В чем разница между 5g и 5ghz wi-fi

Оценка качества сигналов

Анализ параметров модуляции — один из наиболее полезных показателей качества сигналов. Ошибки, вызванные искажениями сигнала, можно выявить при изучении сигнального созвездия на комплексной плоскости. Другим ключевым показателем качества модуляции сигнала служит величина модуля вектора ошибки (EVM), по результатам измерений которой можно определить искажения формы сигнала в целом.

5G NR регламентирует использование сигналов с CP-OFDM-модуляцией (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов и циклическим префиксом) — схемой модуляции с множеством несущих. Фазовый шум, а также любые отклонения фазы или амплитуды, возникшие в узлах устройства и проявляющиеся в виде искажений спектра широкополосного сигнала, отразятся на результатах измерений модуля вектора ошибки, который представляет собой нормализованную разность двух векторов на комплексной плоскости (рис. 1): вектора измеренного IQ-сигнала и вектора опорного IQ-сигнала (расчетная величина). Он характеризует степень отклонения реального сигнала от идеального (образцового). Как правило, модуль вектора ошибки выражается в дБ или процентах.

Рис. 1. Особенности вычисления модуля вектора ошибки

По мере того как плотность модуляции начнет возрастать, а ожидается, что в стандарте 5G будут применяться схемы модуляции с высокой плотностью (от 256 QAM изначально до 1024 QAM в будущем), к компонентам и устройствам станут предъявлять все более жесткие требования в части модуля вектора ошибки. Например, таблица 3 показывает, как возрастают требования в части модуля вектора ошибки (EVM) для абонентских устройств (UE) стандарта 3GPP с ростом плотности модуляции.

Таблица 3. Требования стандарта 3GPP TS 38.101-1 в части модуля вектора ошибки (EVM) для схем модуляции 5G

Схема модуляции для физического канала нисходящего потока данных (PDSCH)

Требования к модулю вектора ошибки

QPSK

17,5%

16QAM

12,5%

64QAM

8%

256QAM

3,5%

Кроме того, для подтверждения соответствия параметров спектра сигналов следует провести их измерение. При измерениях параметров спектра сигналов абонентских устройств стандарта 5G контролируются следующие показатели: переданная мощность, ширина занятой (спектром сигнала) полосы частот (OBW), проникновение сигнала в смежный канал (ACPR), соответствие спектральной маске излучений (SEM) и уровень паразитных составляющих спектра.

Для компонентов и устройств стандарта 5G необходимо, чтобы измерительное оборудование обладало характеристиками, достаточными для получения достоверной оценки сигнального созвездия и модуля вектора ошибки

Помимо этого, по мере развития стандартов 5G важное значение будет иметь гибкость измерительного оборудования для переноса измерений параметров спектра на более высокие частоты и широкие полосы пропускания

Когда 5G появится в России?

В РФ сеть 5G появилась только в виде тестовой версии

Частотный диапазон нового стандарта связи требует спектр от 3.4-3.8 ГГц, который в России находится в распоряжении силовиков. В апреле 2019 года стало известно, что нужные частоты будут подготовлены в течение 2-3 лет, после этого начнется внедрение нового сетевого формата.

Работать над развитием 5G договорились сразу несколько компаний, при этом главную роль будут играть Huawei и МТС, которые подписали соглашение об этом в присутствии глав РФ и КНР.

Российские операторы 5G

Разработкой и внедрением сетей пятого поколения на территории Российской Федерации будут заниматься четыре крупнейший оператора: Tele2, Билайн, МТС и Мегафон. К ним также присоединились зарубежные инвесторы и IT-компании. Первыми, кто запустил 5G в России, стали Tele2 и Мегафон, организовавшие тестовые версии в разных районах столицы на частоте 28 ГГц.

Тестирование сети в Москве

В августе 2019 года на Тверской улице в Москве была запущена пробная зона 5G на частоте 28 ГГц, при помощи развертывания нового стандарта через LTE. В конце осени тестовые версии сетей пятого поколения были включены в «СК Лужники» и на ВДНХ. Это было организовано компанией Ericsson и оператором Tele2. Испытание сети в столице позволило достичь скорости беспроводной передачи данных в 1 Гбит/с.

Протестировать новый стандарт можно используя смартфон с поддержкой 5G, для этого открыта зона 5G Hub компанией Tele2 на ул. Тверской.
Все российские операторы заинтересованы в развитии технологии пятого поколения связи

Компания Мегафон также запустила тестовый вариант сети в «Москва-Сити» и на Воробьевых горах, но как сообщают представители оператора, покрытие небольшое. Обеспечить большую площадь доступа к 5G невозможно на частоте 28 ГГц, но уже в 2020 году будет предоставлен диапазон 4.4-4.99 ГГц, что позволит увеличить покрытие сетью в разы.

Тестирование сети в Санкт-Петербурге

В Петербурге протестировать новую связь пока невозможно, но как стало известно, Мегафон и МТС подали совместную заявку для экспериментальных работ на частоте 50 МГц. Пока о запуске тестирования 5G в Санкт-Петербурге ничего не сообщалось, но есть вероятность, что развертывание новой технологии произойдет в течение 2020 года.

Возможности применения 5G

Город будущего, как и умный дом, без 5G не смогут нормально функционировать

Для обычного пользователя возможностей и технических характеристик, имеющихся у 4G, достаточно. Скорости передачи данных и площади покрытия сети четвертого поколения хватает для просмотра потоковых видео, онлайн-игр и работы в ресурсоёмких утилитах, без каких-либо неудобств.

Создатели 5G разрабатывали новую технологию не для развлечений, а с целью изменить другие сферы жизнедеятельности человека и общества в целом. «Fifth Generation» позволит работать в следующих направлениях:

1. Коммунальное управление и энергетика в целом – качество и площадь новых сетей позволит следить без сбоев за работой вышек, трубопроводов, электросетей, ветряных и солнечных электростанций.
2. Сельскохозяйственное направление – фермеры смогут в режиме реального времени контролировать хозяйство, получать информацию о состоянии почвы и уровне влажности, даже на далеко расположенных участках. Животноводческая сфера получит возможность мониторинга состояния здоровья скота при помощи датчиков.
3. Повышение качества соединения всех элементов системы «Умный Дом» и работа с бытовыми приборами, программируемыми замками, лампочками, термостатами.
4. Для обустройства «умных городов» – минимальная задержка позволит решить проблему контроля энергосистем, инфраструктуры и освещения, а также быстро передавать информацию о сборе мусора, пробках, наличии парковочных мест, качестве воздуха.
5. Качество и покрытие новых сетей поможет в организации работы беспилотных транспортных средств.
6. В сфере здравоохранения – при помощи 5G врачи смогут дистанционно контролировать состояние пациента через устройства мониторинга, консультировать больного на большом расстоянии, обучать студентов-медиков. Также, используя быстрое соединение с маленькой задержкой, хирурги смогут управлять роботизированными системами и делать операции дистанционно.
7. Дополненная и виртуальная реальность – новая технология подтолкнет к развитию VR и AR, благодаря доступности быстрого интернета. В свою очередь, это не только поможет игровой индустрии, но и росту качества образования, промышленности, медицины и искусства.

В инновационную сетевую технологию вкладываются параметры впрок, что позволит использовать 5G как в существующих сферах жизни, так и при появлении новых, которые требовательны к качеству и скорости соединения. Где именно будут применять новый вид связи в будущем – станет ясно спустя годы, но то, что «Fifth Generation» повысит качество жизни, безусловный факт.

Возможности 5G интернета

Прежде всего отметим, что 5G интернет предназначен в большей степени для решения экономических и технологических задач. Для нас уже неудивительно, что эти две сферы человеческой деятельности переплетаются  между собой, порождая единые цели и достигая общих результатов. Наглядный пример – создание робота. Стоит ли объяснять, какой вклад это внесло в науку и какую выгоду это приносит экономике?

А теперь перейдем от высоких слов к предсказуемому вопросу: если не для развлечения, то зачем, где и как будет использоваться 5G интернет?  Сети 5G будет применяться в разных отраслях. Собственно, в тех же, где интернет используется и сегодня. Просто это расширит границы, приобретёт дополнительные возможности и положительно отразится на работе автоматизированных и удаленных систем, таких как: беспилотный транспорт, удаленное управление промышленностью, роботами и операциями телемедицины. Отметим, что это те сферы, где абсолютно недопустима задержка сигнала. Именно поэтому так необходимо внедрение 5G интернета.

Что касается простых пользователей, им будет предоставлена возможность окунуться в интерактивную виртуальную реальность. Таким образом, люди смогут взаимодействовать на расстоянии так, будто находятся напротив друг друга. Также сеть 5G исключит задержки в передаче видео сверхвысокой четкости и многопользовательских VR-играх.

Смена поколений

В 2020 году, когда в России появятся первые сети 5G, по объему передаваемого трафика они будут занимать всего 1% в сегменте высокоскоростного мобильного интернета (к нему относятся 4G и 5G). Остальной по-прежнему будет идти по сетям четвертого поколения. Но спустя пятилетку, в 2025 году, доля сетей нового поколения вырастет до 34%. Такой прогноз делает МТС в своем исследовании. Аналитику по трафику 2G и 3G оператор не приводит.

Таким образом, доля 5G в «быстром» сегменте мобильного интернета в России будет практически соответствовать мировой. В прогнозе приводятся данные компании Ericsson: к 2025 году по сетям пятого поколения будет передаваться 36% высокоскоростного интернет-трафика в мире. Но, возможно, показатели России окажутся выше мировых: по более консервативному прогнозу PwC, к 2025 году этот показатель в мире составит 20%.

Если прогнозы сбудутся, через пять лет трафик 5G в России, по сравнению с 2020 годом, вырастет в восемь раз, следует из материалов МТС. По 4G при этом он увеличится примерно вдвое. В целом интернет-трафик, передающийся по сетям четвертого и пятого поколения в России, к 2025 году увеличится более чем втрое.

интернет

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Павел Бедняков

К середине 2020-х годов на рынке по-прежнему будет доминировать 4G, сказано в исследовании. Это совпадает с выводами, которые ранее сделала компания Deloitte. В России, как и в европейских странах, 5G будет развиваться медленнее, чем сети LTE, говорил ранее «Известиям» партнер Deloitte Антон Шульга. Строительство сетей пятого поколения будет очень затратным, если вести его в масштабах, в которых сейчас появляется 4G, объяснял он. Базовые станции 5G должны быть расположены в разы плотнее (самих станций значительно больше). Им всем необходимо иметь оптоволоконное подключение к транспортной сети –– только так можно обеспечить хорошее качество услуги. При этом парк телефонов с поддержкой 5G будет расти постепенно. Именно поэтому сети станут, скорее всего, появляться фрагментарно –– в местах, где спрос на пятое поколение и количество абонентов является достаточным для окупаемости инвестиций.

По данным Минкомсвязи, в 2018 году в России по сетям всех стандартов (2G, 3G, 4G) было передано 10,2 млрд Гб интернет-трафика. Это на 57% больше, чем годом ранее. По мнению гендиректора Telecom Daily Дениса Кускова, сейчас на 2G и 3G приходится около 25% российского мобильного интернет-трафика, а к 2025 году доля их станет практически незаметной.

Tele2 в оценке динамики роста трафика ориентируется на шестилетний прогноз Ericsson, согласно которому объем ежемесячного потребления трафика в мире вырастет к 2024 году почти в пять раз, говорит представитель оператора. При успешном запуске сетей 5G темпы роста трафика в России будут на уровне общемировых, отмечает он. По оценке Tele2, на 5G будет приходиться примерно пятая часть трафика. Прогнозы условны, так как сложность оценок упирается в отсутствие коммерческих запусков сетей пятого поколения в России, подчеркивает представитель компании.

НИИР получил частоты для тестирования 5G

Минцифры
опубликовала протокол заседания Государственной комиссии по радиочастотам
(ГКРЧ), состоявшегося 2 августа 2021 г. Из него следует, что подведомственному
министерству госпредприятию, научно-исследовательскому институту «Радио» (НИИР)
были выделены частоты для научных, исследовательских, опытных,
экспериментальных и конструкторских работ с использованием сотовых сетей пятого
поколения (5G).

Частоты
были выделены в новом, ранее не использовавшимся для сетей 5Gдиапазоне 6,7—6,8
ГГц. НИИР сможет работать с указанными частотами на собственной территории в
Москве.

5G проекты в мире

Пока сеть пятого поколения официально находится в стадии разработки и тестирования. В мире 5G-технологиями занимаются крупные исследовательские лаборатории. Это 5G Lab Germany, мобильные операторы Telia, Vodafone, Verizon, AT&T, NTT DoCoMo.

Также технологию тестируют поставщики телекоммуникационного оборудования: Samsung, Huawei, Nokia, Ericsson, Qualcomm. Определенный опыт по запуску сети 5G для дронов в рамках секретного проекта SkyBender есть у корпорации Google.

Швеция

В 2016 в Швеции установили рекорд по скорости передачи данных 5G — 15 Гбит/сек. Это превышает скорость нынешних беспроводных сетей в 40 раз. Шведы планировали внедрить 5G интернет в коммерческую эксплуатацию в Стокгольме. И в Таллине, столице Эстонии с 2018 года.

Узбекистан и Китай

28 ноября 2017 года в Узбекистане запустили тестовую версию 5G совместно с китайской телекоммуникационной компанией ZTE. Это произошло в лаборатории Центра развития телекоммуникаций и персонала.

1 октября 2018 года известный сотовый оператор запустил первую в мире коммерческую сеть 5G. Теперь сетью могут пользоваться не только ученые или специалисты, но и простые абоненты. В настоящее время предельная скорость передачи данных достигает 1 Гбит/с. А в часы-пик падает до 300 Мбит/с.

США

Также 5G сеть запустил сотовый оператор Verizon, оказывающий свои услуги в США. Сеть пятого поколения уже работает в Хьюстоне, Индианаполисе, Лос-Анджелесе и Сакраменто. Официально считается, что мобильный 5G интернет впервые появился именно в Соединенных Штатах.

Южная Корея

Южная Корея догоняет США и Китай в гонке, победитель которой по праву будет называться страной с первой коммерческой сетью пятого поколения.

1 декабря 2018 года стартовала коммерческая сеть 5G в Южной Корее. Ею могут воспользоваться клиенты трех корейских операторов: SK Telecom, KT и LG Uplus. Компании ввели в эксплуатацию новое оборудование, одновременно отправив в сетях нового поколения свои первые 5G сигналы. В начале радиус действия новой сети будет небольшой. 5G интернетом смогут воспользоваться в основном жители Сеула и шести крупнейших городов страны.

Полное коммерческое предложение корейские операторы представят после марта 2019 года. К этому времени Samsung выпустит на рынок первые смартфоны с поддержкой 5G интернета. Ранний старт — это своего рода попытка давления на производителей оборудования. Чтобы они быстрее выпустили на рынок совместимые с 5G устройства.

Финляндия

В 2018 году сотовая технология 5G была реализована в Финляндии.

В 2019 году 25 операторов в мире планируют запуск коммерческой эксплуатации 5G. А в 2020 году это показатель будет удвоен.

Но Apple это не волнует

Роутеры Apple для российских покупателей всегда продавались с урезанным режимом 802.11ac. То есть никаких новых фишек от них можно не ждать. Заказ с онлайн-магазина не спасёт, вам приедет точно такая же модель.

Единственный вариант — заказать роутер на иностранный адрес и переслать его в РФ. До недавних пор это было незаконно.

В 2015 году Коллегия Евразийской экономический комиссии решила, что все устройства, в той или иной мере использующие шифрование (читай все, у которых есть Wi-Fi или Bluetooth), должны обязательно получить нотификацию ФСБ. Фактически, это разрешение на ввоз.

Нотификация выдаётся на конкретную модель, полный список можно посмотреть на официальном дико глючном сайте. Для роутеров Apple есть всего два документа, оба на запасные части и комплектующие. Почему Купертиновцы до сих пор не получили нотификацию на сами устройства — неизвестно.

Но и на нашей улице праздник.

В конце прошлого года ФСБ разрешили физ. лицам ввозить технику для личных нужд! То есть можно заказать до двух роутеров в посылке «чисто для себя».

Выбор измерительного решения

Для обеспечения высокого качества выполняемых измерений параметров широкополосных устройств на частотах миллиметрового диапазона требуется измерительное оборудование, модуль вектора ошибки которого лучше, чем у исследуемого устройства (ИУ) или системы. Типовые требования:

Типовая схема измерений параметров передатчика, приемника, приемопередатчика или других компонентов в устройствах беспроводной передачи данных (в зависимости от типа) обычно включает источник сигналов для формирования входного воздействия и ИУ, ИУ и анализатор, или все вместе. Измерения в основной полосе частот и в диапазоне до 6 ГГц, как правило, выполняются с помощью кабелей. Измерения на частотах сантиметрового и миллиметрового диапазонов, скорее всего, придется выполнять методом OTA из-за высокого уровня интеграции, ожидаемого в антеннах и радиочастотных интегральных схемах, вследствие которого соединители в контрольных точках для подключения кабелей могут просто отсутствовать. На рис. 2показана блок-схема испытательного стенда для формирования и анализа сигналов стандарта 5G (типовое решение). Оно имеет характеристики, требуемые для оценки характеристик компонентов и устройств стандарта 5G на предмет искажений сигналов, которые могут создать проблемы на частотах миллиметрового диапазона. Для формирования сигнала с цифровой модуляцией стандарта 5G NR и подачи на вход ИУ используется векторный генератор сигналов. Для захвата радиочастотного сигнала на выходе ИУ, оцифровки и исследования его параметров, в том числе параметров модуляции, используется векторный анализатор сигналов. Данное решение обладает гибкостью конфигурации для работы с измерительными задачами при различных комбинациях частот и поддиапазонов, а также с различной степенью достоверности, обусловленной характеристиками измеряемых компонентов и устройств стандарта 5G.

Прочие источники погрешностей измерительной системы могут скрываться в самой схеме измерений. При построении схемы измерений в условиях очень высоких частот и широких полос пропускания такое вспомогательное оборудование, как тестовая оснастка, кабельные сборки, переходы, направленные ответвители, фильтры, предусилители, разветвители и коммутаторы между ИУ и измерительными приборами, может оказать гораздо более негативное влияние, чем при измерениях на частотах до 6 ГГц. Для обеспечения максимальной точности измерений измерительная система должна быть откалибрована в измерительной плоскости, соответствующей месту подключения ИУ. Задача заключается в том, чтобы получить характеристики ИУ без учета негативного влияния тестовой оснастки и вспомогательного оборудования. Измерительная система должна обеспечивать еще более высокие характеристики, чем те, к которым мы стремимся при проектировании устройства. Возможность выполнения измерений в плоскости ИУ является залогом высокой точности и повторяемости. Правильно выполненная калибровка измерительной системы устраняет составляющие систематической погрешности измерений, связанные с АЧХ и ФЧХ тестовой оснастки, и весьма полезна при работе с широкополосными сигналами. В состав предлагаемого измерительного стенда для испытаний устройств стандарта 5G входит программное средство для калибровки системы Signal Optimizer. Данное ПО обеспечивает перенос плоскости измерений на разъем ИУ, как показано на рис. 2.

Рис. 2. Схема стенда для испытаний устройств стандарта 5G на основе измерительных приборов и программного обеспечения, адаптированных для 5G NR, включая программное обеспечение Signal Optimizer

Особенности и принцип работы

В настоящее время, ещё нет устоявшихся практик использования сетей пятого поколения, но уже сейчас можно отметить преимущественно таких особенностей, как:

• полный дуплекс,
• massive MIMO,
• маленькие соты,
• миллиметровые волны с длиной волны 5G от 1 до 10 мм (от 30 до 300 ГГц),
• формирование луча.

К числу минусов можно отнести то, что миллиметровые волны не способны легко проходить сквозь стены зданий, а также серьезно затухают в дождь, снег и листопад. Чтобы это обойти эти особенности 5G, будет использована такая разработка, как малые соты. Это миниатюрные базовые станции, которые будут располагаться каждые 250 метров в зоне покрытия. Подобная сеть из тысяч маленьких ретрансляторов от базовых станций, способа обойти все сложности рельефа и погодных условий. Скорее всего, они будут размещены на зданиях и фонарных столбах.

При прямой видимости, дальность 5G можно оценить в 1-2 километра. В городских условиях России, 300-700 метров. Для профессионалов более детальная информация представлена на график ниже.

Ещё одна новая технология 5G сети – это massive MIMO. Например, существующие базовые станции 4G сегодня поддерживают, в среднем, 12 портов. Восемь портов на передачу данных и 4 порта на приём. Базовые станции сети связи 5G могут иметь 100 портов и соответствующее количество узконаправленных антенн. За счёт этого пропускная способность увеличивается в 22 раза.

Ещё более продвинутыми стандарт связи делает технология beamforming или «формирование луча». Эта система сигнализации, развернутая между базовыми станциями, которая помогает определить и задействовать оптимальный маршрут передачи сигнала к конкретному пользователю. Один из её дополнительных плюсов – это снижение помех в передаче данных при использовании большого количества антенн.

Современные смартфоны должны принимать и передавать данные по очереди, если они работают на одной частоте. Либо, если устройство хочет передавать и принимать сигнал одновременно, оно должно делать это на разных частотах. Принцип 5G таков, что все устройства в рамках этой технологии, могут и принимать, и передавать сигналы одновременно. Эта технология имеет название «полный дуплекс». Это удваивает пропускную способность любой сети передачи данных. Минусом полного дуплекса является неприятный эффект эха. Он возникает, потому что передающая антенна мобильного устройства находится рядом с принимающей антенной, которая ловит этот сигнал. Поэтому, во все устройства, по умолчанию, включается технология эхоподавления.

Поддерживает ли мой смартфон сигнал 5G?

Текущие смартфоны не поддерживают новый стандарт связи, поэтому пользователям придется купить новые мобильные телефоны. В настоящее время, в розничную продажу в России поступают такие модели, как:

1. Huawei Mate Flex,
2. Nokia 10,
3. Samsung Galaxy S10,
4. Xiaomi Mi Mix 3,
5. Motorola Moto Z3,
6. LG V50 ThinQ,
7. ZTE 5G,
8. Oppo F11 Pro.

Кто придумал 5G?

Над стандартом работало множество международных организаций и коммерческих компаний. Формально, автором разработки можно назвать Международный союз электросвязи. Рабочее название проекта для специалистов — IMT-2020.

Безусловно, новый стандарт ожидают самые высокие и радужные перспективы. Как минимум, в развитых странах вроде США, Китая, Южной Кореи и ряда других передовых игроков на этом рынке, включая Россию.