5G - Guida rapida

Le tecnologie radio hanno evidenziato un'evoluzione rapida e multidirezionale con il lancio dei sistemi cellulari analogici negli anni '80. Da allora in poi, i sistemi di comunicazione wireless digitali sono costantemente in missione per soddisfare il crescente bisogno degli esseri umani (1G, ... 4G, o ora 5G).

Quindi, questo articolo descrive la tecnologia 5G enfatizzando le sue caratteristiche salienti, il design tecnologico (architettura), i vantaggi, le carenze, le sfide e la portata futura.

Caratteristiche salienti del 5G

5 ° generazione di rete mobile o semplicemente 5G è la prossima rivoluzione della tecnologia mobile. Le caratteristiche e la sua usabilità vanno ben oltre le aspettative di un normale essere umano. Con la sua altissima velocità, è abbastanza potenziale per cambiare il significato dell'usabilità di un telefono cellulare.

Con una vasta gamma di funzionalità innovative, ora il tuo smartphone sarebbe più parallelo al laptop. È possibile utilizzare una connessione Internet a banda larga; Altre caratteristiche significative che affascinano le persone sono più opzioni di gioco, opzioni multimediali più ampie, connettività ovunque, latenza zero, tempi di risposta più rapidi e suono di alta qualità e video HD possono essere trasferiti su altri telefoni cellulari senza compromettere la qualità di audio e video.

Se guardiamo indietro, scopriremo che ogni prossimo decennio una generazione avanza nel campo della tecnologia mobile. A partire dalla prima generazione (1G) negli anni '80, seconda generazione (2G) negli anni '90, terza generazione (3G) negli anni 2000,Fourth Generation (4G) nel 2010, e ora di quinta generazione (5G), stiamo avanzando verso una tecnologia sempre più sofisticata e intelligente.

Cos'è la tecnologia 5G?

La tecnologia 5G dovrebbe fornire nuove bande di frequenza (molto più ampie della precedente) insieme a una larghezza di banda spettrale più ampia per canale di frequenza. Ad oggi, le tecnologie mobili dei predecessori (generazioni) hanno evidenziato un aumento sostanziale del bitrate di picco. Allora, in che modo il 5G è diverso dal precedente (specialmente il 4G)? La risposta è: non è solo l'aumento del bitrate che ha reso il 5G diverso dal 4G, ma piuttosto il 5G è anche avanzato in termini di -

  • Bit rate di picco aumentato elevato
  • Maggiore volume di dati per unità di area (ovvero elevata efficienza spettrale del sistema)
  • Elevata capacità per consentire la connettività di più dispositivi contemporaneamente e istantaneamente
  • Minor consumo della batteria
  • Migliore connettività indipendentemente dalla regione geografica in cui ti trovi
  • Maggior numero di dispositivi di supporto
  • Costo inferiore di sviluppo infrastrutturale
  • Maggiore affidabilità delle comunicazioni

Come affermano i ricercatori, con l'ampia gamma di canali radio a larghezza di banda, è in grado di supportare la velocità fino a 10 Gbps, la tecnologia WiFi 5G offrirà una copertura continua e coerente - "mobilità di un'area più ampia nel vero senso del termine".

L'architettura del 5G è molto avanzata, i suoi elementi di rete e vari terminali sono caratteristicamente aggiornati per consentire una nuova situazione. Allo stesso modo, i fornitori di servizi possono implementare la tecnologia avanzata per adottare facilmente i servizi a valore aggiunto.

Tuttavia, l'aggiornamento si basa sulla tecnologia radio cognitiva che include varie caratteristiche significative come la capacità dei dispositivi di identificare la loro posizione geografica, nonché condizioni meteorologiche, temperatura, ecc. La tecnologia radio cognitiva agisce come un ricetrasmettitore (raggio) che percettivamente può catturare e rispondere alla radio segnali nel suo ambiente operativo. Inoltre, distingue prontamente i cambiamenti nel suo ambiente e quindi risponde di conseguenza per fornire un servizio di qualità ininterrotto.

Architettura del 5G

Come mostrato nell'immagine seguente, il modello di sistema del 5G è interamente IP modello basato progettato per le reti wireless e mobili.

Il sistema comprende un terminale utente principale e quindi una serie di tecnologie di accesso radio indipendenti e autonome. Ciascuna delle tecnologie radio è considerata come il collegamento IP per il mondo Internet esterno. La tecnologia IP è progettata esclusivamente per garantire dati di controllo sufficienti per l'instradamento appropriato dei pacchetti IP relativi a determinate connessioni dell'applicazione, ad esempio sessioni tra applicazioni client e server da qualche parte su Internet. Inoltre, per rendere accessibile l'instradamento dei pacchetti dovrebbe essere corretto in accordo con le politiche fornite dall'utente (come mostrato nell'immagine sotto).

La tecnologia Master Core

Come mostrato nella Figura 5, il 5G MasterCore è il punto di convergenza per le altre tecnologie, che hanno il loro impatto sulla rete wireless esistente. È interessante notare che il suo design facilita il funzionamento di MasterCore in modalità parallela multimodale, comprese tutte le modalità di rete IP e la modalità di rete 5G. In questa modalità (come mostrato nell'immagine sotto), controlla tutte le tecnologie di rete di RAN e Different Access Networks (DAT). Poiché la tecnologia è compatibile e gestisce tutte le nuove distribuzioni (basate su 5G), è più efficiente, meno complicata e più potente.

Sorprendentemente, qualsiasi modalità di servizio può essere aperta in 5G New Deployment Mode come World Combination Service Mode (WCSM). WCSM è una caratteristica meravigliosa di questa tecnologia; ad esempio, se un professore scrive sulla lavagna in un paese, può essere visualizzato su un'altra lavagna in qualsiasi altra parte del mondo oltre alla conversazione e al video. Inoltre, è possibile aggiungere facilmente nuovi servizi tramite un servizio multimodale parallelo.

Normalmente, si prevede che il periodo di tempo necessario per lo sviluppo della tecnologia 5G e la sua implementazione sia di circa cinque anni in più da oggi (entro il 2020). Ma per diventare utilizzabile per la gente comune nei paesi in via di sviluppo, potrebbe essere anche di più.

Graph 1 − Showing the Timeline of all previous generation technologies.

Durata prevista

Considerando l'utilità multipla e le varie caratteristiche salienti alla moda, i ricercatori prevedono che questa tecnologia sarà in uso fino al 2040.

La tecnologia 5G è adornata con molte caratteristiche distinte, la cui applicabilità è utile per una vasta gamma di persone indipendentemente dai loro scopi (come mostrato nell'immagine mweb ).

Applicazioni del 5G

Alcune delle applicazioni significative sono:

  • Creerà uno standard globale unificato per tutti.

  • La disponibilità della rete sarà ovunque e faciliterà le persone a utilizzare il proprio computer e questo tipo di dispositivi mobili ovunque e in qualsiasi momento.

  • A causa della tecnologia IPv6, l'indirizzo IP del cellulare verrà assegnato in base alla rete connessa e alla posizione geografica.

  • La sua applicazione renderà il mondo una vera zona Wi-Fi.

  • La sua tecnologia radio cognitiva faciliterà diverse versioni delle tecnologie radio per condividere lo stesso spettro in modo efficiente.

  • La sua applicazione faciliterà le persone a usufruire del segnale radio anche a quote più elevate.

L'applicazione del 5G è molto equivalente alla realizzazione di un sogno. È integrato con funzionalità di anticipo oltre il limite rispetto alle tecnologie precedenti.

Funzionalità avanzate

Rispetto alle precedenti tecnologie radio, il 5G ha i seguenti progressi:

  • Praticamente possibile usufruire della super velocità da 1 a 10 Gbps.
  • La latenza sarà di 1 millisecondo (round trip end-to-end).
  • Larghezza di banda 1.000x per unità di area.
  • Possibilità di collegare da 10 a 100 dispositivi.
  • Copertura mondiale.
  • Riduzione del 90% circa del consumo energetico della rete.
  • La durata della batteria sarà molto più lunga.
  • Tutto il mondo sarà nella zona wi fi .

La tecnologia di quinta generazione offre una vasta gamma di funzionalità, che sono vantaggiose per tutti i gruppi di persone, inclusi studenti, professionisti (medici, ingegneri, insegnanti, organi di governo, organi amministrativi, ecc.) E anche per un uomo comune.

Vantaggi importanti

Ci sono diversi vantaggi della tecnologia 5G, alcuni dei vantaggi sono stati mostrati nell'immagine Ericsson sopra e molti altri sono descritti di seguito:

  • Ampiezza di banda ad alta risoluzione e bidirezionale shaping.

  • Tecnologia per riunire tutte le reti su un'unica piattaforma.

  • Più efficace ed efficiente.

  • Tecnologia per facilitare gli strumenti di supervisione degli abbonati per un'azione rapida.

  • Molto probabilmente, fornirà un'enorme trasmissione di dati (in Gigabit), che supporterà più di 60.000 connessioni.

  • Facilmente gestibile con le generazioni precedenti.

  • Suono tecnologico per supportare servizi eterogenei (compresa la rete privata).

  • Possibilità di fornire una connettività uniforme, ininterrotta e coerente in tutto il mondo.

Alcuni altri vantaggi per la gente comune
Parallelamente più servizi, ad esempio puoi conoscere il tempo e la posizione mentre parli con altre persone.
Puoi controllare i tuoi PC tramite i telefoni.
L'istruzione diventerà più facile: uno studente seduto in qualsiasi parte del mondo può partecipare alla lezione.
Il trattamento medico diventerà più facile e frugale - Un medico può curare il paziente che si trova in una parte remota del mondo.
Il monitoraggio sarà più facile: un'organizzazione governativa e le offerte di indagine possono monitorare qualsiasi parte del mondo. Possibilità di ridurre il tasso di criminalità.
Sarà possibile visualizzare l'universo, le galassie e i pianeti.
Possibile localizzare e cercare la persona scomparsa.
Possibili disastri naturali, inclusi tsunami, terremoti ecc., Possono essere rilevati più rapidamente.

Svantaggi della tecnologia 5G

Tuttavia, la tecnologia 5G è studiata e concettualizzata per risolvere tutti i problemi del segnale radio e le difficoltà del mondo mobile, ma a causa di alcuni motivi di sicurezza e della mancanza di progresso tecnologico nella maggior parte delle regioni geografiche, presenta le seguenti carenze:

  • La tecnologia è ancora in fase di elaborazione e la ricerca sulla sua fattibilità è in corso.

  • La velocità, secondo questa tecnologia, sembra difficile da raggiungere (in futuro, potrebbe esserlo) a causa del supporto tecnologico incompetente nella maggior parte del mondo.

  • Molti dei vecchi dispositivi non sarebbero compatibili con il 5G, quindi tutti devono essere sostituiti con uno nuovo, un affare costoso.

  • Lo sviluppo dell'infrastruttura richiede costi elevati.

  • Problema di sicurezza e privacy ancora da risolvere.

Le sfide sono la parte intrinseca del nuovo sviluppo; quindi, come tutte le tecnologie, anche il 5G ha grandi sfide da affrontare. Mentre vediamo lo sviluppo passato della tecnologia radio, troviamo una crescita molto rapida. Partendo da 1G a 5G, il viaggio ha solo circa 40 anni (considerando 1G negli anni '80 e 5G nel 2020). Tuttavia, in questo viaggio, le sfide comuni che abbiamo osservato sono la mancanza di infrastrutture, metodologia di ricerca e costi.

Tuttavia, ci sono dozzine di paesi che utilizzano le tecnologie 2G e 3G e non sanno nemmeno del 4G, in tali condizioni, le domande più significative nella mente di tutti sono:

  • How far will 5G be viable?

  • Will it be the technology of some of the developed countries or developing countries will also get benefit of this?

Per comprendere queste domande, le sfide del 5G sono classificate nei seguenti due titoli:

  • Sfide tecnologiche
  • Sfide comuni

Sfide tecnologiche

  • Inter-cell Interference- Questo è uno dei principali problemi tecnologici che devono essere risolti. Esistono variazioni nella dimensione delle macro celle tradizionali e delle piccole celle simultanee che porteranno all'interferenza.

  • Efficient Medium Access Control- In una situazione in cui è richiesta una densa distribuzione di punti di accesso e terminali utente, il throughput dell'utente sarà basso, la latenza sarà elevata e gli hotspot non saranno competenti per la tecnologia cellulare per fornire un throughput elevato. Deve essere studiato adeguatamente per ottimizzare la tecnologia.

  • Traffic Management - In confronto al tradizionale traffico da uomo a uomo nelle reti cellulari, un gran numero di dispositivi Machine to Machine (M2M) in una cella può causare seri problemi al sistema, ad esempio problemi alla rete di accesso radio (RAN), che causeranno sovraccarico e congestione.

Sfide comuni

  • Multiple Services- A differenza di altri servizi di segnale radio, il 5G avrebbe un enorme compito di offrire servizi a reti, tecnologie e dispositivi eterogenei che operano in diverse regioni geografiche. Quindi, la sfida è la standardizzazione per fornire servizi wireless dinamici, universali, incentrati sull'utente e ricchi di dati per soddisfare le elevate aspettative delle persone.

  • Infrastructure - I ricercatori stanno affrontando sfide tecnologiche di standardizzazione e applicazione dei servizi 5G.

  • Communication, Navigation, & Sensing- Questi servizi dipendono in gran parte dalla disponibilità dello spettro radio, attraverso il quale vengono trasmessi i segnali. Sebbene la tecnologia 5G abbia una forte potenza di calcolo per elaborare l'enorme volume di dati provenienti da fonti diverse e distinte, necessita di un supporto infrastrutturale più ampio.

  • Security and Privacy- Questa è una delle sfide più importanti di cui il 5G ha bisogno per garantire la protezione dei dati personali. Il 5G dovrà definire le incertezze relative alle minacce alla sicurezza tra cui fiducia, privacy, sicurezza informatica, che stanno crescendo in tutto il mondo.

  • Legislation of Cyberlaw- Anche la criminalità informatica e altre frodi possono aumentare con l'alta velocità e l'onnipresente tecnologia 5G. Pertanto, anche la legislazione del Cyberlaw è una questione imperativa, che in gran parte è di natura governativa e politica (questione nazionale e internazionale).

Diverse ricerche e discussioni sono in corso in tutto il mondo tra tecnologi, ricercatori, accademici, fornitori, operatori e governi su innovazioni, implementazione, fattibilità e problemi di sicurezza del 5G.

Come proposto, caricato con molteplici funzionalità avanzate a partire dal servizio Internet ad altissima velocità per un servizio onnipresente, il 5G sbloccherà molti dei problemi. Tuttavia, la domanda è: in una situazione in cui le tecnologie precedenti (4G e 3G) sono ancora in fase di elaborazione e in molte parti devono ancora essere avviate; quale sarà il futuro del 5G?

La tecnologia di quinta generazione è progettata per fornire capacità di dati incredibili e notevoli, volumi di chiamate senza ostacoli e trasmissione di dati incommensurabile all'interno del più recente sistema operativo mobile. Quindi, è una tecnologia più intelligente, che interconnetterà il mondo intero senza limiti. Allo stesso modo, il nostro mondo avrebbe un accesso universale e ininterrotto alle informazioni, alla comunicazione e all'intrattenimento che aprirà una nuova dimensione alla nostra vita e cambierà in modo significativo il nostro stile di vita.

Inoltre, i governi e le autorità di regolamentazione possono utilizzare questa tecnologia come un'opportunità per il buon governo e possono creare ambienti più sani, il che incoraggerà sicuramente gli investimenti continui nel 5G, la tecnologia di prossima generazione.