Swipe to the left

Ce este tehnologia 5G, care sunt avantajele și cum funcționează

Scris de Mobiup Publicat la: 11 ianuarie 2021 | Actualizat la: 11 ianuarie 2021 27759 Vizualizări

Succesoare a tehnologiei 4G, a cincea generație de tehnologie pentru rețelele celulare wireless oferă ca principal avantaj o viteză de transfer substanțial mai mare față de cea cu care suntem obișnuiți. 5G este o soluție prin care se pun bazele unui standard ce permite conectarea unui număr mai mare de dispozitive, care pot fi controlate într-un mod centralizat, de la distanță.

Standardul 5G reprezintă un progres semnificativ pentru tehnologia mobilă, care deschide drumul către o nouă etapă. Multe din tehnologiile care există în prezent vor deveni mult mai sofisticate, iar aparatura și dispozitivele cu care suntem obișnuiți vor atinge performanțe fără precedent.

De tehnologia 5G nu vor beneficia doar telefoanele mobile, ci și mașinile smart, aparatele electrocasnice, realitatea virtuală sau dispozitivele IoT (Internet of Things, care înseamnă conectarea mai multor dispozitive prin internet).

Ce este tehnologia 5G

5G este a cincea generație de conectivitate a internetului mobil, care presupune viteze mult mai mari de upload și download, o acoperire mai largă și conexiuni mai stabile.

În prezent, suntem obișnuiți să folosim tehnologia 4G, ce reprezintă a patra generație de servicii wireless. Ca și termen de comparație, aceasta oferă o viteză de până la 10 ori mai mare decât tehnologia 3G. Viteza de download în mediul 4G este de până la 100 Mbps, pe când în 3G este de 400 Kbps. Până la apariția tehnologiei 5G, LTE (Long Term Evolution), care stă la baza tehnologiei 4G, oferea o viteză mare de transfer, chiar și în timpul deplasării. Față de viteza de transfer de 100 Mbps a tehnologiei 4G, a cincea generație de servicii wireless oferă o viteză de transmitere a datelor de până la 20 Gbps.

Tehnologia 5G presupune, în primul rând, o utilizare mai eficientă a spectrului radio și permite mai multor dispozitive să acceseze același internet mobil simultan. De asemenea, folosește o tehnică nouă de comunicații, care presupune o interfață radio complet modificată. Pentru a putea susține noile cerințe, arhitectura rețelei a fost construită și regândită total. Printre numeroasele avantaje ale noii configurații se numără și frecvențele care sunt utilizate. Dacă dispozitivele 3G și 4G provoacă interferențe datorită faptului că folosesc un spectru comun, tehnologia 5G utilizează frecvențe diferite, care nu sunt accesate. Astfel, zgomotele și interferențele sunt semnificativ diminuate, făcând experiența mult mai prietenoasă.

Implementarea rețelelor de tip 5G implică o tehnologie avansată, care presupune folosirea unor rețele de antene digitale ce dețin mai multe elemente, ca parte a stațiilor de bază.

Ce avantaje are noua tehnologie

În prezent, telefoanele mobile și dispozitivele electronice folosesc frecvențe din spectrul undelor radio sub 6Ghz. În ultimii ani, odată cu avansul tehnologic, această frecvență a devenit din ce în ce mai aglomerată, din cauza numărului mare de dispozitive care o accesează. De aceea, vitezele de transfer sunt mult mai mici și fiabilitatea este scăzută. Pentru a rezolva acest neajuns, a fost creată tehnologia 5G, care folosește unde milimetrice (millimeter waves), ce comunică pe frecvențe foarte înalte, între 24Ghz și 95Ghz.

Ca urmare a accesării undelor milimetrice, cel mai mare avantaj al tehnologiei 5G este viteza mare de transfer. Desigur, putem folosi în continuare 4G sau 3G, care sunt generații de rețele wireless suficient de avansate pentru o viteză de transfer acceptabilă, însă, în mediul 5G, experiența utilizatorilor este semnificativ îmbunătățită. De exemplu, la o conexiune de 1 Gbps, obținută cu ultima variantă îmbunătățită a 4G LTE-A (Long Term Evolution Advanced), se poate descărca un film întreg HD Blu-Ray în aproximativ 2 minute. Tehnologia 5G presupune o viteză de descărcare de până la 10 ori mai mare.

Latența înseamnă viteza de răspuns dintre două dispozitive, timpul necesar ca datele de la dispozitivul unui utilizator să poată fi încărcate. Viteza de upload, timpul pentru ca datele să ajungă la destinație, se calculează în milisecunde. În prezent, viteza de transfer este de 40-50 milisecunde, în cazul rețelelor 4G, iar cu tehnologia 5G, va fi de aproximativ 10 milisecunde, timpul necesar ca o imagine văzută de ochiul uman să poată fi procesată de creier. Deși 40-50 de milisecunde reprezintă o viteză foarte rapidă, în anumite domenii, de exemplu, în medicina robotizată sau în ceea ce privește vehiculele autonome, rapiditatea este vitală.

Tehnologia 5G presupune interconectarea simultană a unui număr foarte mare de dispozitive. Aceasta are o capacitate de conectivitate de până la 1000 de device-uri. De exemplu, dacă locuiești într-o casa inteligenta, poți conecta, în același timp, telefoanele, aparatura electrocasnică, dispozitivele de securitate și automobilele la același dispozitiv.

În prima etapă, costul unui dispozitiv care suporta conexiunea 5G va fi mai mare decât al unui telefon mobil cu tehnologie 4G, însă exploatarea rețelei duce la costuri mult mai mici decât în mod normal. Costurile de exploatare sunt suportate de companiile de telefonie mobilă, astfel că prețurile abonamentelor și serviciilor oferite vor scădea semnificativ.

Cum funcționează tehnologia 5G

Tehnologia 1G a devenit populară în anii ’80 și permitea folosirea telefoanelor fără fir pentru comunicare. 2G s-a lansat în 1991 și, ca beneficiu suplimentar, se puteau trimite mesaje SMS, iar conversațiile erau criptate. În 2007, 200 de milioane de utilizatori foloseau deja tehnologia 3G, care permitea navigarea pe internet cu ajutorul telefoanelor mobile și apariția dispozitivelor de tip smartphone. Tehnologia 4G a fost lansată în 2009, în Suedia și Norvegia, și presupunea navigarea rapidă pe internet direct de pe telefonul mobil, comunicare video, o acoperire mult mai bună și streaming HD.

Tehnologia 5G introduce în ecuație multiplexarea spațială, care este o metodă prin care mai multe semnale digitale sau analogice sunt combinate într-un semnal unic, într-un mediu comun de transmisie. Scopul acestei metode este de a partaja o resursă scumpă; în telecomunicații, mai multe apeluri telefonice pot fi efectuate simultan folosind aceeași infrastructură, în mod transparent pentru utilizatori. Tehnologia 5G utilizează rețele de antene digitale care dețin mai multe elemente ca parte a stațiilor de bază. Sistemele corespunzătoare se numesc Massive MIMO (Multiple Input – Multiple Output), un sistem care folosește un număr mare de antene pentru a facilita comunicarea rapidă între utilizatori.

Ca și în cazul rețelelor 4G, cele 5G utilizează un sistem de celule care trimit date codificate prin intermediul undelor radio. Benzile de frecvență înaltă, utilizate de tehnologia 5G, au o capacitate mai mare, o interfață radio modernizată și o arhitectură de rețea regândită, iar releele sunt amplasate la o distanță mai mică unul față de celălalt, acoperirea fiind completă.

Cu ce este diferit 5G față de 4G

Modul de funcționare a tehnologiei 5G este mult diferit față de 4G, în primul rând, în ceea ce privește spectrul de frecvență în care operează. Spectrul de frecvență mare furnizează cele mai bune performanțe pentru 5G. În prezent, tehnologia 4G LTE funcționează în benzi de frecvență joase și medii, de până la 6Ghz, iar 5G va putea funcționa între 30 și 300Ghz, benzi care nu sunt utilizate de alte dispozitive care să aglomereze traficul de date.

Această tehnologie este mult diferită față de turnurile 4G, care împart datele în mai multe direcții, risipind energie pentru a direcționa undele radio în locații în care nu există solicitări pentru acces la internet. Prin folosirea de unde scurte și medii, antenele pot avea dimensiuni mai mici, oferind un control precis, direcționat. Din moment ce o stație poate folosi mai multe antene direcționale, 5G poate susține cu peste 1000 de dispozitive mai multe per metru, față de 4G. Cu alte cuvinte, rețelele 5G pot transmite date la viteze foarte mari către un număr mult mai mare de utilizatori, cu precizie și latență mai mică.

5G este o tehnologie mult mai rapidă decât 4G, de aproximativ 20 de ori. Viteza minimă de download în 5G este de 20 Gbps, în timp ce în 4G, aceasta este de 1 Gbps. Aceasta înseamnă că datele se încarcă mult mai rapid, jocurile multiplayer nu mai au lag-uri atât de mari, iar serviciile de tip Skype sau FaceTime funcționează fără întreruperi.

Tehnologia 5G îți permite să conectezi telefonul, consola video, dispozitivele de supraveghere, kitul de realitate virtuală, tableta și laptopul la același router, fără a exista întreruperi, chiar dacă funcționează simultan.

Acolo unde tehnologia 4G nu poate furniza toate datele necesare pentru un număr din ce în ce mai mare de dispozitive mobile, 5G deschide calea pentru conectarea la internet a mai multor dispozitive, de exemplu semafoare, senzori wireless sau comunicarea între vehicule automate.

Cât de rapidă este tehnologia 5G

Tehnologia 5G operează pe un spectru radio diferit, cu antene speciale, și oferă conexiune simultană unui număr nelimitat de dispozitive, fără a sacrifica lățimea de bandă sau stabilitatea conexiunii. Dacă 4G folosește o frecvență de maximum 6Ghz, 5G ajunge de la 30 până la 300Ghz, eliminând, astfel, întârzierile de transmitere a datelor și interferența semnalului.

În condiții ideale (interferențe minime, rețele libere, acoperire mare), 5G depășește viteza 4G de top de aproximativ 20 de ori. Viteza 4G este de maxim 1Gbps, iar 5G poate ajunge la 20Gbps, ceea ce înseamnă o viteză de download foarte mare, redări fără întârzieri ale serviciilor de streaming și comunicare video fără latență.

Cu alte cuvinte, cu ajutorul tehnologiei 5G, feedback-ul are o viteză de până la 120% mai mare față de 4G, în momentele de vârf de sarcină. Pentru viteza de acces la internet, standardul oferit în prezent de tehnologia 4G este de 1Gbps, cu o valoare reală de aproximativ 250Mbps. În mediul 5G, viteza are o valoare de 10Gbps, cu un potențial ideal de 50Gbps.

De ce avem nevoie de acest standard

Comparată cu tehnologia 4G, rețeaua 5G este semnificativ mai performantă atunci când vorbim despre lista de specificații. Utilizatorii beneficiază de viteze incomparabil mai mari, iar latența este mult mai scăzută. 5G folosește frecvențe care nu sunt aglomerate de dispozitive, pentru că operează într-o frecvență radio diferită, care evită aglomerarea rețelei. Distorsiunile și zgomotele sunt eliminate, iar experiența utilizatorului este mult mai bună.

Spre deosebire de turnurile 4G, care proiectează semnalul la 360 de grade, antenele 5G sunt unidirecționale, astfel că interferențele cu alte semnale prezente în aceeași zonă sunt minime.

Latența mai mică aduce avantaje majore în diferite industrii, de exemplu, în aviație și sănătate, unde viteza de reacție este esențială.

Având o lățime de bandă mai mare decât 4G, tehnologia 5G permite conectarea mai multor dispozitive la un singur port de internet, de exemplu, la același router, ceea ce va elimina supraîncărcarea. Acest lucru este avantajos mai ales pentru casele inteligente, acolo unde este nevoie ca mai multe dispozitive să aibă acces concomitent la internet.

În viitor, rețelele de comunicații 5G vor deveni platformele principale pentru utilități și senzorii instalați în orașe. Pe măsură ce sunt adoptate noi tehnologii, este nevoie de o infrastructură puternică, pentru ca semnalul să poată fi transmis fără eroare dintr-un punct al orașului în altul. Tehnologia 5G oferă viteze net superioare față de 4G, cu o latență foarte mică, ceea ce va permite dezvoltarea orașelor smart.

Beneficiind de o tehnologie de comunicații nouă, cu o interfață complet modernizată și o arhitectură de rețea regândită, 5G este o soluție mult mai eficientă decât toate tehnologiile de până acum. Viteza de transfer, conectivitatea și diminuarea latențelor sunt principalele avantaje ale celei de-a cincea generații de tehnologie pentru rețelele celulare wireless, însă aplicațiile practice în telecomunicații și în domeniile unde viteza de reacție este esențială sunt nenumărate și deschid calea către avansuri tehnologice fără precedent.

Sursa foto: Shutterstock