Що таке 5г?

5G Навряд чи справжній

Проходить гонка до 5G. Усі чотири основні американські оператори мають певну форму бездротового зв’язку 5G, хоча це все обмежене впровадження лише в декількох містах, в основному вони використовують дорогі телефони, які не підтримують майбутніх 5G мереж у майбутньому. Щомісяця ми відстежуємо випуск на нашій сторінці "Забіг до 5G".

Ранні розгортання 5G більше схожі на загальнодоступний бета-тест, ніж на кінцевий продукт. AT&T, Verizon і T-Mobile усі використовують технології, які проходять лише близько 600 футів від сайту стільникового зв'язку, а це означає, що покриття не так вже й багато. Усі чотири перевізники чекають оновлення базових станцій, які покращать охоплення, швидкість та надійність. Наприкінці цього року або на початку 2020 року AT&T, Verizon і T-Mobile усі мають намір запустити мережі 5G, які використовують існуючий 4G-спектр, який матиме менші швидкості, але ширше охоплення.

Ми протестували AT&T у Далласі та Лас-Вегасі; Спринт у Далласі та Нью-Йорку; Verizon у Чикаго та Провіденсі; і T-Mobile у Нью-Йорку. З кожним місяцем ми спостерігаємо кращі показники роботи та нові нові пристрої. Зараз у продажу є 5G гарячі точки від AT&T, Sprint та Verizon, три моделі 5G телефону від LG та Samsung, а також додаткові Moto Mod для телефонів Motorola.

Це безладно. Це дуже ранні дні. А якщо вам подобаються нові технології, це дуже захоплююче.

5G - це інвестиція для наступного десятиліття, і в попередніх мобільних переходах ми спостерігали більшість великих змін, що відбуваються через роки після першого оголошення. Візьмімо, наприклад, 4G. Перші 4G-телефони в США з'явилися в 2010 році. Але всі 4G-програми, які змінили наш світ, з'явилися не пізніше. Snapchat з'явився в 2012 році, а Uber набув широкого поширення в 2013 році. Відеодзвінки через мережі LTE також набули широкого поширення в США приблизно в 2013 році.

Отже, дотримуючись цього плану, хоча зараз ми отримуємо трохи 5G, ви повинні очікувати, що великі програми 5G з’являться приблизно до 2021 або 2022 рр. До цього все буде заплутано, оскільки бездротові оператори жокею для клієнтів і розуму .

5G розшифровується як стільниковий бездротовий модуль п'ятого покоління, а початкові стандарти для нього були встановлені в кінці 2017 року. Але стандарт не означає, що всі 5G будуть працювати однаково - або що ми навіть знаємо, які програми дозволять 5G. Буде повільно, але чуйно 5G, швидкий 5G з обмеженим покриттям. Давайте зведемо вас із кролячої нори 5G, щоб дати вам уявлення про те, яким буде майбутній світ 5G.

1G, 2G, 3G, 4G, 5G

Перш за все, якщо ви чуєте про телефони 5G Wi-Fi або "5G E" AT&T, вони не є мобільними 5G. Ось повний пояснювач щодо 5G проти 5G E проти 5 ГГц: в чому різниця?

І якщо ви чуєте, що 5G означає вежі міліметрових хвиль на кожному світильнику, це неправда. Ось так деякі американські перевізники вирішують реалізувати це саме зараз, але це не потрібна чи потрібна форма 5G. (Спринт, наприклад, робить 5G зовсім інакше, як я поясню нижче.)

G в цьому 5G означає, що це покоління бездротових технологій. Хоча більшість поколінь технічно визначаються їх швидкістю передачі даних, кожне також позначається порушенням методів кодування або "повітряними інтерфейсами", що робить його несумісним з попереднім поколінням.

1G був аналогом стільникового. 2G-технології, такі як CDMA, GSM та TDMA, були першим поколінням цифрових стільникових технологій. Технології 3G, такі як EVDO, HSPA та UMTS, принесли швидкість від 200 кбіт / с до декількох мегабіт в секунду. Технології 4G, такі як WiMAX та LTE, були наступним несумісним стрибком вперед, і тепер вони масштабують до сотень мегабітів і навіть гігабітних швидкостей.

5G пропонує три нові аспекти таблиці: більша швидкість (для переміщення більшої кількості даних), менша затримка (щоб бути більш чуйною) та можливість підключення набагато більше пристроїв одночасно (для датчиків та розумних пристроїв).

Фактична 5G-радіосистема, відома як 5G-NR, не сумісна з 4G. Але для всіх 5G-пристроїв у США для початку знадобиться 4G, оскільки вони будуть спиратися на нього для здійснення початкових з'єднань, перш ніж торгувати до 5G там, де це є. Технічно відома як "несамостійна" мережа або АНБ. Пізніше наші мережі 5G стануть "автономними" або SA, не вимагаючи покриття 4G для роботи. Але це кілька років.

4G також продовжить удосконалюватись із часом. Модем Qualcomm X24, вбудований у більшість флагманських телефонів Android 2019, підтримує швидкість 4G до 2 Гбіт / с. Реальні переваги 5G полягають у величезній ємності та низькій затримці, що перевищує рівні 4G-технологій.

Цей симбіоз між 4G та 5G призвів до того, що AT&T отримав трохи надмірну аудіастику щодо своєї мережі 4G. Перевізник почав називати свою мережу 4G "5G Evolution", оскільки вважає вдосконалення 4G головним кроком до 5G. Це правильно, звичайно. Але формулювання покликане заплутати споживачів менш обізнаних міркувань 5G Evolution - це 5G, коли цього немає.

Яка частота?

Напевно, найгарячіші та заплутані дебати навколо 5G стосуються того, на яких частотах він працює. 5G працює в основному в двох видах повітряних хвиль: нижче і вище 6 ГГц.

Низькочастотні 5G-мережі, які використовують наявні стільникові та Wi-Fi-смуги, скористаються більш гнучким кодуванням та більшими розмірами каналів, щоб досягти швидкості на 25 - 50 відсотків кращої, ніж LTE, повідомляє презентація T-Mobile exec Каррі Куопамакі. Ці мережі можуть охоплювати ті ж відстані, що і діючі стільникові мережі, і, як правило, не потрібні додаткові сайти стільникового зв'язку. Наприклад, Sprint налаштовує всі свої нові 4G-клітинні сайти як готові до 5G, і він просто переверне комутатор, коли буде підготовлена ​​решта його мережі.

Сільські мережі, ймовірно, дотримуватимуться низькочастотного 5G, оскільки низькочастотні смуги мають великий діапазон від веж.

Щоб отримати надвисокі, багатогігабітні швидкості, оператори спочатку звертаються до новіших, набагато вищих частот, відомих як міліметрова хвиля. Внизу в існуючих стільникових каналах доступні лише відносно вузькі канали, оскільки цей спектр настільки зайнятий і активно використовується. Але на 28ГГц і 39ГГц доступні великі широкі області спектру для створення великих каналів для дуже високих швидкостей.

Ці діапазони раніше використовувались для проведення капітального ремонту, підключення базових станцій до віддалених інтернет-посилань. Але раніше вони не використовувались для споживчих пристроїв, тому що потужність кишенькової обробки та мініатюрні антени були недоступні. Міліметрові сигнали також випадають швидше з відстані, ніж сигнали нижчої частоти, і величезна кількість переданих ними даних вимагатиме більше з'єднань із стаціонарним Інтернетом. Таким чином, постачальникам стільникових мереж доведеться використовувати багато менших базових станцій з меншою потужністю (як правило, 2-10 Вт), а не менше, більш потужні макроелементи (потужність 20-40 Вт), щоб запропонувати багатогігабітні швидкості, що є мережами міліметрових хвиль. обіцянка.

На щастя для них, перевізники вже встановили ті "маленькі стільники" у багатьох великих містах, щоб збільшити потужність протягом епохи 4G. (З вікна мого офісу в Нью-Йорку я бачу кілька невеликих сайтів для стільникових телефонів.) У цих містах їм просто потрібно зафіксувати додаткове радіо на існуючому сайті, щоб зробити його 5G. Однак в інших місцях триває боротьба, де у перевізників виникають проблеми з переконанням міст, що дозволяють їм додати невеликі осередки до приміських мікрорайонів. Це схоже на попередні боротьби за встановлення послуги стільникового зв’язку взагалі у багатьох містах. Щодо того варто, малі комірки, як правило, набагато менш потужні, ніж макроелементи, що використовуються для 2G через 4G стільникові системи: 2-20 Вт порівняно з 20-40 Вт для макроелементів.

Існує третій набір повітряних хвиль, що використовується за кордоном, що може бути приємним місцем: середній діапазон. Ці частоти, починаючи від 3, 5 ГГц до 7 ГГц, трохи вище поточних стільникових діапазонів, але мають величини спектру (і швидкості), які починають виглядати як міліметрова хвиля. США відстають від інших країн у середньосмуговому спектрі, оскільки тут, зараз, він використовується мешканням організацій, включаючи компанії-супутники та ВМС, але є зусилля, щоб звільнити його.

Мережам середньої смуги не потрібно стільки стільникових сайтів, скільки міліметрових хвиль, хоча вони все ще будуть досить щільними; певно, кожну третю до півмилі.

Як працює 5G

Як і інші стільникові мережі, мережі 5G використовують систему стільникових сайтів, які ділять свою територію на сектори і передають закодовані дані через радіохвилі. Кожен сайт комірки повинен бути підключений до мережевої магістралі, чи то через дротовий чи бездротовий віддалений зв'язок.

Мережі 5G використовують тип кодування під назвою OFDM, який схожий на кодування, яке використовує 4G LTE. Повітряний інтерфейс розроблений для набагато меншої затримки та більшої гнучкості, ніж LTE.

З тими ж повітряними хвилями, що і 4G, 5G радіосистема може отримати приблизно 30 відсотків кращі швидкості завдяки більш ефективному кодуванню. Про божевільні гігабітні швидкості ви чуєте, тому що 5G призначений для використання набагато більших каналів, ніж 4G. У той час як більшість 4G-каналів мають 20 МГц, з'єднані разом до 160 МГц одночасно, 5G-канали можуть бути до 100 МГц, а Verizon використовує до 800 МГц одночасно. Це набагато ширше шосе, але воно також вимагає більш чітких блоків повітряних хвиль, ніж були доступні для 4G.

Ось тут приходять більш високі частоти міліметрових хвиль на коротких відстанях. Хоча нижчі частоти окуповані - 4G, телевізійними станціями, супутниковими фірмами або військовими - була наявна величезна кількість фактично невикористаних більш високих частот, доступних у США, тому перевізники могли легко будувати широкі дороги для високих швидкостей.

Інші країни, такі як Канада та європейські країни, зосереджуються спочатку на середньосмугових частотах, дещо вищих, ніж у існуючих 4G-системах, але в США такі частоти використовують супутникові компанії та військові.

Мережі 5G повинні бути набагато розумнішими, ніж попередні системи, оскільки вони жонглюють набагато меншими осередками, які можуть змінювати розмір і форму. Але навіть із існуючими макроклітини Qualcomm каже, що 5G зможе збільшити потужність у чотири рази в порівнянні з поточними системами, використовуючи ширші смуги пропускання та передові технології антен.

Мета полягає в тому, щоб мати доступні набагато більші швидкості та набагато більшу потужність на сектор, із значно меншою затримкою, ніж 4G. Задіяні органи зі стандартів націлені на швидкість 20 Гбіт / с і затримку 1 мс, і в цей момент починають відбуватися дуже цікаві речі.

Різні перевізники пообіцяли розгортання 5G в містах країни. На цій карті показані деякі із оголошених місць.

Хто запускає 5G Коли?

Ви можете побачити всі поточні стартові міста 5G на наших картах Гонки до 5G.

21 грудня 2018 року AT&T запустила 5G у 12 містах за допомогою однієї гарячої точки мобільного Інтернету, Netgear Nighthawk 5G. Він також продає Samsung Galaxy S10 5G, і планує продати Note 10+ 5G. У квітні він збільшив свою кількість міст до 19. Здається, AT&T видає лише кілька точок доступу на місто та охоплює кілька мікрорайонів у кожному місті. Лише вибрані, затверджені бізнес-клієнти можуть підписатися на його обслуговування. Схоже, компанія хоче зачекати, поки 5G стане більш поширеною, щоб спробувати продати її споживачам.

AT&T використовує 39 ГГц Спектр для його початкового впровадження, після чого до кінця цього року було близько 28 ГГц, а потім низькосмуговий, колишній 3G-спектр.

Sprint запустив 5G в чотирьох містах наприкінці травня, додавши Чикаго в липні, а в серпні Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Фенікс і Вашингтон. Оскільки він використовує середню смугу, він має набагато ширше покриття у своїх містах, ніж інші оператори, принаймні поки що. Подальші запуски, здається, підкріплені поточною драмою Sprint навколо потенційного злиття з T-Mobile. Перевізник продає гарячу точку HTC Hub, а також телефони LG V50, OnePlus 7 Pro 5G та Samsung Galaxy S10 5G.

В даний час Verizon має обмежені мобільні розробки 5G у дев'яти містах, а обмеження на домашній Інтернет в чотирьох містах. Він продає надбудову 5G, яка підходить для телефонів Moto Z2 Force, Z3 та Z4, а також телефонів LG V50, Samsung Galaxy S10 5G, Galaxy Note 10+ та 5G, а також гарячої точки Inseego M1000.

Плани обслуговування 5G від Verizon коштують на 10 доларів більше, ніж його необмежені 4G плани (хоча від цього відмовились поки що), за справді необмежену кількість даних 5G без деприоритизації. Переважно використовується в основному 28 ГГц спектр.

T-Mobile запустив мережу 5G міліметрової хвилі у шести містах у червні за допомогою телефону Galaxy S10 5G. Це включає напрочуд всебічне висвітлення на Манхеттені, а також біти та боби в інших містах. На відміну від AT&T та Verizon, він пропонує карти покриття. Компанія каже, що пізніше цього року компанія запустить загальнонаціональну мережу 5G, використовуючи низькодіапазонний спектр 600 МГц, але так само, як і у Sprint, багато її стратегії пов'язано з тим, проходить чи ні об'єднання. Ця низькосмугова мережа, але не міліметрова хвиля, буде підтримуватися майбутнім Galaxy Note10 + 5G.

Швидкість бездротової мережі прив’язана до того, який спектр ви можете використовувати для цього. Тому що T-Mobile використовує лише в середньому 31 МГц спектр на частоті 600 МГц, на відміну від сотень МГц, якими будуть користуватися міліметрові хвилі, його низькосмугова мережа 5G буде трохи швидшою, ніж 4G, але не кілька гігабітів швидко. Це все одно буде низький затримка та безліч аспектів підключення 5G, що робить його корисним, наприклад, для ігор, автомобілів, що керують автотранспортом, та розумних міст. У містах мережа міліметрової хвилі буде надшвидкою.

"Чи будемо ми бачити, як середня швидкість починає зростати на десятки мегабіт в секунду? Напевно", - сказав T-Mobile CTO Невіл Рей. "Ми хотіли б побачити середню швидкість втричі або перейти до 100 Мбіт / с, але це подорож, яка потребує часу в галузі."

Які 5G телефони виходять?

Перший раунд 5G-телефонів підтримує лише деякі системи 5G, які використовуються в США - а різні моделі підтримують різні діапазони! Тож якщо ви хочете повного поєднання 5G покриття та швидкості, вам доведеться посидіти, мабуть, наступної весни, коли вийдуть перші всесмугові 5G телефони.

На сьогоднішній день Samsung Galaxy S10 5G та Note 10+ 5G (на всіх чотирьох носіях), LG V50 (на Sprint і Verizon) і Moto Mod для Moto Z3 і Z4 (на Verizon) - все, що зараз там. .

Більшість із цих телефонів фокусуються на коротких діапазонах, що мають швидкісні смуги. Примітка 10+ 5G для AT&T і T-Mobile буде працювати на широкосмуговій низькошвидкісній смузі, але не на швидкій смузі швидкісних. Це дратівливо заплутано. Ось схема Венна:

Багато інших компаній, включаючи Huawei, OnePlus, ZTE, Oppo, Vivo та Xiaomi, виробляють телефони 5G у 2019 році. Але жоден із цих телефонів не призначений для США, і жоден з них не буде сумісним із американськими мережами. Це великий світ там.

Ми думаємо, що в 2020 році з'явиться iPhone 5G, але не раніше.

Для чого 5G?

Більшість демонстрацій 5G в реальному світі, які ми бачили, просто залучають людей, які дуже швидко завантажують Netflix на свої телефони. Таке використання - це лише ставки на таблицю, просто щоб побудувати такі мережі, щоб в майбутньому могли розвиватися більш цікаві програми.

Домашній Інтернет 5G має одну головну перевагу перед 4G: величезна ємність. Перевізники не можуть запропонувати домашній Інтернет 4G за конкурентоспроможними цінами, оскільки на сайтах 4G стільникового простору недостатньо ємностей для 190 Гб щомісячного використання, яке більшість будинків зараз очікують. Це дійсно може збільшити домашню конкуренцію в Інтернеті в США, де, згідно зі звітом FCC за 2016 рік, 51 відсоток американців мають лише один варіант отримання 25-мегабіт / с або вище домашнього інтернету. Зі свого боку, Verizon каже, що його 5G-сервіс буде справді необмеженим.

Домашній Інтернет 5G також набагато легше розгорнути, ніж мобільні волоконно-оптичні лінії. Замість того, щоб копати кожну вулицю, операторам просто потрібно встановлювати волоконну оптику на стільниковий сайт кожні кілька блоків, а потім надавати клієнтам бездротові модеми. Головний директор мережі Verizon Нікі Палмер заявив, що послуга домашнього Інтернету в кінцевому підсумку буде запропонована там, де Verizon має 5G бездротовий зв’язок, що надасть йому набагато ширше покриття, ніж волоконно-оптична послуга FiOS.

Під час поїздки в Оулу, Фінляндія, де є центр розвитку 5G, ми відвідали хакатон 5G. Найкращі ідеї включали послугу потокової гри; спосіб зробити реабілітацію інсульту через VR; розумні пов’язки, які відстежують ваше зцілення; і спосіб батьків взаємодіяти з немовлятами, які застрягли в інкубаторах. Всі ці ідеї потребують або високої пропускної здатності, низької затримки, або низької затрати, низької вартості 5G.

Минулого року ми провели опитування стартапів 5G, які Verizon плекає в Нью-Йорку. У лабораторії «Відкрита інновація» оператора ми побачили камери бездротового відеоспостереження високої роздільної здатності, потокові ігри та фізичну терапію віртуальної реальності.

Наш оглядач Майкл Міллер вважає, що 5G буде найважливішим для промислового використання, як автоматизація морських портів та промислових роботів.

Автомобілям без водіїв може знадобитися 5G, щоб дійсно почати діяти, пояснює наш редактор Олівер Ріст. Перше покоління автомобілів без водіїв буде автономним, але майбутні покоління будуть взаємодіяти з іншими автомобілями та розумними дорогами, щоб поліпшити безпеку та керувати дорожнім рухом. В основному, все по дорозі буде говорити з усім іншим.

Для цього потрібні вкрай низькі затримки. Поки всі машини обмінюються дуже маленькими пакетами інформації, їм це потрібно зробити майже миттєво. Ось тут і настає затримка 5-мільйсекундних затримок 5G грати, коли пакет даних стріляє безпосередньо між двома автомобілі, або відскакує від машини до маленької клітини на ліхтарному стовпі до іншої машини. (Один світло-мілісекунда становить близько 186 миль, тому більша частина затримки 1 мс все ще триває час обробки.)

• Що буде робити 5G для сільських районів? Що буде робити 5G для сільських районів?
• Гонка до 5G: серпень 2019 року оновлення Гонка до 5G: оновлення серпня 2019 року
• Спринт перед запуском 5G у Нью-Йорку набирає покриття, потребує швидкості. Перед запуском спринту 5G у Нью-Йорку набирає покриття, потребує швидкості
• T-Mobile сигнали, що надходять дешевші телефони 5G, надходять T-Mobile сигнали, що надходять дешевіші телефони 5G

Ще один аспект 5G полягає в тому, що він підключить набагато більше пристроїв. Зараз модулі 4G є дорогими, енергозатратними та вимагають складних планів обслуговування, тому значна частина Інтернету речей застрягла з Wi-Fi та іншими домашніми технологіями для споживачів або 2G для бізнесу. 5G прийме невеликі, недорогі пристрої малої потужності, тому він підключить до Інтернету безліч менших об'єктів та різних видів зовнішніх датчиків.

Що з телефонами? Найбільша зміна, яку може принести 5G, - це у віртуальній та доповненій реальності. Оскільки телефони перетворюються на пристрої, призначені для використання з гарнітурами VR, дуже низька затримка та стабільна швидкість 5G подарують вам розширений Інтернет, якщо і коли ви цього хочете. Невеликі клітинні аспекти 5G також можуть допомогти у вбудованому покритті, оскільки це спонукає кожного домашнього маршрутизатора стати сайтом стільникового зв’язку.

Ми з нетерпінням чекаємо тестування перших реалізацій 5G під час їх запуску. Ми продовжуємо відстежувати всі програми, тестуючи їх по містах, на нашій сторінці «Забіг до 5G».