Šta je 5g mreža?

Prema IEEE Spectrum-u

Svaka nova generacija wireless mreže daje nam bržu I bolju funkcionalnost naših smart uređaja. 1g nam je donela prve telefone, 2g nam je omogućila da pišemo poruke preko telefona, 3g nam je omogućila da koristimo internet, a 4g nam je dala brzinu interneta kakvu imamo danas.

Ali otkako sve više ima korisnika interneta ,4g je došla do svog poslednjeg limita,u vremenu kada korisnici žele da imaju više mogućnosti preko telefona i svojih smart uređaja.

Sada je došlo vreme za 5g mrežu.Sledeća generacija wireless mreže,koja će biti u mogućnosti da prosleđuje hiljadu puta veći prenos podataka i biće 10 puta brža od 4g LTE mreže.

Zamislite da skidate video snimak u HD formatu u jednoj sekundi, samo zamislite šta sve ostalo bi tek bili u mogućnosti da uradite?

5g će biti osnova za Virtualnu realnost ili ti VR,autonomnu vožnju,raznorazne internet mogućnosti i stvari koje ne možemo još ni zamisliti.

Ali šta je ustvari 5g mreža?

Istina je da ni najveći stručnjaci nisu sigurni šta je 5g mreža? Ali sada postoje pet brendova koji će predstavljati osnovu u razvoju 5g mreže:

1.Milimetarski talasi, 2.Niski izvori bežičnog prenosa kratkog dometa, 3.Visoka konektivnost 4.Oblikovanje zračenja ili prostorno filtriranje, 5.Simulatni prenos i prijem preko istog frekvencijskog dometa.

Šta su to Milimetarski talasi?

Vaši uredjaji koje imate u kući koriste vrlo specifične frekvencije na radio frekvencijskom spektru.
Tipično za one ispod 6ghz.Ali ove frekvencije postaju sve više popunjene.Nosači frekvencije mogu dati samo toliko bita podataka uredjaju koliko ima na istoj količini radiofrekvencijskog spektra.
Kako se sve više uređaja konektuje,možemo primetiti pad u konektivnosti i slabu korist uređaja.

Rešenje je otvaranje novih sekvencija i većeg prostora za korišćenje frekvencije.Tako da naučnici eksperimentišu na emitovanju frekvencije na kraćim milimetarskim talasima,onim izmedju 30 i 300 Ghz.Ovaj deo spektra nikada nije korišćen za mobilne uređaje,a njihovo otvaranje znači veća konektivnost za sve uređaje.Postoji problem, a to je što milimetarski talasi ne mogu dobro putovati kroz zgrade ili druge prepreke, i oni su skloni da ih apsorbuju biljke ili kiša.Da bi smo rešili ovaj problem,nama je potrebna sledeća tehnologija a to je tehnologija broj dva:

Smanjene ćelijske mreže.

Današnje bežične mreže oslanjaju se na velike tornjeve sa snažnim ćelijama za emitovanje signala na velike udaljenosti.Ali setite se da milimetarski talasi visokih frekvencija teže putuju kroz prepreke što znači da ako se pomerite iza jednog onda gubite signal.

Smanjene ćelijske mreže će rešiti taj problem koristeći hiljade manjih baznih stanica malih snaga.Sa ovim baznim stanicama će biti lakše da se konektujete tako što će emitovati talase sa glavne bazne stanice oko prepreka.Ovo će biti jako korisno za korisnike interneta u gradu,jer dok se korisnik bude kretao oko prepreka on će koristiti druge bazne stanice kako bi nesmetano ostao konektovan celo vreme.

Sledeća tehnologija je tehnologija broj tri:

Visoka konektivnost ili ti Masivni MIMO

Mimo stoji za Multiple-Input Multiple output što u prevodu znači višestruki ulaz i izlaz.Današnje 4g stanice imaju desetak portova za antene koje upravljaju svim ćelijskim prometom.Ali masivne MIMO bazne stanice mogu podržati stotinak portova,što bi mogl opovećati kapacitet današnjih mreža za 22 ili više.

Naravno masivni MIMO ima svoje komplikacije,današnje antene koje imamo sve šalju svoje signale u jednom smeru istovremeno,i svit ti signali prelaska mogu izazvati ozbiljne smetnje,što nas dovodi do tehnologije broj četiri:

Beamforming (ili u prevodu) Oblikovanje zračenja ili prostorno filtriranje.

Beamforming je poput sistema prometne signalizacije za ćelijske signale,umesto da emitira talase u svakom smeru,Beamforming  će od bazne stanice usmeriti tok podataka određenom korisniku,a ta preciznost sprečava smetnje i put tih podataka je efikasniji.To znači da će stanice moći istovremeno da obrađuju više dolaznih i odlaznih tokova podataka.

Evo kako to funkcioniše: Recimo da se nalazite u sredini izmedju zgrada i pokušavate telefonirati,vaš signal se odbija od okolnih zgrada i ukršta sa drugim signalima korisnika u okolini.Masivna MIMO stanica prima sve ove signale i prati vreme i smer njihovog dolaska.Zatim koristi algoritme za obradu signala da utvrdi tačno odakle dolazi svaki signal i postavi najbolju rutu za prenos signala nazad do korisnika kroz vazduh do svakog uređaja,ponekad će čak i odskočiti pojedinačne pakete podataka u različitim smerovima od zgrada  i drugih objekata radi zadržavanja signala da se ne bi međusobno mešali. Rezultat je koherentan tok podataka koji se šalje samo vama.

Što nas dovodi do tehnologije broj pet: Simulatni prenos i prijem istog frekvencijskog dometa ili ti

FULL DUPLEX

Ako ste ikada koristili walkie-talkie znate da bi ste komunicirali morate neizmenično razgovarati i slušati informaciju što je jako naporno.Današnje mobilne bazne stanice zahtevaju isto držanje.Osnovne antene mogu samo jedan posao odjednom bilo preneti ili primiti.To je zbog principa koji se naziva reciprocitet, a to je tendencija da raido talasi putuju i napred i nazad istom frekvencijom.

Da biste to razumeli pomaže vam da mislite na talas poput voza natovarenog podacima,frekvencija kojom se kreće je poput železničke pruge,a ako postoji drugi voz koji pokušava ići u suprotnom smeru ili istom trakom desiće se udes tj. biće nekih smetnji.Sve do sada je rešenje bilo imati vozove koji vi se izmenjivali ili staviti sve vozove na različite pruge tj. frekvencije, što može učiniti stvari mnogo efikasnijim radeći na reciprocitetu.

Naučnici su koristili silikonske tanzistore za stvaranje preklopnika velike brzine koji zaustavljaju ulogu ovih talasa.Nekako je poput signalizacijskog sistema koji se može u trenutcima preusmeriti da bi vozovi mogli prolaziti jedan pored drugog.To znači da je moralo mnogo da se radi na svakoj stazi da bi ovo bilo izvodljivo i kako bi se brže završilo.

Još uvek se radi na mnogim poteškoćama oko milimetarskih talasa,malih ćelijskih mreža,masivnim MIMO-m,Oblikovanjem talasnog čvora i full dupleksa.Zapravo na 5g se još uvek radi.To će verovatno uključiti i druge nove tehnologije.A zajednički rad svih ovih sistema predstavljat će sasvim drugi izazov,ali ako stručnjaci to sve shvate i povežu zajednički rad ovih tehnologija,ultra brzi 5g servis mogao bi stići u narednih 5 godina.

izvor: IEEE SPECTRUM

Emir Tutić/A1