Sieć piątej generacji (5G).
Rozwój piątej generacji systemów bezprzewodowych, w skrócie 5G, bez wątpienia stanowi jedno z najważniejszych wyzwań współczesnej – jak najszerzej rozumianej – telekomunikacji. Systemy 5G mają oczywiście stanowić kolejny etap rozwoju standardów telekomunikacyjnych, znacznie przekraczający przewidywanymi funkcjonalnościami to, co oferuje obecnie obowiązujący standard 4G. Spodziewany zakres zmian będzie tu bardzo szeroki – migracja w kierunku systemów piątej generacji z całą pewnością nie ograniczy się jedynie do zdefiniowania nowych standardów wielodostępu, nowych algorytmów modulacji/kodowania, itp., lecz będzie wymagała zupełnie nowego spojrzenia na łączność bezprzewodową.
Rys. 2. Rozwój sieci mobilnych. Opracowanie własne
Planowane rozwiązania 5G mają na celu zwiększenie pojemności w stosunku do obecnego standardu 4G, co pozwoli na obsługę znacznie większej liczby użytkowników łączy szerokopasmowych oraz umożliwi realizację wysoce niezawodnej, masowej komunikacji między urządzeniami. W ogólności systemy piątej generacji mają stanowić odpowiedź na zmieniające się – ale generalnie cały czas rosnące – oczekiwania użytkowników usług mobilnych w zakresie ich dostępności, jakości, przepływności i innych szeroko rozumianych parametrów jakościowych/usługowych. Z drugiej jednak strony sieci 5G będą również odzwierciedleniem zmieniającego się podejścia do sieci bezprzewodowych, w których coraz większą rolę odgrywa łączność typu maszyna-maszyna (M2M), co skutkuje koniecznością obsługi ogromnych wolumenów danych i zapewnienia bardzo wysokich pojemności. Rodzi to określone wymagania odnośnie architektur sieciowych, protokołów czy infrastruktury, którym na etapie standaryzacji systemów piątej generacji trzeba będzie sprostać.
Oczekuje się, iż przyszły standard 5G ma również zapewnić niższe opóźnienia w porównaniu do urządzeń 4G i mniejsze zużycie baterii, co umożliwi pełniejszą obsługę Internetu rzeczy (IoT), czyli koncepcji, zgodnie z którą otaczające nas urządzenia połączone są ze sobą za pomocą bezprzewodowych sieci teleinformatycznych i mogą przesyłać między sobą dane. 5G znacząco ułatwi tworzenie i dostarczanie użytkownikom nowych usług mobilnych, a także umożliwi znaczące usprawnianie usług już istniejących; z tego punktu widzenia systemy piątej generacji mogą być istotnym czynnikiem stymulującym rozwój społeczeństwa cyfrowego oraz powiązanych gałęzi przemysłu i gospodarki.
Obecnie nie ma jeszcze kompletnego standardu technicznego 5G, aczkolwiek cały czas – i na forum wielu organizacji – trwają intensywne prace normalizacyjne.
Wśród najważniejszych korzyści, jakich można oczekiwać po pełnej implementacji rozwiązań 5G, wymienić należy przede wszystkim:
- Szybkość transmisji sięgająca 20 Gb/s w łączu w dół i 10 Gb/s w łączu w górę w przypadku wykorzystania pasma EHF (ang. Extremely High Frequency)
- Szybkość transmisji rzędu dziesiątek Mb/s przypadająca na dziesiątki tysięcy użytkowników,
- Szybkość transmisji danych rzędu 100 Mb/s dla obszarów metropolitalnych,
- Szybkość transmisji rzędu 1 Gb/s dla każdego pracownika na tym samym piętrze biura,
- Większa pojemność sieci – do 10000 razy większa niż obecnie (a w warunkach laboratoryjnych nawet 30000 razy większa),
- Nawet 1000-krotny wzrost wolumenu danych przypadających na jednostkowy obszar geograficzny, osiągający wartość docelową rzędu 10 Mb/s/m2 (w przypadku hotspota w warunkach wewnątrzbudynkowych),
- Możliwość obsługi kilkuset tysięcy jednoczesnych połączeń czujników bezprzewodowych,
- Wydajność widmowa znacznie zwiększona w porównaniu z 4G (szczytowe wartości tego parametru to 30 bit/s/Hz w łączu w dół oraz 15 bit/s/Hz w łączu w górę),
- Zwiększony zasięg,
- Ulepszona efektywność sygnalizacji (signaling efficiency),
- Czas opóźnienia (latency) znacznie zmniejszony w porównaniu z LTE (nawet do 1 ms),
- Maksymalna mobilność: 500 km/h.
Poza większymi szybkościami transmisji, sieci 5G będą musiały również sprostać nowym scenariuszom zastosowań; oprócz Internetu rzeczy (urządzenia połączone za pośrednictwem Internetu) należy wymienić tu także inteligentne domy, bezpieczeństwo transportu, automatyzację przemysłu, ochronę zdrowia, czy wreszcie komunikacja w sytuacjach awaryjnych, np. w przypadku wystąpienia klęski żywiołowej. Spodziewane parametry jakościowe i ogólna specyfika rozwiązań opisywanych jako 5G sprawiają, iż mówiąc o sieciach piątej generacji, myślimy o prawdziwej rewolucji w rozwoju systemów bezprzewodowych.
Sieć Wi-Fi 6 generacji (Wi-Fi 6).
Nowy standard Wi-Fi 6, znany także jako 802.11ax, to najnowszy etap rozwoju tej technologii. Bazując na zaletach standardu 802.11ac, standard ten zapewnia dodatkowo wydajność, elastyczność i skalowalność, co w przypadku nowych i istniejących sieci oznacza wzrost prędkości oraz przepustowości z myślą o aplikacjach nowej generacji.
Organizacja Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) zaproponowała standard Wi-Fi 6, ponieważ oferuje on połączenie swobody i wysokiej prędkości łączności bezprzewodowej sieci Gigabit Ethernet z niezawodnością i przewidywalnością licencjonowanego pasma radiowego.
Zalety sieci Wi-Fi 6
Sieć Wi-Fi 6 będzie bazować na sukcesie standardu 802.11 ac. Standard ten pozwoli na obsługę przez punkty dostępu większej liczby klientów w gęstych środowiskach oraz zapewni wyższe standardy użytkowania typowych bezprzewodowych sieci LAN. Zapewni także bardziej przewidywalne właściwości użytkowe na potrzeby obsługi zaawansowanych aplikacji, np. do odtwarzania wideo w jakości 4K lub 8K, współpracy w warunkach wysokiej gęstości i wysokiej rozdzielczości, w pełni bezprzewodowych biur oraz Internetu rzeczy (IoT). Standard Wi-Fi 6 pozwoli sieci Wi-Fi stawić czoła wyzwaniom przyszłości towarzyszącym rozwojowi sieci bezprzewodowych.
A gdyby tak spojrzeć na to całościowo.
Podstawową intencją tworzenia nowych standardów komunikacyjnych jest zapewnienie wydajnej komunikacji i mobilności zarówno dla sektora biznesu jak i dla użytkowników prywatnych. Główną zaletą jest integracja obydwu rozwiązań. Pozwoli to na utrzymywanie wysokich parametrów zarówno w budynkach biurowych, mieszkaniach (WiFi 6) jak i w miejscach gdzie dostępna jest sieć mobilna (5G).
Autorem teksu jest Bartosz Gościak, Dyrektor ds. Integracji Usług Internetowych