5 G, hur når vi dit?

Den femte generationens (5G) mobilkommunikation förväntas att introduceras i början av 2020-talet och täcka mer än 20 % av världens befolkning till 2023. 5G har en potential att förändra allt, det är inte bara att öka hastigheter utan det komme att förändra spelplanen och tekniken. Dessa förändringar kommer att påverka personlig kommunikation och mediekonsumtion men också industri, transport, byggnader, städer och så mycket mer, över hela världen.

Trycket är väldigt stort, trafiken i nätverken ökar med ungefär 40 procent varje år och snart när man taket för 4g-tekniken klarar av. 5 G har förutses ha nätverkshastigheter på hög 10Gbps (jämfört med 1 Gb / s på 4G ) tillsammans med signifikant sänkt latens. 5G-nätverk att stödja massiva ökningar av datatrafik och utöka cellwebbplatser, vilket innebär att miljarder enheter kan fungera tillsammans över stora områden. IoT kommer att stå för en fjärdedel av de globala 5G-anslutningarna och ungefär tre fjärdedelar av dessa kommer att ligga inom bilindustrin via inbyggda fordonsanslutningar.

Dagens kommunikation över det trådlösa mobilnätet sker under 6 GHz. Med ökande mängd användare börjar det här bli trångt och med ny teknik öppnas att använda andra frekvenser som på mellanbanden mellan 3,5 gigahertz och 4,9 gigahertz och utrymme på millimeterbanden mellan 28 och 39 gigahertz. De kallas millimetervågor eftersom de varierar i längd från 1 till 10 mm, jämfört med radiovågorna som serverar dagens smartphones, vilka mäter tiotals centimeter i längd. Fördelen med millimeterfrekvenser är bland annat att man kan uppnå extremt korta svarstider, vilket är avgörande för kritisk maskinkommunikation med ex självkörande bilar.

För att göra det möjligt att använda milimeter vågor krävs att 5G nätverken utökar celltornen med kommunitionsceller, små celler, för att göra det möjligt för millimetervågor att inte hindras av byggnader och hinder. De små cellerna är bärbara miniatyrbasstationer som kräver minimal styrka som bilda ett tätt nätverk som fungerar som ett reläteam, tar emot signaler från andra basstationer och skickar data till användare på alla platser. När det blir högre basstationstäthet kommer det att finnas större efterfrågan för höghastighetsoptiska transceivers. 25G / 100G optiska transceivers tros vara lösningarna av de främre 5G optiska transmissionsmodulerna i framtiden.

För att bibehålla täckningen i den här frekvensen introduceras även massive mimo, massiv multiantennteknik som bildar väldigt starka strålar som gör att man får en mycket högre signalstyrka och att man filtrerar bort all störning runtomkring med strålformning. MIMO-basstationer strävar efter att optimera så maximal kapacitet används för att utbyta mycket information på en gång. Dagens 4G basstationer har tolv portar för antenner som hanterar all celltrafik: åtta för sändare och fyra för mottagare. 5G-basstationer kan stödja omkring hundra portar, vilket innebär att många fler antenner kan passa på en enda grupp. Med den här funktionen kan en basstation skicka och ta emot signaler från många fler användare samtidigt, vilket ökar mobilnätets kapacitet med en faktor 22 eller högre.

Beamforming är ett trafiksignaleringssystem för att effektivare använda MIMO och minska störningar. Strålformning hjälpa till genom att fokusera en signal i en koncentrerad stråle som bara pekar i användarens riktning, snarare än att sända i flera riktningar samtidigt. För millimetervågor används strålformning för att styra cellsignalerna som blir försvagade eller blockerade av föremål. Nya metamaterial spela en stor roll för att utveckla komponneter strålformningsegenskaper.

Full duplex modifierar hur antenner levererar och tar emot data, det kan dubbla kapaciteten hos trådlösa nätverk. Dagens basstationer och mobiltelefoner är beroende av sändare som måste byta om att sända och ta emot information över samma frekvens, eller använda olika frekvenser om en användare vill sända och ta emot information samtidigt. Med 5G kommer en transceiver att kunna sända och ta emot data samtidigt, på samma frekvens vilket innebär att deras kommunikationen kan ta hälften så lång tid.

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *