Чем отличается 4G от 5G: основные параметры

Привет, Хабр! Я учусь по специальности радиотехника. В последнее время многие знакомые спрашивают меня, зачем переходить на технологию 5G и в чем разница между 4G и 5G. Поэтому сегодня представляю вашему вниманию перевод статьи на эту тему. 5G ― это сеть мобильной связи, которая пришла на смену 4G, с улучшенными показателями скорости передачи, покрытия сети и надежности. Модернизация существующей сети понадобилась, потому что число устройств, требующих интернет-соединения, постоянно растет. Чтобы нормально функционировать, многим девайсам нужна пропускная способность сети, с которой 4G уже не справляется. 5G работает на других антеннах и частотах, дает доступ в интернет большему количеству устройств, минимизирует задержки при передаче данных и обеспечивает сверхбыструю скорость.

5G работает иначе, чем 4G

Новая мобильная сеть не была бы новой, если бы фундаментально не отличалась от существующих. Одно из принципиальных отличий в том, что 5G работает в другом диапазоне радиочастот, чтобы достичь целей, с которыми не справляется 4G. Радиоспектр разбит на полосы, характеристики которых меняются с ростом частоты. 4G работает на частотах ниже 6 ГГц, в то время как 5G использует крайне высокие частоты в диапазоне от 30 ГГц до 300 ГГц. Высокие частоты хороши по многим причинам, одна из наиболее важных ― они способны обеспечить высокую емкость сети и большие скорости передачи. Высокочастотные диапазоны пока что не перегружены существующей сотовой связью и в будущем смогут обеспечить растущие требования к пропускной способности сети. Кроме того, передача сигналов на крайне высоких частотах характеризуется четкой направленностью, поэтому радиосигналы в этом диапазоне могут передаваться параллельно с работой других беспроводных устройств, не вызывая при этом интерференцию. В свою очередь вышки 4G излучают сигнал во всех направлениях, иногда расходуя впустую энергию и мощность на излучение радиоволн в зоны, где подключение не требуется. 5G передает данные на более коротких волнах, а это значит, что антенны могут быть гораздо меньше используемых сейчас, и в то же время обеспечивают более точную регулировку направленности. Поскольку одна базовая станция может вмещать больше направленных антенн, 5G будет поддерживать количество подключенных устройств на метр на 1000 больше, чем 4G. Это значит, что, когда сети 5G станут широко доступны, данные будут передаваться на крайне высоких скоростях большему количеству пользователей. Точность передачи возрастет, а задержки будут минимальны. У высоких частот есть и свои минусы. Крайне высокие частоты передают сигнал в пределах прямой видимости между антенной и приемным устройством. Более того, радиоволны этого диапазона сильно затухают при передаче на дальние расстояния, потому что их энергия поглощается гидрометеорами (дождь, туман, снег) и другими объектами. По этим причинам расположение антенн в сетях 5G должно быть тщательно спланировано. Возможно, это будут маленькие антенны в каждой комнате или здании или большие, расположенные по всему городу. Может даже оба эти типа. Скорее всего, придется использовать много ретрансляторов, передающих радиоволны как можно дальше, чтобы обеспечить поддержку 5G на большом расстоянии. Еще одно различие между 5G и 4G состоит в том, что сети 5G легко адаптируются к разным типам передаваемого контента и способны переключаться в режим пониженного энергопотребления, когда не используются или когда какое-то устройство работает на низких скоростях, а затем переключаться на более высокую мощность для доставки таких услуг, как, например, HD видео стриминг.

5G намного быстрее, чем 4G

Полоса пропускания ― это количество информации, которая может быть скачана или загружена по сети в единицу времени. Теоретически, в идеальных условиях, данные передаются на пиковых скоростях, если какие-либо устройства и помехи очень мало влияют на скорость. С точки зрения пиковых скоростей, 5G в 20 раз быстрее, чем 4G. Это значит, что за время, которое требуется для загрузки фрагмента данных в сети 4G (кино, например), его можно загрузить 20 раз по сети 5G. Если взглянуть иначе, вы можете скачать практически 10 фильмов, прежде чем 4G скачает первую половину одного! Пиковая скорость в сетях 5G достигает как минимум 20 Гбит/с, а для 4G ― 1 Гбит/с. Цифры относятся к устройствам, которые не перемещаются. Скорость варьируется, как только вы начинаете двигаться, например, в машине или поезде. Тем не менее, эти скорости не являются обычными для устройств в сетях 5G, поскольку зачастую множество факторов влияют на пропускную способность сети. Более важно взглянуть на реалистичные скорости или среднюю измеренную пропускную способность. Сети 5G пока не используются повсеместно, поэтому мы не можем оперировать реальным опытом, но сети 5G неоднократно тестировались и стабильно показывали минимальную скорость загрузки 100 Мбит/с (домашние сервисы работают на скоростях от 300 Мб/с до 1 Гб/с!) Скорость зависит от многих переменных, но сети 4G в среднем показывают менее 10 Мбит/с, что делает 5G как минимум в 10 раз быстрее, чем 4G.

Что может делать 5G, чего 4G не может?

С учетом различий в работе технологий, понятно, что 5G прокладывает путь в будущее мобильных устройств и коммуникаций, но что это действительно значит для вас? С 5G по-прежнему можно отправлять текстовые сообщения, звонить, пользоваться интернетом и передавать потоковые видео.На самом деле, ничто из того, что вы сейчас делаете на своем телефоне в отношении интернета, никуда не денется с переходом на 5G ― сервисы просто будут улучшены. Веб-сайты будут загружаться быстрее, видео, которые автоматически запускались раньше, станут запускаться еще быстрее (к сожалению?). Онлайн-игры перестанут тормозить, а видео в Skype или FaceTime станет более плавным и реалистичным. То что сейчас кажется быстрым при работе в интернете, может показаться мгновенным. Используя 5G в качестве домашней сети, вы сможете одновременно подключить к интернету большее количество устройств без проблем с пропускной способностью. Некоторые домашние интернет-соединения настолько медленные, что просто не справляются с технологиями, появляющимися изо дня в день. Домашняя сеть 5G позволит подключить смартфон, игровую консоль, умные дверные ручки, гарнитуру виртуальной реальности, беспроводные камеры видеонаблюдения, планшет, ноутбук ― всё к одному маршрутизатору одновременно. 4G не справляется с растущим числом мобильных устройств, в то время как 5G открывает пути технологиям на базе подключения к интернету, таким как интеллектуальные светофоры, беспроводные датчики, носимые устройства и устройства общения между автомобилями. Транспортные средства, которые получают данные GPS и инструкции по навигации (например, оповещения о дорожном движении), требуют крайне быстрого интернет-соединения ― нереалистично полагать, что 4G справится с этими требованиями. Поскольку скорость передачи у 5G гораздо выше чем у 4G, есть вероятность того, что для передачи данных не потребуется предварительное сжатие. Это позволит еще быстрее получить доступ к информации, ведь теперь ее не надо распаковывать перед использованием.

Когда же появятся сети 5G?

Пока что мы не можем пользоваться 5G, потому что для мобильных операторов и провайдеров услуг технология в настоящее время находится на стадии тестирования и разработки, а телефоны 5G пока что даже не завоевали популярность. Точная дата релиза 5G для каждого провайдера или страны не назначена, но большинство из них планируют вводить сети 5G в эксплуатацию в 2019 или 2020 году, за исключением некоторых южнокорейских телекоммуникационных компаний.

Пора разобраться, чем отличается 4G от 5G – вскоре во всем мире будет внедрен новый стандарт, а мы до сих пор не понимаем, какова разница! Давайте рассмотрим основные параметры старых технологий и найдем особенности нового поколения мобильной связи, которая активно тестируется в разных странах мира.

Разница между основными поколениями

Для начала кратко рассмотрим отличия 2G, 3G, 4G, 5G – мы подготовили небольшую таблицу, в которую внесли сведения о существующих ныне поколениях связи.

Познакомились с данными таблицы? За несколько десятков лет ситуация разительно изменилась – теперь мы можем наслаждаться отличным качеством и высокой скоростью. Пора поговорить о том, чем отличается 5G и выделить основные параметры! Боле подробно про технологию  5G вы можете прочитать в другой статье на нашем сайте.

Чем отличается 4 Джи от 5 Джи?

Стоит выделить несколько нововведений, которые появились только в настоящее время и не имели аналогов ранее – именно эти данные помогут понять, чем отличается 4 Джи от 5 Джи:

• Использование нескольких антенн – чем больше приемников работает, тем выше скорость передачи данных и лучше качество сигнала;
• Разные диапазоны. Это одно из главных отличий сетей 4 Джи от 5 Джи ­– старый стандарт работал на частотах, не превышающих значение 3,5 ГГц. Новая технология базируется в диапазоне от 4 Ггц до 5 Ггц (иногда и выше). Это способствует избавлению от неприятных помех, но заставляет плотно размещать базовые вышки;
• Нарезка сети. Это особая технология, которая позволяет абонентам выстраивать отдельные сети для разных типов применения;
• Устройства, расположенные рядом, смогут обмениваться данными напрямую.

Отличия интернета 4G и 5G также заключаются в следующем:

• Скорость 10 Гбит/сек. против показателя в 100 Мбит/сек.;
• Уменьшение задержки сигнала до одной миллисекунды отличается от 10 миллисекунд (или даже 100 миллисекунд в сетях 3 Джи).

А чем отличается 4G от LTE — кликайте на ссылку и ищите ответ на этот вопрос!

Именно эти нововведения делают пятое поколение по-настоящему революционным и отличают его от других, созданных ранее!

5G – это не просто усовершенствованная версия 4G с большей скоростью, а огромный шаг вперед в развитии беспроводных сетей. Давайте поговорим про основные отличия и прорывные инновации сетей нового поколения.

Если вы планируете купить новый телефон или сменить оператора, тогда, вероятно, вы столкнётесь с такими вещами как LTE и 5G – с четвёртым и пятым поколением мобильной связи соответственно. И если о 4G знает каждый пользователь мобильных устройств, то 5G вызывает у юзеров много вопросов. Если вы не можете определиться, стоит ли вам менять свой телефон на новый с поддержкой новой технологии, то прямо сейчас мы пройдёмся по основным моментам 5G и LTE и расскажем об их отличиях.

Для начала, небольшой экскурс в терминологию. Буква “G” на английском значит “Generation”, что можно перевести как “поколение”. Собственно, “5G-сеть” – это сокращение, которое можно расшифровать как “мобильная сеть пятого поколения”.

“LTE” расшифровывается как “Long-Term Evolution”, что в переводе означает “долговременное развитие”. Этот тип беспроводной сети часто обозначается как “4G LTE”. Новое поколение не является полной заменой устоявшемуся 4G: обе технологии будут работать в тандеме в ближайшие несколько лет.

Преимущества 5G

По словам Элса Берта, директора по вопросам маркетинга и коммуникаций компании NetComm: “Главное преимущество 5G над 4G LTE – это работа на более высокой скорости, а связано это с тем, что 5G будет поддерживать куда более широкий диапазон частот, а также использовать более продвинутые радиоволны. Одним из главных отличий сетей нового поколения станет колоссальное снижение задержки, по сравнению с 4G”.

Простыми словами, с помощью 5G вы сможете скачивать и загружать данные гораздо быстрее, чем с сетями старших поколений. В теории, максимальная скорость соединения 5G колеблется между 1 и 10 Гбит/c, и задержкой в 1 мс, но на старте средняя скорость соединения ожидается в районе 50 Мбит/с и задержкой в 10 мс.

Для справки, текущая средняя скорость работы 4G – 15 Мбит/c с задержкой в 50 мс. Конечная скорость будет зависеть от сетевого покрытия, количества людей, подключенных к 5G рядом с вами, и от устройства, которое вы используете.

Поскольку 5G является эдакой “солянкой” новых технологий и технологий прошлых поколений – довольно тяжело разобраться, как она работает. Более высокие скорости 5G будут доступны только в том случае, если вы находитесь в радиусе работы миллиметровых волн высокой частотности. Эти высокие частоты имеют очень широкий диапазон, поэтому они идеально подходят для мест с большим количеством людей (стадионы, аэропорты).

Работа беспроводной сети пятого поколения основана на технологии “MIMO” (Multiple Input – Multiple Output) и технологии “Beamforming” (формирование луча или концентрирование лучей). В то время как радиовышки 4G оборудованы 12-элементной антенной решёткой – новое радиооборудование для 5G будет оснащено 128-элементной антенной решёткой. Проблема заключается в том, что высокие частоты миллиметровых волн легко блокируются, а использование большого количества антенн может привести к различным проблемам. Технология “Beamforming” используется для нахождения оптимального пути, для передачи сигнала пользователю, что позволяет уменьшить помехи и вероятность того, что сигнал будет заблокирован.

Для работы 4G LTE достаточно всего несколько больших радиовышек на больших друг от друга расстояниях, а вот для 5G понадобится большое количество маленьких вышек, стоящих близко друг к другу. Такие мини-станции могут быть размещены на уличных фонарях или же на самих зданиях через каждые несколько сотен шагов в городских районах. С точки зрения логистики, прокладывание такой сети вызовет множество проблем, к тому же на реализацию такого проекта уйдёт много денег и времени.

Что насчет 4G LTE-A?

Тот факт, что уже началось неспешное прокладывание 5G-сетей, не означает, что с массовым распространением новой технологии о 4G все забудут: и пользователи, и разработчики. Пару лет назад произошло серьёзное обновление 4G-технологии – “LTE–A” (приставка “A” значит “Advanced”), что позволило увеличить возможную максимальную скорость до 1 Гбит/с, хотя реальная скорость будет скорее всего такой же, как минимальная скорость у 5G.  Есть также одна модификация этой технологии – “LTE–AdvancedPro”, которая работает ещё быстрее.

При покупке телефона, который якобы “поддерживает” 5G, пользователям нужно быть внимательными, так как некоторые мобильные операторы решили указывать эту технологию как “5GE” (5G Evolution), размещая соответствующие логотипы на телефонах, которые, по факту, не поддерживают 5G. Запомните, что большинство современных смартфонов, в том числе и бюджетных, поддерживают стандарты 4G LTE, LTE-A и LTE-A Pro. На телефон с поддержкой 5G придётся потратиться, ибо на данный момент эта технология требует мощных и дорогих комплектующих.

Так ли нужно переходить на 5G сегодня?

Для чего вообще вам нужен высокоскоростной интернет? Если вы собираетесь стримить в 4К, вам понадобится интернет со скоростью не менее 25 Мбит/с, в идеале 50 Мбит/с. Такую скорость можно получить, используя 4G, но не везде. Если же вы не собираетесь стримить в 4К, тогда хорошенько подумайте над вопросом в начале абзаца. Суть заключается в том, что если вы живёте в зоне с хорошим покрытием LTE, то вы далеко не сразу заметите изменения, перейдя на 5G.

“Главное, для обычного пользователя – это иметь качественное соединение с приемлемой для повседневных задач скоростью”, – говорит Элс Баерт. – “Ведь речь идёт не о новизне или статусности технологии, а о качестве предоставляемых услуг. Для подавляющего большинства рядовых пользователей, 4G LTE должно быть достаточно. 5G предназначен, в первую очередь, для тех людей, в деятельности которых требуется интернет на очень высоких скоростях и без каких-либо задержек.”

В будущем 5G позволит управлять машиной на расстоянии, даст толчок развитию VR-гейминга, а также ускорит развитие робототехники. Конечно, появится ещё больше новых технологий, но потребуется время, чтобы 5G смог предложить пользователю нечто такое, что смогло бы выделить его перед конкурентами.

Первые смартфоны с поддержкой 5G появятся уже в этом году, а некоторые крупные компании не хотят спешить. Например, Apple заявила, что не собирается выпускать iPhone с поддержкой 5G до 2020 года. Поэтому перед пользователями станет очень тяжёлый выбор, или Android-смартфон с поддержкой 5G, или iPhone с 4G LTE.

Невозможно не согласиться с популярностью мобильного интернета. Стала отпадать необходимость в скачке фильмов, так теперь гораздо удобнее и быстрее воспользоваться одним из стриминговых сервисов для просмотра фильма онлайн, а благодаря тандему 5G и 4G LTE, это станет делать ещё быстрее и приятнее.

Топ 9 странных японских игр Подробнее

—>  / 11 июля 2018

Категория

Стремительно увеличивающееся число пользователей мобильного интернета приводит к необходимости постоянной разработки технологий нового поколения.

Мобильные телефоны представлены на мировом рынке уже на протяжении 40 лет, однако доступом в интернет они стали обладать лишь около 20 лет назад. Запуск третьего поколения связи 3G в начале 2000-х положил начало новой эре беспроводной связи. С этого момента сотовые телефоны смогли не только принимать звонки и текстовые сообщения, но и обеспечивать доступ в интернет.

В 2008 году была презентована технология 4G, открывающая еще больше возможностей. Мобильная связь четвертого поколения позволяет не только посещать интернет-страницы, но и смотреть видео в высоком качестве, использовать конференц-связь и играть в онлайн-игры. На сегодняшний день именно 4G активно используется в России, при этом большинство мобильных телефонов по-прежнему поддерживают и стандарты связи 3G.

Читайте также

Важно знать: как работает сотовая связь

Несмотря на впечатляющие возможности технологии 4G, стремительно увеличивающееся число пользователей мобильного интернета и рост их ожиданий привели к необходимости создания связи нового поколения: 5G. Этот телекоммуниционный стандарт будет использовать другие антенны и радиочастоты.

Благодаря использованию высоких частот скорость мобильного интернета сможет увеличиться в 15в€’20 раз.

Также 5G отличается более короткими волнами, благодаря которым сократится размер антенн, а число пользователей каждой из них вырастет. Введение новых технологий позволит колоссально сократить время загрузки страниц, фото и видео, включая конференц-связь. Эксперты прогнозируют, что 5G ускорит развитие науки и медицины, а также проектов по созданию В«умных городовВ»: речь идет об активном использовании роботов в промышленном производстве, появлении самоуправляемых транспортных средств и внедрении методов удаленной медицинской диагностики и хирургии.

Сегодня стандарт 5G уже начал применяться в Южной Корее, США, Великобритании и некоторых городах Европы. В крупных городах России с населением от одного миллиона человек технология должна появиться к 2024 году (запуск начнется в 2020), а в Москве пообещали внедрить четыре площадки с 5G уже до конца 2019 года.

1