuhkan kehadiran cakupan 5G. Sistem ini akan memastikan terciptanya koridor untuk polisi dan ambulans, menyediakan pertukaran sensor antara mobil, mengemudi jarak jauh dan keajaiban lainnya. Setelah peluncuran C-V2X, asosiasi berencana untuk menerapkan pengalaman yang diperoleh dalam 5G V2X, di mana ia akan berayun pada industri 4.0, kota pintar dan semua yang
bergerak menggunakan 5G.
Contoh situasi yang dapat diselesaikan dengan Mobil Terhubung. Sumber: Qualcomm.5G tidak hanya memungkinkan kendaraan darat untuk berkomunikasi, tetapi juga pesawat terbang. Tahun ini, Samsung, bersama dengan penyedia internet Spanyol Orange,
menunjukkan bagaimana pilot jarak jauh mengendalikan penerbangan drone menggunakan jaringan 5G yang dikerahkan dan menerima aliran video definisi tinggi secara real time. Penyedia Amerika Verizon pada 2017 membeli
operator drone Skyward , menjanjikan jutaan penerbangan yang terhubung 5G. Drone perusahaan sudah terhubung ke jaringan 4G Verizon yang diluncurkan.
Industri 4.0
Secara umum, ungkapan "Industrie 4.0" diciptakan di Jerman untuk program modernisasi industrinya.
5G-ACIA (Aliansi 5G untuk Industri dan Otomasi yang Terhubung), yang berkantor pusat di Jerman, telah bergabung dengan perusahaan manufaktur yang tertarik menggunakan 5G sejak 2018. Tuntutan terbesar pada latensi dan keandalan dibuat oleh kontrol pergerakan robot industri, di mana waktu respons tidak dapat melebihi puluhan mikrodetik. Sekarang ini sedang diselesaikan menggunakan Industrial Ethernet (misalnya, standar EtherCAT). Kemungkinan 5G akan bersaing untuk ceruk ini!
Aplikasi lain, seperti komunikasi antara pengontrol industri atau dengan operator manusia, jaringan sensor, kurang menuntut. Sekarang sebagian besar jaringan ini menggunakan kabel, sehingga nirkabel 5G tampaknya menjadi solusi yang ekonomis, selain memungkinkan konfigurasi ulang produksi yang cepat.
Dalam praktiknya, kelayakan ekonomi akan mengarah pada pengenalan 5G di area paling mahal terkait dengan pembayaran tenaga manusia, misalnya, pengemudi forklift di pabrik dan gudang. Jadi, perusahaan teknik Eropa Acciona mendemonstrasikan
sistem robot otonom MIR200 . Troli mentransmisikan video resolusi 360 dalam resolusi tinggi, operator jarak jauh akan membantunya meninggalkan situasi yang tidak terduga. Troli menggunakan teknologi 5G dari Cisco dan Samsung.
Teknologi kolaborasi jarak jauh melangkah lebih jauh. Tahun ini diperlihatkan bagaimana seorang ahli bedah ahli dalam waktu nyata memantau perkembangan operasi onkologis yang berlangsung beberapa kilometer jauhnya dan menunjukkan kepada rekan-rekannya cara terbaik untuk melakukan operasi. Ketika teknologi meningkat, ia akan dapat mengambil bagian yang lebih aktif, yang sudah langsung mengelola instrumen bedah.
Internet hal
Pertama-tama, 5G akan menyelesaikan masalah dengan standar komunikasi Internet of Things yang banyak dan kurang didukung, yang sekarang, menurut pendapat kami, membatasi pengembangan area ini.
Di sini 5G dapat menawarkan yang berikut:
- Jaringan ad hoc (tanpa router)
- Perangkat terhubung dengan kepadatan tinggi
- Dukungan untuk komunikasi pita sempit, hemat energi (10+ tahun dengan satu baterai)
Tetapi tampaknya bisnis besar masih lebih tertarik pada skenario lain selain Internet. Pencarian cepat di Internet tidak menemukan pemain kunci yang menunjukkan manfaat 5G untuk Internet.
Mengakhiri topik ini, kami memperhatikan kesempatan menarik berikut. Sekarang tergantung pada outlet atau kebutuhan untuk mengganti baterai membatasi pilihan "hal-hal". Pengisian nirkabel induktif frekuensi rendah hanya bekerja terpisah beberapa sentimeter. 5G dan gelombang milimeter diarahkan akan memungkinkan pengisian yang efisien pada jarak beberapa meter. Meskipun standar yang ada tidak menetapkan ini, kami tidak ragu bahwa insinyur akan segera menemukan cara untuk mengambil kesempatan ini!
Fitur Pengembang
Jika Anda tertarik dengan topik tersebut, lalu ke mana harus melanjutkan?
Komunikasi Anda secara pribadi dapat berkenalan dengan pemain 5G di konferensi Rusia berikutnya
Skolkovo Startup Village 2019 29-29 Mei,
Wireless Russia Forum: 4G, 5G & Beyond 2019 Mei 30-31,
CEBIT Rusia 2019 25-27 Juni,
Mobil Pintar & Jalan 2019 24 Oktober
Dari kontak akademik, perlu dicatat
Seminar Telekomunikasi Moskow yang diadakan di Institut untuk Masalah Transmisi Informasi.
Pembiayaan . Pemain kunci mengadakan kontes untuk penggunaan 5G di berbagai bidang. Di AS, Verizon baru-baru ini
mengumumkan kontes “Built on 5G Challenge” untuk Industry 4.0, aplikasi konsumen imersif (VR / AR), dan ide-ide terobosan (mengubah gaya hidup dan pekerjaan kami). Kompetisi ini terbuka untuk usaha kecil terdaftar di AS, aplikasi diterima hingga 15 Juli. Kumpulan hadiah - $ 1 juta. Pemenang akan diumumkan pada bulan Oktober tahun ini.
Pekerjaan Selain operator seluler Big Four, di Rusia ada beberapa perusahaan yang berencana menggunakan 5G dalam waktu dekat. Model bisnis penyedia pengiriman konten terkemuka di Rusia dan CIS, CDNVideo, adalah biaya untuk jumlah lalu lintas yang diterima. Menggunakan 5G, berpotensi menurunkan harga ini, akan memungkinkan perusahaan untuk mengurangi biaya. Perusahaan PlayKey mempromosikan game di cloud, tidak mengherankan bahwa ia juga berencana untuk menggunakan 5G.
Open Source cenderung memainkan peran kunci dalam infrastruktur. American
Open Networking Foundation mendukung 5G.
Aliansi Perangkat Lunak OpenAirInterface Eropa menyatukan mereka yang ingin menghindari komponen kepemilikan infrastruktur 5G. Arahan strategis termasuk dukungan untuk modem 5G dan sistem yang ditentukan perangkat lunak, jaringan heterogen dan Internet hal-hal.
Aliansi O-RAN memvirtualisasikan Radio Access Networks. Implementasi jaringan inti tersedia dari
Open5GCore .
Penulis:
Stanislav Polonsky - Kepala Riset dan Pengembangan Lanjutan, Pusat Penelitian Samsung
Tatyana Volkova - Penulis kurikulum proyek Samsung Academy IoT, spesialis dalam program tanggung jawab sosial perusahaan di Samsung Research Center