Главното подобрување на 5G во споредба со 4G оди подалеку од брзината на пренос на податоци, бидејќи носи подобрување на другите фактори на изведба кои се неопходни за различни случаи на брза безжична комуникација.
Големите брзини и капацитети на новата 5G мрежа ќе донесат револуција во корисничкото искуство, молскавично брзо споделување содржини и мала латентност при комуникацијата. Оваа технологија ќе биде движечка сила за развојот на нови фукционалности и досега невидени услуги и производи коишто ќе го поедностават и подобрат животот во сите сфери.
Луѓето се познати по приспособливоста и континуираниот стремеж кон технолошки подобрувања. Откакопочнавме да живееме во општествени заедници, еден од трендовите во нашето постојано менување и животен стил беше потребата за комуникација и меѓусебно поврзување. Во таа смисла, дигиталните мобилни комуникациски системи постојано се развиваат за да ја задоволат растечката потреба на луѓето(1G, 4G, сега 5G, 6G во иднина, итн).
Примарната употреба на претходните технологии на мобилната мрежа беше поврзувањето на луѓето. Намената на 5G е поширока од ова – таа е дизајнирана за поврзување, на сите и сè.
Споредба на генерациите на мобилни мрежи
Да се вратиме чекор назад и да видиме како еволуирле мобилните мрежи:
1G ни даде можност да зборуваме и да бидеме мобилни истовремено. Основната технологија беше пренос на аналоген гласовен сигнал, без дополнителни услуги.
2G мобилните мрежи дојдоа со воведување на дигитални мрежни услуги. Покрај гласовната комуникација, можевме да праќаме СМС пораки, да имаме услуги со додадена вредност како што се говорна пошта, ID на повик, роаминг и слично… Тоа беше времето кога се воведоа мобилните податоци, со мали брзини (се сеќава ли некој на GPRS?), од килобити во секунда.
Со 3G почнавме да го гледаме потенцијалот на мобилните податоци, а особено со 3.5G (иконата H+ на иконата за мобилни податоци, скратено од HSPA – High Speed Packet Access) можевме да користиме интернет услуги со брзина од ранг на мегабити во секунда.
Потоа дојде 4G (иако понекогаш се нарекува LTE – Long Term Evolution), ги овозможи сите IP услуги и донесе искуство на широкопојасен интернет на мобилен уред, на исто ниво со брзините на ADSL или CableInternet услугите. На почеток имавме интернет брзина во опсег од неколку десетици мегабити во секунда, за да напредува и до ранг на стотици мегабити во секунда.
Со 4G LTE практично добивме интернет брзина на нашиот мобилен на исто ниво како и фиксните широкопојасни услуги и ги имаме истите можности да работиме на компјутер дома и во канцеларија. Што е следно?
Што е 5G?
Мобилната мрежа од 5та генерација или едноставно 5G е претстојната револуција на мобилната технологија.
До 5G, еволуцијата на мобилните технологии овозможи значителни зголемувања на брзините на пренос на податоци, генерација по генерација. Во што се разликува 5G од 4G, и сите претходни генерации?
Главното подобрување на 5G во споредба со 4G оди подалеку од брзината на пренос на податоци, бидејќи носи подобрување на другите карактеристики кои се неопходни за различни случаи на употреба на мобилна комуникација. Во таа смисла, покрај достигнувањето на брзини од ранг на гигабитен интернет, 5G ќе ги прошири мобилните услуги надвор од мобилниот интернет кон IoT (Интернет на нештата) и останатикомуникациски сегменти.
Да поминеме и низ некои технички податоци на кои ќе се заснова 5G.
Со 5G, почнуваме да ги користиме таканаречените фреквентни опсези на високи фреквенции („висок опсег“), со краток домет, што не се користеа во претходните технологии за мобилни мрежи.
5G може да работи на различни фреквенциски опсези, што доведува до три многу различни видови 5G искуства – на низок, среден и висок опсег. Сигналите на ниска фреквенција (помалку од 1 GHz) и сигналите во средните опсези (2.3–6 GHz) се на слични фреквенциски опсези кои веќе се користат во претходните мобилни мрежи, па дури и во радио/ТВ.
Целата возбуда е околу 5G со висок опсег или сигнал со милиметарски бранова должина, во опсег од 20-100 GHz. Овие бранови не биле користени за потрошувачки апликации, но се користат во специфични радио и телекомуникациски врски веќе со децении. Што се однесува до употребата на потрошувачките апликации, тие се со мал домет, со покриеност од неколку стотини метри. Но, претставуваат опција за користење на огромна количина на неискористен спектар, што значи брзини до неколку гигабити во секунда. Сепак, високиот опсег ќе се користи само на места со висока концентрација на корисници на мал простор на покривање, како што се кампуси и фудбалски стадиони.
Што значи револуцијата на 5G?
5G ќе ги револуционизира мобилните услуги со подобрувања на три нови аспекти: пошироки фреквенцискиканали (за забрзување на преносот на податоците), пократка латентност (за да биде по-респонзивна) и можност за поврзување повеќе уреди одеднаш (за сензори и паметни уреди) со помала потрошувачка на енергија.
Пошироките фреквентни канали и брзината на податоци веќе се објаснети. Како што беше споменато во претходниот пасус, капацитетот на базните станици на 5G и брзината на мобилните податоци достапни за корисниците ќе бидат во гигабитен опсег. 5G технологијата обезбедува нови (многу пошироки од претходните) фреквенциски опсези заедно со поширокиот спектрален опсег по фреквенциски канал, што се преведува како: поголема брзина.
Сепак, другите теми (латентност и поврзување) е она што навистина го разликува 5G од останатите мобилни технологии.
Општо гледано, латентноста е временскиот интервал што му е потребен на вашиот уред да испрати порака и да добие одговор, доцнењето помеѓу испраќањето и примањето информации.
Поголемиот капацитет на 5G базните станици ќе овозможи поврзување на повеќе уреди истовремено и моментално, додека ниската потрошувачка на енергија е она што ќе им овозможи на поврзаните објекти да работат со месеци или години без потреба од човечка интервенција.
Да ги сумираме главните технички придобивки што ќе ги овозможи 5G:
- Можност за гигабитна брзина на мобилен уред, односно од 1 до 10 Gbps.
- Латентноста ќе биде 1 милисекунда или помала.
- Помала потрошувачка на батеријата, односно траењето на батеријата ќе биде подолго.
- Голем број поврзани уреди на една базна станица.
- Когнитивната радио технологија ќе овозможи различни верзии на радио технологии ефикасно да го споделуваат истиот спектар.
- 000x опсег по единица површина.
- Околу 90% намалување на потрошувачката на енергија.
Апликации на 5G
Сѐ што е споменато претходно звучи одлично, но што значи тоа за корисникот? Гигабитна брзина и сѐ останато, но кои други услуги ќе ги овозможи 5G? Кои индустрии би требало најмногу да имаат корист одвоведувањето на 5G услугите?
- Автомобилство, мобилност
Автономните (само-управувачки) и поврзаните автомобили се веројатно клучните услуги кои ќе бидат овозможени со користењето на 5G. Меѓутоа, за да се овозможат такви услуги, фокусот е на брзото време на одговор (исклучително ниска латентност) наместо брзината на пренос на податоци.5G технологиите можат да испорачаат услуга со 1 милисекунда (1ms) латентност. Да се обидеме да го објасниме ова. Милисекунда е 1/1000 од секундата. Просечното време на човечка реакција на визуелен стимул е 250 ms или 1/4 од секундата. Со соодветна обука, луѓето можат да бидат истренирани на околу 190-200 ms, додека професионалците (возачи на трки, пилоти на авиони, шампиони гејмери) можат да постигнат 100-120 ms. Тоа значи дека вашиот автомобил може да реагира 250 пати побрзо од вас. Поврзан автомобил може (речиси) веднаш да одговори на достапните дојдовни информации и да ги сподели или пренесе своите реакции на други возила, патни сигнали и сите видови сензори, сето тоа во милисекунди.
Автомобил кој работи со 100 km/h, ќе се движи 27,6 m секоја секунда или 2,7 cm во секоја милисекунда. Во итна ситуација, растојанието поминато пред да ги допрете сопирачките и автомобилот да почне да кочи е околу 30 метри. Во поврзан автомобил, ако сензорите на патот детектираат неочекувана препрека, со време на реакција од 1 ms, автомобилот би се поминал нешто помалку од 3 сантиметри пред соодветна реакција.
- Телемедицина
Како одговор на виртуелното опкружување и експоненцијалниот раст на нано-технологијата, 5G ќе овозможи нано-операции или оперативни зафати на далечина, односно поради развојот на чувствителната опрема за телемедицина, хирурзи ќе можат да вршат медицински интервенции со уреди за виртуелна реалност од каде било во светот. И кога се работи за живот, довербата во технологијата е клучна.
- Забава, медија, игри
Влијанието на тактилниот интернет ќе ја револуционира и индустријата за игри. Новите подобрувања на капацитетот и латентноста ќе доведат до понатамошен развој на корисничките интерфејси за виртуелна реалност. Со ова, ќе се овозможат сѐ повеќе опции за игри, пошироки мултимедијални опции, поврзување насекаде, нула латентност, побрзо време на одговор и висококвалитетен звук и HD видео, што ќе се пренесат на друг мобилен телефон без да се загрози аудио и видео квалитетот.
- Логистика, производство
Дроновите и роботите со далечинско управување постојат веќе подолго време, но корисниците секогаш биле ограничени да бидат на блиско растојание до уредот за негово контролирање. Тоа ќе биде минато поради малата латентност на 5G, со што далечинските пилоти ќе можат да контролираат без задоцнување, а бидејќи 5G има поголем опсег, тие можат да добијат доверливи видео сигнали од повеќе камери за насоката на движење на возилата. Замислете контрола на дрон што ги скенира столбовите за пренос на електрична енергија на недостапни локации, од удобноста на оперативниот центар. Или испраќање дронови за испорака на пратки насекаде во државата, од централизиран контролен центар.
- Масовно усвојување на IoT
5G технологијата се очекува да овозможи масивен екосистем на IoT (Интернет на нештата) каде што мрежите можат да одговорат на комуникациските потреби на милијарди поврзани уреди, со правилен баланс помеѓу брзината, латентноста и цената. Ваквите поврзани уреди ќе варираат од апарати за паметен дом/зграда, земјоделски сензори и метеоролошки станици, подземни сензори. Покрај придобивките од покриеноста, 5G овозможува премиса за режим на ниска моќност, што треба да ги одржува овие уреди да работат на една батерија неколку години.
- Симултано преведување
Уреди за преведување во реално време, како што имаше на Star Trek? Со латентност од 1ms, ние сме чекор поблиску до нив.
Дали 5G убива птици?
За среќа, не. Сите тие кутри птици во Холандија (настанот на кој се заснова ова тврдење), всушност умреле од труење.
За жал, за 5G, масовната имплементација се совпадна и со Ковид-кризата, па се користи како виновник за сите проблеми на нашата цивилизација, од рак до ковид, од вградени чипови до оштетување на мозоците. Овие тврдења се целосно засновани на фикција, без ниту еден научен факт зад нив. 5G со низок и среден опсег се засноваат на радио фреквенции што се користат со децении. Фреквентниот спектар во со нискиотопсег на 5G е ист како и UHF-ТV опсезите, масовно користени од воведувањето на ТВ предавателите, уштево раните 50-ти години. Фреквенцискиот спектар на средниот опсег се користи од 1963 година и е повеќе или помалку сличен (се разбира не идентичен) на фреквенциите што веќе се користеа за претходните мобилни генерации, Wi-Fi, Wimax, итн.
Стравот од непознатото и најголемите грижи за 5G се околу фреквенцискиот опсег на високиот опсег или фреквенции со милиметарскиот бранова должина. Распространувањето и покриеноста во овој опсег е од тип на краток опсег, што доведува до мали базни станици (пико или нано антени), што пак ги прави многу повидливи во споредба со претходните генерации на мобилни мрежи. Сепак, овие уреди се со мала предавателна моќност (од 2–10 вати, во споредба со основната предавателна моќност од 20-40 вати на стандардните базни станици). Научните студии покажуваат дека 5G сигнал со милиметарска бранова должина е всушност толку слаб што не навлегува во човечката кожа и е блокиран од сите видови надворешни препреки, како облека, лисја, кожа, стакло, ѕидови.
Заклучок
5G за нас, крајните потрошувачи, не значи само побрз мобилен интернет, туку интернет поврзување во повеќе области од оние што ги знаеме денес.
Премисата на 5G е да овозможи целосно поврзан свет, во секое време и било каде. Таквата премиса не е едноставен технолошки скок, но е трансформативна во смисла дека се очекува масовното прифаќање на 5G да ја поттикне четвртата индустриска револуција. Ние сме на пат да провериме што ќе донесе 5G како технологија која ќе обезбеди соодветен квалитет на комуникации за развој на технологиите кои се веќе присутни, но досега немале соодветна подршка во мобилна мрежна технологија: вештачка интелигенција, IoT, 3D печатење, уреди со далечинско управување, итн.
Автор: М-р Дејан Талевски, Сениор проект менаџер, Телеком оддел