ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МОБИЛЬНЫХ СЕТЕЙ ПЯТОГО ПОКОЛЕНИЯ 5G

Введение

Общение между людьми всегда было очень важным. Если при встрече двух человек им достаточно использование только их голоса, то при удалении на большое расстояние появляется необходимость использования специальных устройств.

Так в 1876 году был изобретен телефонный аппарат Александром Бэллом, что позволило вести удаленное общение, но накладывало необходимость нахождения рядом со стационарным телефоном. Более 100 лет единственной возможностью организации телефонной связи для обычных людей являлись проводные линии.

Для большей мобильности в координировании спецслужб многие страны вели разработку систем радиосвязи, которые не зависели от проводов. Впоследствии эти наработки перекочевали в повседневную жизнь.

На данный момент развитие мобильной связи включает в себя 4 поколения: 1G, 2G, 3G, 4G. Причем стандарты поколений делятся на аналоговые (сети 1G) и цифровые (сети 2G, 3G и 4G).

Сейчас ведутся активные разработки в области создания новой сети пятого поколения 5G.

Возможности применения сети 5G

Ожидается создание новых сервисов в IT-сфере, телекоммуникаций, автомобильной индустрии, образования и многих других секторах за счет подключения через 5G сети множества устройств, устанавливающих миллиарды соединений. Кроме того, пятое поколение мобильной сети позволит улучшить качество работы уже функционирующих сервисов, в которых используются большие объемы трафика.

Помимо планшетов и смартфонов в сетях пятого поколения появятся автомобили, камеры видеонаблюдения, телевизоры, метеорологические датчики, датчики "умных" электрических сетей и т д.

Рисунок 1. Иллюстрация разнообразных объектов, подключенных к беспроводной сети 5G.

Появление в повседневной жизни сетей пятого поколения позволит вывести приложения дополненной и виртуальной реальности на новый уровень. Так в образовательных целях можно будет создавать виртуальны модели вселенной или музеи прямо в школах и университетах.

Применение сети 5G найдут и в транспортной области. Оснастив автомобили сенсорами для считывания всевозможной информации о ситуациях на дороге: рядом расположенных автомобилей, метеорологических условий, знаков дорожного движения, состояния асфальтового покрытия, управление транспортным средством можно будет перевести в полностью автоматический режим.

Рисунок 2. Будущее взаимодействие автомобилей.

Помимо комфорта вождения откроются также новые возможности для обеспечения безопасности на дорогах на более высоком уровне. Например, если автомобиль совершает экстренное торможения, то он посылает сообщение другим участникам дорожного движения. Получив данное уведомление, они в свою очередь в автоматическом режиме совершают так же торможение или перестраиваются в свободную полосу во избежание столкновения.

Архитектура сетей 5G

Многие эксперты считают, что сети пятого поколения 5G будут не "сота-ориентированными", а "устройство-ориентированными". При сотовой связи операторская сеть состоит из сот - базовых станций, которые обеспечивают связь некотором радиусе охвата. Устройство, которое находится внутри этого радиуса действия, создает исходящие и нисходящие каналы свзяи, а также контролирует соединение и объем трафика. Базовая станция в свою очередь управляет самой сотой, внутри которой находятся устройства абонентов.

Рисунок 3. Иллюстрация сотовой сети.

В сетях 5G обмен между устройствами будет осуществляться одновременно множественными потоками информации с узлами различных типов. Их задача будет заключаться в обслуживании этих устройств в определенные моменты.

В "устройство-ориентированных" сетях устройства будут обмениваться напрямую между собой, а через ядро 5G сети будет проходить только сигнальный трафик.

Рисунок 4. Иллюстрация "устройство-ориентированной" сети.

Благодаря такой технологии появится уникальная возможность переносить передачу данных в нелицензируемую область спектра для дополнительной разгрузки сети.

Предположительные сроки запуска

Ожидается, что сети пятого поколения для коммерческого использования появится уже в 2020 году, если будут выделены необходимые спектры частот. При этом начать тестирование первых в мире 5G сетей операторы смогут в крупных городах уже в 2018-2019 годах, как только появится необходимое оборудование.

Список литературы:

1. METIS Deliverable D 2.4, “Proposed solutions for new radio access”, 28 February 2015
2. METIS Deliverable D 8.4, “METIS final project report”, 30 April 2015