即使没有对几代移动标准的深入了解，任何人都可能会回答说5G比4G / LTE更酷。 实际上，一切都不是那么简单。 让我们看看5G的优缺点，以及在目前的情况下最有希望的使用案例。
那么5G技术给我们带来了什么呢？
- 速度提高十倍，达到10 Gb / s，
- 将延迟（延迟）降低数十倍，直至1毫秒，
- 将连接的可靠性（ 丢包错误率 ）提高数百倍，
- 连接设备的密度（数量）增加（10 6 / km 2 ）。
所有这些都是通过以下方式实现的：
- 多信道机制（频率和基站的并行机制）
- 射频载波从单位增加到数十GHz（无线电信道带宽）
无论是立即下载电影，还是将移动应用程序无缝连接到云，5G都会改善传统领域的4G。 因此，可以拒绝通过电缆将Internet传送到我们的公寓和办公室吗？
5G将宽带，耗能协议与窄带节能相结合，提供万物万物的通用连接。 这将开辟4G无法访问的新方向：地面和空中的机器通信，工业4.0，物联网。 到2035年，5G业务预计将获得3.5T的收入并创造2200万个就业机会。
还是不？
（图片来源-路透社）如何运作
谁知道5G的工作原理-跳过本节。
那么，如上所述，我们可以通过什么方式在5G中实现如此快速的数据传输呢？ 那不是魔术吗？
速度的提高将归因于过渡到更高的频率范围-以前未使用。 例如，家庭WiFi的频率为2.4或5 GHz，现有移动网络的频率为2.6 GHz。 但是，当我们谈论5G时，在这里，我们立即谈论的是数十GHz。 这很简单：提高频率，降低波长-数据传输速度会提高很多倍。 整个网络都将卸载。
这是一段视觉漫画，讲述了过去和现在的样子。 那是：
将是：
（来源：IEEE Spectrum， 您需要了解的有关5G的一切 ）频率增加了十倍，因此在5G中，我们正在处理更短的毫米波。 他们很难通过障碍。 在这方面，网络体系结构正在发生变化。 以前，通信是通过大型的高塔向我们提供的，而长距离的塔可提供长距离的通信，但是现在有必要在各处布置许多紧凑的低功率塔。 请记住，在大城市中，由于高层建筑的信号阻塞，车站的需求量很大。 因此，要自信地为纽约配备5G网络，您需要将基站数量
增加 500（！）倍。
根据俄罗斯运营商的说法，为他们切换到5G的成本约为1500亿卢布-与之前部署4G网络的成本相当，尽管事实上5G站的成本低于现有的成本（但他们需要很多）。
两种网络选项：固定和移动
为了减少能量消耗并增加范围，使用了
波束成形技术-为特定用户动态形成无线电波束。 怎么做？ 基站会记住信号的来源和量（不仅来自您的电话，还来自障碍物的反射），借助三角测量方法，它可以计算出您的大致位置，然后建立最佳的信号路径。
资料来源：易观梅森但是，对于固定和移动用例，需要跟踪接收器的位置会导致细微的差异，这反映在各种用例中（有关更多信息，请参见“消费类市场”部分）。
现状
标准品
没有公认的5G标准。 技术太复杂了，利益冲突的参与者太多了。
3GPP（
3D世代合作伙伴计划 ）的5G NR（
新无线电 ）标准已开发了先前的3G和4G标准，目前正处于高度发展阶段。 5G使用两个射频范围（“
频率范围 ”或简称
FR ）。 FR1提供低于6GHz的频率。 FR2-24 GHz以上，所谓的 毫米波。 该标准支持固定接收器和移动接收器，并且是美国电信巨头Verizon对5GTF标准的进一步发展，该标准仅支持固定接收器（这种类型的服务称为固定无线接入网）。
5G NR标准提供了三种使用案例：
- eMBB（ 增强型移动宽带 ）-为我们定义了通常的移动互联网；
- URLLC（ 超可靠的低延迟通信 ）-对响应速度和可靠性有很高的要求-用于自动运输或远程手术等任务；
- mMTC（ 大规模机器类型通信 ）-支持很少发送数据的大量设备-物联网案例，即计数器和监视设备。
或简单地说，与图片相同：
重要的是要了解，行业将首先专注于引入eMBB，这是使用现有现金流更容易理解的方案。
实作
自2018年以来，例如在韩国的冬季奥运会上进行了大规模测试。 2018年，所有俄罗斯四大运营商都进行了测试。 MTS
与三星一起测试了这项新技术-测试了带有视频通话，高分辨率视频传输，在线游戏的用例。
在韩国，这是世界上首次在2018年底提供5G服务。 预计将于2020年在全球范围内实现商业化。 在初始阶段，FR1系列将用作现有4G网络的附加产品。
根据通信部的计划，自2020年以来，俄罗斯5G将开始在超过100万个城市中出现。 实际上，大规模部署将取决于货币化的可能性，而5G的这一方面尚不清楚。
现在，电信运营商而不是在营销层面上正在看5G：电话屏幕上的5G图标在电信运营商用户看来绝对是一个加号。 与
AT＆T运营商的轶事事件在没有真实网络的情况下张贴了5G图标，这表明了这一点，竞争对手为此对他提起了欺诈诉讼。
如果仔细观察，您会发现该图标实际上是“ 5GE”，代表5G演进，突然之间，这不是我们正在考虑的5G，而只是营销人员为现有LTE网络发明的标签，并进行了一些改进。芯片组
微电子公司已经在5G上投资了数十亿美元。 三星（
Exynos Modem 5100 ），高通（
Snapdragon X55调制解调器 ），华为（
Balong 5000 ）提供用于5G NR蜂窝调制解调器的芯片。 英特尔的调制解调器有望成为该市场的新参与者，该调制解调器将于2019年底推出。三星的调制解调器采用10nm FinFET技术制成，并且与2G起的旧标准兼容。 在高达6 GHz的频率范围内，它提供高达2 Gb / s的下载速度，而在毫米范围内，速度增加到6 Gb / s。
手机
几乎所有的Android手机制造商都宣布了实施5G的计划。 三星于2019年2月下旬在世界移动通信大会上推出了5G版旗舰GalaxyS10。4月5日，三星在韩国发布了该产品。 在美国，这种新颖性于5月16日出现，并与电信运营商Verizon的网络建立了联系。 其他运营商也在提速：AT＆T
宣布计划在2019年下半年与三星合作发布第二款智能手机。
消费市场
案例1.家庭互联网
固定无线访问的5G网络将成为我们公寓中有线互联网的替代方案。 如果更早，互联网是通过电缆到达我们的公寓的，那么将来-从5G塔，然后路由器将通过普通的家庭WiFi进行分发。 主要的播放器公司通过将要出售的路由器的发布与5G网络的部署同步来完成准备工作。 一个典型的5G路由器的价格为700-900美元，并提供2-3 Gbit / s的下载速度。 因此，运营商将解决“最后一英里”的问题并降低布线成本。 不用担心现有的骨干网将无法应对5G网络带来的流量增加：正在研究使用现有的光纤网络储备-所谓的“暗光纤”。
对用户而言，这种情况有多新？ 在某些国家/地区，他们已经停止使用传统的家庭有线互联网，而转而使用LTE：事实证明，在所有情况下以便利的价格使用移动通信都变得更快，更便宜。 例如，韩国已经出现了这种情况。 在这幅漫画中她的插图如下：
案例2.群众拥挤
当然，每个人都处在这样不愉快的境地：来到展览馆或体育馆，移动通信消失了。 而这恰恰是您要发布照片或在社交网络上写的那一刻。
体育馆
三星与日本电信运营商KDDI在第30,000个棒球场进行了测试。 使用测试的5G平板电脑，可以在数个平板电脑上同时演示4K视频流。
该体育场是位于水原（三星总部）的名为5G City的演示区中演示的三种方案之一。 其他场景包括城市环境（连接摄像机，传感器和信息面板）和用于将高清视频传输到行驶中的总线的高速访问点：当电影通过某个点时，就有时间下载电影了。
游戏
Niantic是世界著名的Pokemon Go地理定位游戏的创造者，
他对5G寄予厚望。 不久前，小组活动出现在游戏中-突袭。 在突袭中，您需要与其他玩家进行协调才能共同击败一只特别强大的神奇宝贝，这在现实生活中会产生有趣的情况。 因此，拥有最稀有的Pokemon Mewtwo的游戏的主要传奇地点位于纽约的时代广场-您可以想象会有什么样的人群，不仅包括Pokemon猎人，还包括游客。
增强现实也被认为是5G的“杀手级应用”。 在此
视频中，您可以看到实时魔术战斗的概念，Niantic现在正在基于“哈利波特”的新游戏中开发这种概念。 Niantic已经与三星以及运营商德意志电信和SK Telecom合作。
交通运输
最后，火车的情况很有趣。 有一种想法为铁路配备5G通信功能，以娱乐和乘客舒适。 布里斯托大学的一项研究
表明 ：为了实现高速无缝通信，您需要为铁路配备相距800米的接入点！
如何在铁路沿线设置接入点的示例测试是
由三星和电信运营商KDDI在东京附近的火车上成功进行的。 在测试期间，速度达到1.7 Gbit / s，并且在测试期间，下载了8K视频，并从摄像机下载了4K视频。
新用例
但这一切都是对我们已经熟悉的任务的解决方案。 5G从根本上可以为我们提供什么？
联网汽车
主要优势在于其低延迟，这使汽车可以以高达500 km / h的速度相互通信。 与人类驾驶员不同，汽车最终可以彼此协商或通过固定的基础设施协商机动性，从而使道路更安全。 有趣的是，该系统将考虑天气条件：每个人都知道，在湿滑的天气中，制动距离更长，因此必须更改该系统中的规则。
欧洲汽车协会（5GAA）已经召集了全球100多家主要汽车和汽车制造商，以加快C-V2X（蜂窝车辆到一切）系统的部署。 该协会的主要目标是全面的道路安全和交通效率。 拥有5G智能手机的骑自行车的人和行人也可以指望安全。 距离不超过1 km的运动参与者将能够直接联系，而在远距离，他们将需要5G覆盖。 该系统将确保为警察和救护车建立走廊，在汽车，远程驾驶和其他奇观之间交换传感器。 在C-V2X推出后，该协会计划应用在5G V2X中获得的经验，它将在4.0行业，智慧城市和所有使用5G的事物中摇摆。
联网汽车可以解决的情况示例。 资料来源：高通公司。5G将不仅允许地面车辆进行通信，还允许飞机进行通信。 今年，三星与西班牙互联网提供商Orange一起
演示了远程飞行员如何使用已部署的5G网络控制无人机并实时接收高分辨率视频流。 美国供应商Verizon于2017年收购
了Skyward无人机运营商 ，并承诺进行数百万个5G连接的航班。 该公司的无人机已经连接到已启动的Verizon 4G网络。
工业4.0
通常，“工业4.0”一词是在德国为其工业现代化计划而发明的。 自2018年以来，总部位于德国的
5G-ACIA （5G互联工业和自动化联盟）已加入有兴趣使用5G的制造公司。 对延迟和可靠性的最大要求是对工业机器人运动的控制，其中响应时间不能超过数十微秒。 现在，可以使用工业以太网（例如，EtherCAT标准）解决此问题。 5G可能会竞争这个利基市场！
其他应用程序（例如，工业控制器之间或与操作员之间的通信，传感器网络）的要求较低。 现在，这些网络中的大多数都使用电缆，因此无线5G似乎是经济可行的解决方案，并且可以快速重新配置生产。
在实践中，经济可行性将导致在与人工支付有关的最昂贵的地区引入5G，例如工厂和仓库中的叉车司机。 因此，欧洲工程公司Acciona展示了
自主机器人系统MIR200 。 手推车以高分辨率传输360分辨率的视频，远程操作员将帮助她摆脱不可预料的情况。 该购物车使用Cisco和Samsung的5G技术。
远程协作技术走得更远。 今年展示了一位专家外科医生如何实时监控在几公里外进行的肿瘤手术的进度，并向他的同事们展示如何最好地执行该手术。 随着技术的进步，他将能够更加积极地参与，已经直接管理外科手术器械。
物联网
首先，5G将通过众多且支持不佳的物联网通信标准解决该问题，我们认为，这现在限制了该领域的发展。
5G在这里可以提供以下服务：
- Ad hoc网络（无路由器）
- 高密度连接设备
- 支持窄带，高能效（单个电池可使用10年以上）通信
但是，似乎大企业对物联网以外的其他场景仍然更感兴趣。 在互联网上进行的快速搜索未发现关键参与者能够证明5G对于物联网的好处。
在结束本主题时，我们注意以下有趣的机会。 现在，根据插座或更换电池的需要，限制了“物品”的选择。 低频感应无线充电仅相隔几厘米。 5G及其定向毫米波将允许在几米的距离内进行有效充电。 尽管现有标准没有对此做出规定，但是毫无疑问，工程师们将很快找到方法来利用这一机会！
开发人员功能
如果您对该主题感兴趣，那么继续前进？
沟通 。 您可以在下届俄罗斯会议上
亲身接触5G玩家
2019 Skolkovo Startup Village 2019年 5月29日至30日，
Wireless Russia论坛：4G，5G及之后的2019年 5月30-31日，
CEBIT Russia 2019 6月25-27日，
Smart Cars and Roads 2019 24十月
在学术联系中，应注意在信息传输问题研究所举办的
莫斯科电信研讨会 。
筹资 。 关键参与者举行了有关在各个领域使用5G的竞赛。 在美国，Verizon最近
宣布了针对工业4.0，沉浸式消费应用（VR / AR）和突破性创意（改变我们的生活方式和工作）的“构建5G挑战”竞赛。 这项比赛向美国注册的小企业开放，申请截止日期为7月15日。 奖池-$ 1M。 获奖者将于今年10月宣布。
就业机会 除了四大移动运营商外，俄罗斯还有多家公司计划在不久的将来使用5G。 俄罗斯和CIS领先的内容交付提供商的业务模型CDNVideo是收取一定流量的费用。 使用5G可能会降低该价格，这将使该公司降低成本。 PlayKey公司在云中推广游戏，毫不奇怪它也计划使用5G。
开源很可能在基础架构中扮演关键角色。 美国
开放网络基金会支持5G。 欧洲
OpenAirInterface软件联盟团结了那些希望绕开5G基础架构专有组件的人们。 战略方向包括对5G调制解调器和软件定义的系统，异构网络和物联网的支持。
O-RAN联盟虚拟化了无线接入网络。 核心网络实现可从
Open5GCore获得 。
作者：
Stanislav Polonsky-三星研究中心高级研究与开发主管
Tatyana Volkova-物联网学院三星项目课程的作者，三星研究中心的企业社会责任计划专家