Изучаем 5g

Мобильная технология пятого поколения включает системный стандарт, который должен отвечать целям Международного союза электросвязи (МСЭ), обозначенным как IMT-2020. Эти допущения содержат требования к параметрам производительности, а также приложения, которые должна обрабатывать система пятого поколения. Давайте разберемся, скорость 5g что это?

Основные требования к производительности, определенные МСЭ для сети 5G:

  • пропускная способность до 20 Гбит/с при подключении к терминалу;
  • пропускная способность до 10 Гбит/с в сетевом соединении;
  • задержка 4 мс для приложений eMBB и 1 мс для приложений URLLC;
  • спектральная эффективность до 30 бит/с/Гц;
  • уровень ошибки для приложения URLLC на уровне 10-5;
  • сценарии применения, определенные МСЭ для сети 5G:
  • eMBB (расширенная мобильная широкополосная связь) - высокоскоростной доступ, также для фиксированных пользователей (фиксированный беспроводной доступ);
  • URLLC (сверхнадежная связь с низкой задержкой) - приложения, требующие очень низкой задержки (менее 1 мс) и / или очень высокой надежности (частота ошибок 10-5);
  • mMTC (массовая связь машинного типа) - для широкого спектра приложений Интернета с возможностью обслуживания до 1 миллиона устройств на км2.

Стандарт 3GPP

Новая технология доступа к радио (NR) - это официальное название технологии 3GPP, которая должна соответствовать требованиям 5G, установленным МСЭ. В настоящее время только NR используется без его разработки. Точно так же требования к сетям 4G, установленные МСЭ, были выполнены технологией LTE. Логотип 5G был дополнительно зарезервирован 3GPP и не может использоваться для не-3GPP-совместимой технологии.

Первая версия сетевого стандарта 5G была включена в 3GPP Release 15. Он соответствует некоторым предположениям МСЭ. Полное соответствие допущениям предусмотрено в стандарте 3GPP Release 16, который, как ожидается, будет завершен в начале 2020 года. Однако это не означает, что сети 5G больше нельзя строить на основе Release 15 и использовать устройства, совместимые с этим стандартом, в коммерческих целях.

Версия 15 3GPP, как первая фаза стандарта пятого поколения, была разделена на три части:

  1. «Early drop» включает в себя нестандартные решения 5G, т.е. вариант 3 архитектура в автономном режиме. Это означает, что режим «Dual Connectivity» с сетью LTE - терминал (смартфон, модем) одновременно подключен к обеим системам, спецификация заморожена в марте 2018 года;
  2. «Main drop» включает автономные решения 5G [4] (так называемая архитектура Варианта 2), спецификация заморожена в сентябре 2018 года;
  3. «Late drop» содержит дополнительные системные архитектуры (так называемый вариант 4, вариант 7 и двойное подключение 5G-5G), запланированное замораживание спецификаций в июне 2019 года.

Рабочие частоты сети 5G

3GPP разделил потенциальные частоты для 5G на так называемые верхние и нижние полосы частот, а предельное значение установлено на 6 ГГц. В то же время все возможные варианты использования при построении сети 5G полосы были записаны в стандарте 3GPP TS 38.101-1 для полос ниже 6 ГГц и 3GPP TS 38.101-2 для полос выше 6 ГГц.

По данным Всемирной организации здравоохранения, частоты электромагнитного поля, используемого в сетях 5G, не оказывают подтвержденного влияния на здоровье и жизнь человека.

Сетевая архитектура 5G

Двойное подключение и возможность подключения 5G и LTE к двум базовым сетям приводят к различным системным архитектурам. В начале стандартизации 5G были определены 8 вариантов, и наиболее важными из них являются:

  • архитектура 3х (включена в 3GPP Rel-15 «Раннее отбрасывание») - обе системы подключены к EPC;
  • архитектура 2 (включена в 3GPP Rel-15 "Main drop") - общий автономный NR, подключенный к базовой сети 5G;
  • архитектура 4 и 7 (включена в 3GPP Rel-15 «Позднее отбрасывание») - содержит 5GC и Dual Connectivity 5G с привязкой LTE в базовой сети 5G;
  • архитектура 5 (включена в 3GPP Rel-15 «Main drop») - LTE подключен к базовой сети 5G. Благодаря этому LTE получит часть функциональности 5G.