5G (fra den engelske femte generation - "femte generation") er den femte generation af mobilkommunikation , der opererer på basis af telekommunikationsstandarder (5G / IMT-2020), efter de eksisterende 4G / IMT-avancerede standarder [1] .
5G-teknologier bør give højere båndbredde sammenlignet med 4G-teknologier, hvilket vil give mulighed for større tilgængelighed af mobilt bredbånd samt brugen af enhed-til-enhed- tilstande ("enhed-til-enhed", direkte forbindelse mellem abonnenter), mere pålidelig storskala kommunikationssystemer mellem enheder, samt lavere latency, internethastighed på 1-2 Gbps, lavere batteriforbrug end 4G-udstyr, hvilket vil påvirke udviklingen af tingenes internet positivt [2] .
Med hensyn til spørgsmålet om sikkerhed er den videnskabelige konsensus , at 5G-teknologi er sikker, og argumenterne imod det er konspirationsteorier og er relateret til det nye i teknologien, hvilket angiveligt er en tilstrækkelig grund til ikke at stole på den .
Følgende parametre er krav til IMT-2020 5G-radioadgangsteknologier [3] . Bemærk venligst, at disse krav ikke er beregnet til at begrænse hele rækken af muligheder eller ydeevne, som en IMT-2020-kandidat kan opnå, og er ikke beregnet til at beskrive, hvordan teknologierne kan fungere i rigtige implementeringer.
Mulighed | Beskrivelse | Krav | Use case |
---|---|---|---|
Højeste datahastighed
downlink |
Maksimal opnåelig datahastighed under ideelle forhold | 20 Gbps | eMBB |
Højeste datahastighed
uplink |
10 Gbps | eMBB | |
Brugerdefineret baudrate
downlink |
Dataoverførselshastighed i et tæt bymæssigt testmiljø 95 % af tiden | 100 Mbps | eMBB |
Brugerdefineret baudrate
uplink |
50 Mbps | eMBB | |
Forsinke | Pakkeoverførselstid i radionetværket | 4 ms | eMBB |
1 ms | URLLC | ||
Mobilitet | Maksimal sats for overdragelse og QoS-krav | 500 km/t | eMBB/URLLC |
Forbindelsestæthed | Samlet antal tilsluttede enheder pr. arealenhed | 10 6 /km 2 | mMTC |
energieffektivitet | Data sendt/modtaget pr. enhed energiforbrug (efter enhed eller netværk) | 4G tilsvarende | eMBB |
Båndbredde | Samlet trafik i dækningsområdet | 10 Mbit/(s m 2 ) | eMBB |
Andre krav
Radiogrænsefladen defineret af 3GPP for 5G er kendt som New Radio (NR), og specifikationen er opdelt i to frekvensbånd: FR1 (600-6000 MHz) og FR2 (24-100 GHz) [4] , hver med forskellige kapaciteter .
Funktioner ved FR2-belægningen5G-standarden sørger for drift ved frekvenser på 24 GHz og højere, et sådant 5G-signal er ikke i stand til at arbejde effektivt i en afstand på mere end et par hundrede meter mellem sender og modtager, i modsætning til lavere frekvens 4G- eller 5G-signaler (op til 6 GHz). Som følge heraf skal 5G-basestationer placeres med få hundrede meter for at drage fordel af disse høje frekvenser. Derudover trænger sådanne højfrekvente signaler med højt tab gennem faste genstande såsom biler, træer og vægge. For at levere højkvalitetskommunikation kan 5G-basestationer derfor placeres inde i bygninger, og til dette kan de designes til at være så diskrete som muligt for at installere dem på steder som restauranter og indkøbscentre.
celletype | Implementeringsmiljø | Maks. antal brugere | Udgangseffekt (mW) | Maks. afstand fra station | |
---|---|---|---|---|---|
5G NR FR2 | Femtocell | Boliger, virksomheder | Hjem: 4-8 Virksomheder: 16-32 |
indendørs: 10-100 udendørs: 200-1000 |
Snesevis af meter |
pico celle | offentlige steder som f.eks
indkøbscentre, lufthavne, togstationer, skyskrabere |
fra 64 til 128 | indendørs: 100-250 udendørs: 1000-5000 |
Snesevis af meter | |
mikrocelle | Byområder, at fylde
dækningshuller |
fra 128 til 256 | på gaden: 5000−10000 | flere hundrede meter | |
metro celle | Byområder at give
ekstra kapacitet |
over 250 | på gaden: 10000−20000 | hundredvis af meter | |
Wi-Fi (til sammenligning) |
Boliger, virksomheder | mindre end 50 | indendørs: 20-100 udendørs: 200-1000 |
flere snese meter |
En af nøgleteknologierne til implementering af 5G cellulære netværk er brugen af multi-element digitale antenne arrays som en del af basestationer [5] med antallet af antenneelementer 128, 256 eller mere [6] . De tilsvarende systemer fik navnet Massive MIMO [5] [6] [7] .
Beamforming bruges til at dirigere radiobølger til et mål . Dette opnås ved at kombinere elementer i antennearrayet på en sådan måde, at signaler i visse vinkler oplever konstruktiv radiobølgeinterferens, mens andre oplever destruktiv interferens. In-fase signalkombination forbedrer signal-til-støj-forholdet i forhold til antallet af antenneelementer, hvorved datahastigheden kan øges. 5G bruger beamforming på grund af den forbedrede signalkvalitet, det giver. Beamforming kan udføres ved hjælp af phased array antenner eller, mere effektivt, uden brug af faseskiftere ved hjælp af digitale antenne arrays [8] [9] .
For at forbedre spektral effektivitet, sammen med rumlig multipleksing, kan 5G bruge varianter af non-ortogonal multiple access (NOMA) og N-OFDM signaleringsteknologier.
Små celler er laveffekt cellulære radioadgangsknudepunkter, der opererer i licenserede og ikke-licenserede spektrum med en rækkevidde på 10 meter til flere kilometer. Små celler er kritiske for 5G-netværk, da 5G-radiobølger ikke kan rejse lange afstande på grund af 5G's højere frekvenser.
For implementeringen af systemet er det vigtigt at placere senderne udendørs i en højere højde end dobbeltdækkerbusser . I praksis betyder det, at man placerer udstyr på lysmaster, hvilket endda har ført til massive retssager (over pris og rettigheder) i Storbritannien [10] .
I juni 2014 foreslog ZTE konceptet med Pre-5G-teknologi [11] .
I marts 2015, på Mobile World Congress i Barcelona , afslørede ZTE en Pre-5G Massive MIMO - basestation, der integrerer BBU og RRU [11] [12] .
I juni 2015 udviklede International Telecommunication Union (ITU) en teknologiudviklingsplan og bestemte dens navn - "IMT-2020" - Højhastighedsinternet ved hjælp af 5G-teknologi [13] .
Den 14. juli 2016 godkendte US Federal Communications Commission (FCC) frekvensspektret for 5G, inklusive 28 GHz-, 37 GHz- og 39 GHz-båndene [14] [15] .
I 2016 begyndte 5G-udstyr at betjene 28 GHz-frekvensbåndene i USA og 39 GHz i Europa, med fremkomsten af nyt udstyr var det planlagt at bruge højere frekvenser, først op til 60 GHz, i fremtiden op til 300 GHz [16] .
I 2020 annoncerede Nokia, at de havde opnået en dengang rekordhøj trådløs transmissionshastighed på 4,7 Gbps ( ca. 590 Mbps ) ved hjælp af 5G-teknologi i sit serielle udstyr . E-UTRA-NR Dual Connectivity ( EN-DC ) - samtidig drift i 5G og LTE (4G) til parallel datatransmission [17] .
I Rusland blev de første test af Pre-5G-teknologi udført i juni 2016 af MegaFon - teleoperatøren sammen med Huawei . I september opnåede MTS , ved test på en kommunikationskanal med en frekvens på 4,65–4,85 GHz, en dataoverførselshastighed på 4,5 Gbit/s [18] med en båndbredde på 200 MHz.
Den 22. september 2016 lancerede MegaFon sammen med Nokia Pre-5G mobilt internet på et forretningstopmøde i Nizhny Novgorod. Under testene blev der opnået en dataoverførselshastighed på 4,94 Gbps. En panoramavideo blev transmitteret gennem det konstruerede netværk i 8K Ultra HD- opløsning (7680 × 4320 pixels) [19] .
Den 1. juni 2017 viste MegaFon sammen med Huawei muligheden for datatransmission i Pre-5G-netværk med en hastighed på 35 Gb/s ved en frekvens på 70 GHz [20] .
I august 2017 udarbejdede MTS sammen med Nokia en teknologisk platform ( MGTS 10G-PON ) til at forbinde 5G-basestationer i Moskva [21][ betydningen af det faktum? ] .
Den 28. november 2017 gennemførte den usbekiske mobiloperatør Uzmobile sammen med ZTE en 5G laboratorietest i Tashkent på basis af laboratoriet i Telecommunications and Personal Development Center [22] .
Den 23. januar 2020 lancerede MTS -virksomheden i Minsk ( Hviderusland ) pilotzoner af NSA 5G-netværket[ afklar ] ved frekvenser i området 3600-3700 MHz, som opererer på operatørens infrastruktur ved hjælp af udstyr fra Huawei og Cisco [23] . 28. maj 2020 infrastruktur[ klargør ] beCloud har lanceret NSAs 5G-netværk i testtilstand. Forsøgszonen er indsat i Minsk i 3500 MHz- og 2600 MHz-båndene og består af tyve basestationer [24] . Den 22. maj 2020 lancerede A1 og MTS i testtilstand deres egne autonome netværk 5G SA (standalone[ præciser ] ) [25] . Et test 5G-netværk fra A1 blev lanceret på October Square i Minsk i samarbejde med ZTE og opererer i 3,5 GHz-båndet. MTS-pilotzonen er indsat i to bånd - 1800 MHz og 3500 MHz i Minsk Arena-komplekset. Den 25. maj foretog A1 det første opkald i CIS ved hjælp af VoNR-teknologi (Voice over New Radio) til pakketaletransmission i 5G [26][ betydningen af det faktum? ] .
Den 1. oktober 2018 lancerede Verizon et 5G-netværk i fire amerikanske byer ( Houston , Indianapolis , Los Angeles og Sacramento ) [27] [28] .
Den 5. april 2019 blev Sydkorea det første land i Asien til at lancere kommercielle 5G 5G-tjenester [29] . Standarden dukkede først op i de største byer, især i Seoul .
Siden den 17. april 2019 har 5G-kommunikation været i drift i 54 byer i Schweiz [30] .
Den 23. april 2019 blev det annonceret, at China Unicom havde lanceret et pilot-5G-kommunikationsnetværk i syv byer i Kina [31] .
Den 30. maj 2019 lancerede BT Group et 5G-netværk i Storbritannien [32] .
Den 6. juni 2019 blev Italien det tredje land i Europa til at lancere 5G. Operatøren var Vodafone [33] .
Den 14. juni 2019 lancerede Vodafone og Huawei et 5G-netværk i Spanien [34] .
Den 3. juli 2019 blev 5G-teknologi lanceret i Tyskland (i byerne Bonn og Berlin ) [35] .
Den 19. juli 2019 lancerede LMT et 5G-netværk i Letland [36] [37] .
Den 31. oktober 2019 dækkede 5G-netværket 50 byer i Kina, hvilket gjorde landet førende i implementeringen af denne teknologi [38] .
Den 14. april 2021 lancerede Ucell 5G Band 78 (3500 MHz) netværket i Usbekistan [39] .
Fra juni 2022 er ~80 % af alle 5G-stationer i verden placeret i Kina, mere end 700 virksomheder/fabrikker har tilsluttet det. [40]
Fra den 10. juli 2022 er der 200.000 stationer i Sydkorea, der betjener ~25 millioner abonnenter. [41]
I august, i Usbekistan, lancerede Mobiuz et 5G-netværk til kommerciel drift flere steder i byen. [42]
Udbredelsen af femte generations netværk i Rusland står over for alvorlige forhindringer (landet har endnu ikke sit eget udstyr til dem; operatører er ikke klar til at tildele de bedst egnede frekvenser til 5G, fordi de har travlt med sikkerhedsstyrker ; på grund af strenge sanitære forhold standarder, kan udrulning af netværk være flere gange dyrere end i hele verden osv.). [43]
I slutningen af april 2019 annoncerede vicepremierminister i Den Russiske Føderation Maxim Akimov , at hoveddelen af arbejdet med at rydde frekvensspektret for 5G-kommunikationsnetværk ville være afsluttet om 2-2,5 år, og tilføjede, at i samme periode i nogle byer indførelsen af dette kommunikationsformat [44] ; han anslåede oprettelsen af 5G-netværk til 650 milliarder rubler. [45] . Den 5. juni 2019 underskrev MTS og Huawei en aftale om udvikling af 5G i Rusland, underskrivelsesceremonien blev afholdt i nærværelse af Vladimir Putin og Xi Jinping [46] . I begyndelsen af august, i Moskva på Tverskaya Street (fra Kreml til Haveringen), lancerede Tele2 og Ericsson en prøvezone af et 5G-kommunikationsnetværk med en frekvens på 28 GHz i NSA-tilstand (ikke-standalone), som giver dig mulighed for at implementere 5G i LTE-netværk og forenkle implementeringen af standarden på den indledende fase [47] ; I oktober opererer 5G-prøvezoner også på VDNKhs og Luzhniki - sportskompleksets territorier [ 48] .
I midten af august 2019 indførte den russiske præsident Vladimir Putin en resolution "Jeg er enig" på et brev fra Sikkerhedsrådet med en negativ holdning til tildelingen af 3,4-3,8 GHz-frekvenser til 5G-brug i Rusland [49] .
I september 2019 lancerede Skolkovo Institut for Videnskab og Teknologi den første 5G -basestation , som opererer i 4,8-4,99 GHz-båndet, i overensstemmelse med tilladelsen til at bruge frekvenser, som blev udstedt af statens kommission for radiofrekvenser for at skabe en pilotzone for 5G-kommunikationsnetværk; Huawei Mate 20X 5G smartphones formåede at opnå hastigheder på over 300 Mbps. [50] . I oktober lancerede Tele2 en 5G-spiltjeneste, der giver spillere mulighed for at spille på avancerede computere ved at køre spil på en ekstern server ; under test af teknologien blev der opnået dataoverførselshastigheder på over 1 Gbit/s med en forsinkelse på op til 5 ms [51] .
Den 28. juli 2020 modtog MTS en licens til at levere 5G-mobilkommunikationstjenester i 24,25-24,65 GHz-båndet i 83 regioner i landet [52] .
I november 2020 skitserede regeringens kommission for digital udvikling en handlingsplan for udvikling af femte generation (5G) mobilkommunikationsnetværk i Rusland. Implementeringen af hoveddelen relateret til introduktionen af nyt russisk udstyr og udbredelsen af 5G i landet er planlagt til 2021-2024. Tidligere har Radio Research Institute og Den Russiske Føderations Forsvarsminister meddelt, at de er parate til at udføre tests for at bestemme muligheden for at implementere 5G-netværk [53] .
En måned senere godkendte Federal Antimonopoly Service (FAS) i Rusland oprettelsen af et joint venture af teleoperatører til at rydde frekvenser til 5G. De teleoperatører, der deltager i transaktionen, skal udvikle og aftale med antimonopolmyndigheden betingelserne for brug af infrastruktur og deling af radiofrekvenser og betingelserne for levering af infrastruktur til virtuelle mobiloperatører (MVNO). Samtidig instrueres deltagerne i at opretholde ikke-diskriminerende adgang til radiofrekvenser for alle repræsentanter for markedet for mobilradiotelefonikommunikation [54] .
Den 18. januar 2022 blev en testzone af 5G NR-netværket lanceret på grundlag af Siberian State University of Telecommunications and Informatics (SibSUTI). Dataoverførselshastigheden på lanceringstidspunktet nåede 50 Mbps. Netværket består af et radioundersystem og en pakkekerne installeret på en laboratorieserver. Den kørende netværkssoftware er gratis og open source-software, som er færdiggjort af R&D-teamet. [55]
I slutningen af 2018 introducerede Intel XMM 8160-modemet med understøttelse af femte generations mobilnetværk sammen med 5G-modemmer fra Qualcomm X50, Huawei Balong 5000 og MediaTek Helio M70.
Samsung Exynos Modem 5100, introduceret i august 2018, er verdens første 5G-modem, der er fuldt kompatibelt med 3GPP Release 15 (Rel.15) specifikationer for 5G New Radio (5G-NR) mobilnetværk.
Den videnskabelige konsensus er, at 5G-teknologi er sikker, og argumenterne imod det er konspirationsteorier og relateret til teknologiens nyhed, hvilket angiveligt er en tilstrækkelig grund til ikke at stole på den [56] [57] [58] [59] . Misforståelse af 5G-teknologi har givet anledning til konspirationsteorier, der hævder, at det har negative virkninger på menneskers sundhed [60] .
Udbredelsen af femte generations mobilnetværk (5G) vækker offentlig bekymring på grund af mulige negative konsekvenser for menneskers sundhed [61] .
I 2018 var der rygter om den mulige negative indvirkning af 5G-mobilnetværk på menneskers sundhed på grund af øget eksponering for radiofrekvente elektromagnetiske felter, der kan beskadige cellemembraner. .
For 2019 er der meninger om, at elektromagnetiske felter øger risikoen for kræft, skaber cellulær stress, øger antallet af skadelige frie radikaler, forårsager skader på gener, strukturelle og funktionelle ændringer i det reproduktive system, har den effekt at reducere indlæringsevne og hukommelse. funktionsnedsættelse, forårsager neurologiske lidelser og har en generel negativ indvirkning på menneskers velbefindende. Der var også tegn på skadelige virkninger på andre dyr og planter. 240 videnskabsmænd underskrev et åbent brev "International EMF Scientist Appeal" adresseret til FN , WHO og UNEP . Baseret på dette hævder nogle mennesker, at effekten af stråling fra 5G-udstyr ikke er blevet undersøgt, og at denne stråling kan være farlig for menneskers sundhed [62] .
I april 2019 blev der i den schweiziske kanton Genève gjort et forsøg på at indføre et moratorium for brugen af 5G-standarden i mobilkommunikation [63] . Senere blev det kendt, at repræsentanterne for kantonen ikke havde bemyndigelse til at indføre et sådant moratorium [64] .
Nogle mennesker taler om deres såkaldte "elektromagnetiske overfølsomhed", men i kontrollerede eksperimenter mærkede de ikke tilstedeværelsen af et elektromagnetisk felt og radiofrekvent stråling i deres krop [65] .
Fra 2014 er der ikke fundet nogen negative virkninger på menneskers sundhed fra mobiltelefonstråling. Den eneste observerede effekt af deres radiofrekvente stråling er en let opvarmning af huden og tilstødende væv og den kortvarige lille stigning i kropstemperaturen forårsaget af dette [65] .
Fra 2021 er der heller ingen tegn på skade fra laveffekt højfrekvent elektromagnetisk stråling, som bruges i 5G-udstyr. Desuden er stråling med en frekvens på 6 GHz og højere ikke i stand til at trænge dybt ind i kroppen, den eneste effekt der er fundet er en let opvarmning af huden [61] [66] . Forskerne testede hypoteser om genotoksiciteten af stråling, dens virkning på celleproliferation , genekspression , transmission af nerveimpulser , virkningen på permeabiliteten af cellemembraner og andre. Epidemiologiske undersøgelser er også blevet udført for at identificere forholdet mellem 5G-stråling og folkesundheden. I alle undersøgelser med høj pålidelighed blev der ikke fundet nogen effekt af 5G-stråling på kroppen og på befolkningens sundhed [61] .
Den eneste skade ved brug af mobiltelefoner er, at bilister, der taler i telefon, holder op med at overvåge trafiksituationen, begår trafikulykker og kommer til skade. Risikoen for en bilulykke øges ikke kun, når du taler i en telefon, der er indstillet til øret, men også når du taler i en højttalertelefon. Risikoen for en ulykke afhænger ikke af de radiofrekvenser, som telefonen bruger [65] .
Nogle trykte medier rapporterede om syv 5G-tårne i Storbritannien , der blev sat i brand i foråret 2020 i forbindelse med en konspirationsteori, der forbinder den nye teknologi med COVID-19- pandemien . Facebook har annonceret sin hensigt om at blokere spredningen af sådanne oplysninger [67] . Den 11. april 2020 blev isolerede tilfælde af brandstiftelse af 5G-celletårne også opdaget i Holland [68] . Der er stor modstand mod at bygge nye basestationer i mange lande, og derudover kan processen med at bygge, zoneinddele og opnå tilladelser tage lang tid. Ikke desto mindre understøttes implementeringen af standarden på delstatsniveau, især den amerikanske præsident Joe Bidens administration godkendte et to-trins infrastrukturprojekt til en værdi af 1,2 billioner dollars med statsstøtte på 65 milliarder dollars [69] for at udvide bredbåndsdækningen til fjerntliggende områder. En af projektets vigtige retninger er at stimulere interessen hos ejere af huse og bygninger for at indgå aftaler med mobiludbydere om montering af antenner på deres tage. . Dette er gjort muligt af de mere kompakte dimensioner af 5G-antenner. Programmet slår fast, at ejere af private huse og virksomheder på denne måde vil kunne øge overskuddet fra deres fast ejendom.
Ordbøger og encyklopædier |
---|
Mobilnetværksstandarder _ | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0G ( radiotelefoner ) |
| ||||||||
1G |
| ||||||||
2G |
| ||||||||
Mellemliggende efter 2G (2,5G, 2,75G) |
| ||||||||
3G (IMT-2000) |
| ||||||||
Mellemliggende efter 3G ( 3,5G , 3,75G , 3,9G ) |
| ||||||||
4G ( IMT-avanceret ) |
| ||||||||
5G |
| ||||||||
se også |
|
Mobiltelefoner | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Generel |
| ||||||
Software |
| ||||||
kultur |
| ||||||
Enheder |
| ||||||
Medicin og økologi |
| ||||||
Juridiske aspekter |
| ||||||
Teknologi |
|
internetforbindelse | |
---|---|
Kablet forbindelse |
|
Trådløs forbindelse | |
Internetforbindelseskvalitet ( ITU-T Y.1540, Y.1541) | Båndbredde (båndbredde) ( eng. Netværksbåndbredde ) • Netværksforsinkelse (svartid, eng. IPTD ) • Fluktuation af netværksforsinkelse ( eng. IPDV ) • Pakketabsforhold ( eng. IPLR ) • Pakkefejlrate ( eng. IPER ) • Tilgængelighedsfaktor |