Speaker A
Так, продовжуємо нашу лекцію. Зараз ми беремо локу, да? Значить, і ось у нас стільниковий зв'язок. Сказали, що це один з варіантів, як нам зробити глобальну мережу для інтернету речей.
Лекція про еволюцію технологій стільникового зв’язку від 1G до 5G та їх роль у розвитку інтернету речей.
Key Takeaways
- Розвиток мобільного зв’язку – це не лише збільшення швидкості, а й фундаментальна зміна архітектури мереж.
- 5G забезпечує гігабітні швидкості, наднизьку затримку та підтримку масового підключення пристроїв для IoT.
- Стандартизація мобільних мереж здійснюється ITU-R та 3GPP, що визначають вимоги і технології для кожного покоління.
- Переходи від аналогових до цифрових і від канальної до пакетної комутації є ключовими етапами еволюції.
- Паралельний розвиток технологій GSM, CDMA та WiMAX демонструє різноманітність підходів у мобільному зв’язку.
Summary
- Огляд розвитку поколінь мобільного зв’язку від 1G до 5G з описом ключових технологій і стандартів.
- Пояснення ролі ITU-R та 3GPP у стандартизації мобільних мереж і формуванні вимог для кожного покоління.
- Характеристика особливостей кожного покоління: від аналогового 1G до цифрового 2G, широкосмугового 3G, IP-орієнтованого 4G та надшвидкого 5G.
- Опис змін у принципах комутації від канальної до пакетної та інтеграції мобільних мереж з інтернетом.
- Розгляд технологій LTE, LTE Advanced, LTE Advanced Pro та їх впливу на швидкість і якість зв’язку.
- Пояснення специфікації IMT-2020 для 5G, включаючи міліметрові хвилі, низьку затримку та масове підключення пристроїв.
- Огляд паралельних напрямків розвитку мобільного зв’язку: GSM, CDMA, 3GPP2 та WiMAX.
- Детальний аналіз релізів 3GPP, які поступово ускладнювали архітектуру мереж і розширювали функціональність.
- Висвітлення переходу від голосових систем до глобальної інфраструктури для інтернету речей і реального часу.
- Підкреслення важливості інтеграції мобільних, локальних та інтернет-сервісів у єдину IP-інфраструктуру.
Full Transcript — Download SRT & Markdown
Speaker A
Сказали, що стандартизацією займаються ITU-R, які формулюють цілі та вимоги для поколінь зв'язку, і 3GPP, що розробляє технологію для досягнення цих цілей.
Speaker A
Е-е, да, стосовно розвитку поколінь, ну, ми тут бачимо, що в нас є комірки. В кожній комірці свої частоти. У віддалених районах можуть бути однакові частоти.
Speaker A
Ось такі собі комірки утворюються зі схожою, з подібною структурою. Да. Значить, стосовно розвитку поколінь, е-е тут у нас на слайді наведена таблиця.
Speaker A
Вона відображає еволюцію поколінь стільникового зв'язку від 1G до 5G і дозволяє побачити, як поступово змінювалися швидкості передачі даних, а також архітектура мереж, принципи комутації і принципи використання радіоресурсу.
Speaker A
Починаючи з першого покоління 1G, система була фактично орієнтована на аналогову голосову телефонію. Це були перші стільникові мережі з низькою швидкістю передачі даних близько 2 кбітів на секунду
Speaker A
і повністю канальної комутації. Тобто в нас проключався так званий зв’язковий канал зв’язку між комутаційним обладнанням. І поки абоненти не завершили розмову, цей канал був зайнятий.
Speaker A
А базувалася вся ця історія на ранніх аналогових технологіях по типу AMPS. І вся інфраструктура була тісно пов’язана з традиційною телефонною мережею, яку ще називають ТМЗК —
Speaker A
Телефонна мережа загального користування. Е-е, в цей період ще не існувало міжнародних цифрових стандартів, тому тут специфікації МСР, е-е, відсутні, відомостей немає.
Speaker A
Перехід до 2G та 2,5G став, можна сказати, революційним, оскільки відбулася цифровізація стільникового зв’язку. З’явилися стандарти GSM, е-е, TDMA, CDMA, також їх розширення у вигляді GPRS та. І це дозволило перше реалізувати сервіси текстових повідомлень, визначення номера, базову передачу даних, хоча швидкості
Speaker A
залишалися ще невисокими і складали десь до десятків кілобітів на секунду, але фундамент для сучасних мобільних сервісів вже був закладений. Мутація частково залишалася канальною, канальну мережі доступу та радіомережі, але почала з’являтися пакетна складова в мережі доступу.
Speaker A
Покоління 3G е-е стало переходом до широкосмугового мобільного інтернету. Саме тут з’явилася стандартизація ITU-R через IMT-2000 специфікацію.
Speaker A
Тут вже використовувалися технології WCDMA та CDMA 2000, стандарти мультиплексування, а також більш гнучке використання частотного діапазону.
Speaker A
Перше, досягаються швидкості до сотень кілобітів на секунду і навіть до мегабітів на секунду. Важливо, що мережа починає переходити вже до пакетної комутації, хоча радіоінтерфейс ще частково зберігає старі підходи.
Speaker A
А у 4G поколінні відбувся вже повний перехід до концепції OLIT мережі, де вся передача даних вже базується на пакетній комутації.
Speaker A
А стандарт Advanced LTE, Advanced Pro, Advanced — ось специфікація, да, визначає значно вищі вимоги до швидкості вже до 100 Мбіт на секунду у русі та до 1 Гбіт на секунду у стаціонарі. Основною технологією стає LTE та її розширення LTE Advanced.
Speaker A
Зникає розрив між різними типами мереж. Мобільні, локальні, інтернет-сервіси всі інтегруються в єдину IP-інфраструктуру. З’являється вертикальний та горизонтальний хендовер. Це підвищує гнучкість переміщення між різними типами мереж. Нарешті покоління 5G, специфікація IMT-2020 характеризується радикальним зростанням вимог. Гігабітні швидкості, наднизька
Speaker A
затримка, підтримка масового підключення пристроїв, орієнтовано на інтернет речей, надщільні мережі та критично важливі застосування. Використовується технологія міліметрових хвиль та подальший розвиток LTE платформ.
Speaker A
Ключовою рисою стає здатність одночасно обслуговувати велику кількість пристроїв із мінімальними затримками. Так, зараз ми тут підправимо.
Speaker A
IMT-2020. Ось так. Добре. Значить, е-е, окремо ця таблиця показує еволюцію стандартів комутації та мультиплексування. Е-е, тобто ось у нас застрація, да, значить комутація, да, е-е від канальних моделей аналогових у першому та другому поколіннях до повністю пакетних IP-мереж у четвертому,
Speaker A
п’ятому поколіннях. Також видно перехід від прив’язки до телефонних мереж загального користування до повної інтеграції з інтернетом, як базової транспортної мережі.
Speaker A
Е-е, узагальнюючи, можна зробити висновок, що розвиток поколінь мобільного зв’язку представляв собою не лише зростання кількісних показників, таких як швидкість, а й фундаментальну зміну архітектури мереж. Тобто мережа пройшла шлях від голосової аналогової системи до глобальної інфраструктури, яка використовується також для інтернету
Speaker A
речей і надшвидких сервісів реального часу. Тобто мобільний зв’язок перетворився з голосового на повноцінну технологію широкосмугового зв’язку.
Speaker A
Да. Стандарти 3GPP. Значить, ми сказали, що в принципі ми тут м-м на ще на діаграмі поколінь ми можемо бачити декілька напрямів розвитку е-е мобільного стільникового зв’язку. Е-е, значить, ось у нас є е-е власне покоління 1G, 2G, 3G, 4G, 5G, значить,
Speaker A
які ITU-R формулювала вимоги, да? І умовно, значить, ось ці пунктирні лінії, вони показують приблизно границі між, е-е, ну, тут, значить, пунктирні лінії показують, де в яких роках це відбулося, да? А ось ці лінії вертикальні, вони показують мовні границі між ось цими
Speaker A
поколіннями. Так ось, значить, е-е 3GPP займалася паралельно двома напрямками розвитку. Значить, е-е, GSM, GPRS, від якого відпочкувалося UMTS, HSDPA, HSUPA, LTE, LTE Advanced Pro, LTE Advanced.
Speaker A
Ось. І паралельно розвивалося 3GPP2 Family, яке було побудовано на CDMA. Колись був такий провайдер Інтертелеком в Одесі. Він пропонував інший стандарт мобільного зв’язку, там інші моделі телефонів, апаратів, е-е інший принцип доступу до власне мережі, до мережевого середовища. І ось там були
Speaker A
стандарти CDMA, CDMA One, CDMA 2000 і їх розвиток. Тобто тут також є певні категорії розвитку. Ну і паралельно розвивалася технологія WiMAX.
Speaker A
Е-е, тобто е, яка представляла собою, значить, розвиток по типу розвитку вай-фаю для, е, великих площ, для великих площ, да, площин.
Speaker A
Ось. І тут стандарти свої 802.16. От. Хоча цей напрямок, е-е, ну, скажімо так, він поступово програв, е-е, класичному LTE, можна сказати. Тобто ми тут бачимо, як еволюціонували стандарти мобільного зв’язку.
Speaker A
Ну і, до речі, в нас є ще така ось діаграмка, яка показує, як власне еволюціонували стандарти 3GPP.
Speaker A
Е-е, тут ми бачимо, як послідовність версій, релізів, які випускалися 3GPP, як вони, е, нарощували функціональність і ускладнювали архітектуру мережі.
Speaker A
Ось знизу в нас початкові релізи. Rel-99, Rel-4, реліз 5. Це етап встановлення, можна сказати, 3G систем. Тут з’являється інтерфейс WCDMA на першому етапі.
Speaker A
От перші високошвидкісні рішення. Перехід до IP-орієнтованої базової мережі. На цьому етапі формується концепція пакетної передачі даних і вводяться перші мультимедійні сервіси через IP, так зване IP Multimedia Subsystem (IMS), тобто це закладає основу для майбутніх інтегрованих сервісів. Е-е з четвертого
Speaker A
по сьомий релізи в нас поступово відбувається оптимізація мобільного широкосмугового доступу. З’являються технології. Е-е, значить, ось у нас DSDPA, значить, HSDPA, значить, інтеграція з бездротовими локальними мережами, покращення глобальної сумісності. Важливим етапом є поява LTE, тобто перші технології LTE, вони ще зачепили
Speaker A
ось сьомий реліз. Е, тобто LTE позиціонувалася як базова технологія, яка переходить до повністю IP-орієнтованої архітектури, а також використання модуляції OFDMA та систем антен MIMO, значить, які забезпечують значне підвищення ефективності спектра.
Speaker A
Подальші релізи від 8-го по 10-й в нас відображають період розвитку LTE та LTE Advanced, захоплюють і гетерогенні мережі. Тут вводяться такі концепції, як агрегація частот, багатопоточні системи MIMO, покращене придушення завад, розвиток малих сот.
Speaker A
Все це дозволяє підвищити пропускну здатність мереж і стабільність з’єднання в умовах високої щільності користувачів.
Speaker A
І релізи, власне, 11-12 демонструють нам перехід до LTE Advanced Pro. Е, перехід до LTE Advanced Pro та розширення застосувань у сфері інтернету речей. Тут з’являється технологі...
Speaker A
Підтримка сценаріїв взаємодії транспортних засобів. V2V, значить, це vicle to vicle. V2, значить, vicle to infrastructure, тобто зв'язок транспортних засобів з навколишньою інфраструктурою. Активно розвиваються механізми beim і оптимізація енергоспоживання, що є якраз критичним для йод пристроїв.
Speaker A
І останній етап, це релізи з 13-го по 15-й, відповідає появі 5GMRO. Тут відбувається перехід до нового радіоінтерфейсу 5G, а який працює вже у діапазоні Су6 ГГц і в міліметрових хвилях.
Speaker A
Це забезпечує надвисокі швидкості передачі, мінімальні затримки і та оштапованість для масового підключення пристрою. Тобто ми бачимо, як е-е відбувався ось цей процес, безперервний процес розвитку і поступового нарощування можливостей мережі. Кожна наступна версія, кожен наступний реліз, е, не замінював попередню версію, а
Speaker A
розширював її функціонал. І технології такі як LTE, LTE Advanced, 5GNR є таким чином не якимись окремими стрибками, логічними етапами еволюції єдиної архітектурної лінії мобільного зв'язку.
Speaker A
Значить, ну, ось тут у нас ще інформація по стандартах LTE, що собою представляє звичайне LTE, LTE Advanced та LTE Advanced Pro.
Speaker A
перераховані, які тут технології. Ну, зокрема, деякі з цих технологій ми зараз ще розглянемо. Ну, ось, наприклад, технології множинного доступу у стільниковому зв'язку.
Speaker A
Тобто тут важливо розуміти, як взагалі велика кількість користувачів голосових сервісів, сервісів даних обслуговується одночасно.
Speaker A
До появи LTE в рамках 3GPP існувала низка різних стандартів мобільного зв'язку, такі як GSM, CDMA. Вони були несумісні між собою, причому на як на рівні мережевої інфраструктури, так і на рівні кінцевих пристроїв. Несумісні там телефони. І в них якраз
Speaker A
використовувалися різні технології множинного доступу. Одним з базових підходів до організації множинного доступу до мережу інфраструктури у мовному радіозв'язку було частотне розділення каналів. Це FDMA. frequency Division Multiple Access. В цій моделі весь радіоспектр ділиться на окремі частотні канали.
Speaker A
Кожен з цих каналів закріплюється за конкретним користувачем на час сеансу зв'язку. Поки канал зайнятий, інші користувачі не можуть його використовувати.
Speaker A
Е-е, якщо нам треба повнодуплексний зв'язок, то необхідні два окремі канали для передачі і прийому сигналу. Ее цей підхід переважно використовується в аналогових системах.
Speaker A
Ее, по типу, наприклад, військових рацій. Військові рації. Значить, ви на певній частоті, да, спілкуєтеся з іншим абонентом і по можете, як правило, це поперемінно, да? Ви ви кажете, потім людина каже: "Ви використовуєте один той самий канал, але ви спілкуєтеся на одному частотному
Speaker A
каналі". Тобто якраз діє частотне розділення. Сьогодні в цифрових мережах цей доступ, цей тип доступу майже не застосовується.
Speaker A
Інший підхід - це часове розділення каналів Time Division Access, множиний доступ з поділом за часом. В цьому випадку один частотний канал поділяється не на частотні, а на часові інтервали. І кожному користувачеві надається доступ до каналу на певний короткий проміжок
Speaker A
часу. Базова станція швидко перемикається між користувачами. е-е по часу, да, ну, подібно до того, як процесор перемикається в часі між різними процесами. І таким чином створюється ілюзія паралельного виконання цих процесів.
Speaker A
От така е-е технологія, вона якраз є основою технології JSM і широко використовувалася в мережах 2G.
Speaker A
До речі, стандарт GSM працює в різних частотних діапазонах в Америці та у Європі. В Європі і Азії це 900 1800 МГц, а в Америці це 850 і 1900 МГц.
Speaker A
Да. Ну і третій підхід - це кодове розділення каналів Code Division Multiple Access. Е, тут усі користувачі можуть одночасно працювати в одному і тому частотному діапазоні, а розрізнення сигналів здійснюється за допомогою кодів унікальних кодування. Е, і це дозволяє виділити потрібний сигнал
Speaker A
з загального радіоефіру. CDMA також підтримує так званий м'який хендове, коли мобільний пристрій може одночасно взаємодіяти з декількома базовими станціями.
Speaker A
Технологія CDMA 2000, яка була розроблена компанією Qualcom для 3G покоління, була впроваджена не повсюдно через свою закриту пропрієтарну природу і займала меншу частку світового ринку.
Speaker A
На практиці сучасні пристрої можуть підтримувати різні комбінації технології множинного доступу і стандартів. Ее можуть там GSM LTE одночасно підтримувати або CDM LTE. А стосовно GSM і CDMA, вони між собою несумісні і тому таких пристроїв майже немає.
Speaker A
Хоча LTE може виступати спільною платформою для них за умови підтримки відповідних частотних діапазонів. Значить, стосовно мереж 2G, 3G, голос передається через старі стандарти радіозв'язку. Ну, а вже в 4G дані, в тому числі голосові дані, передаються окремими високошвидкісними каналами, що
Speaker A
підкреслює несумісність поколінь між собою взагалі. Тепер, е, категорії абонентського обладнання. В 3GPP існує концепція категорій абонентського обладнання, яка використовується для класифікації пристроїв LTE за їхніми можливостями передачі даних і підтримкою технології антен. Та значить, мімоци, починаючи з восьмого релізу
Speaker A
п'ять основних категорій, які відрізнялися максимальною швидкістю передачі даних у напрямках вниз down link, тобто коли ми приймаємо дані і вгору uplink, тобто коли ми вивантажуємо дані в мережу, а також кількістю підтримуваних потоків мод. Надалі у наступних релізах кількість цих категорій була розширена.
Speaker A
Суть взагалі категорій полягає в тому, що вони відображають технічні можливості конкретного пристрою і зазвичай виробники вказують, яку категорію підтримує їх модем або радіочип і так далі. Е, не лише пристрій, але й мережеве обладнання оператора, зокрема базова станція має підтримувати
Speaker A
відповідну категорію для коректної роботи. Під час підключення пристрій, мережа обмінюється інформацією про свої можливості, в тому числі і категорію пристрою для того, щоб узгодити параметри подальшого подальшої роботи і зв'язку з розвитком стандартів ЛТЕ у релізах е 813.
Speaker A
Ось ми якраз тут бачимо, з'явилися нові категорії, які суттєво відрізнялися за продуктивністю. Деякі категорії забезпечують швидкість у сотні мегабіт наскунду, підтримуючи 2чотири або вісім просторових потоків мімо. У більш пізніх релізах з'явилися високопродуктивні категорії з гігабітними швидкостями, що використовують розширення можливості
Speaker A
багатоканальної передачі. Тобто ось там 10, 11, 12, 13. Водночас в релізі 13 були введені спеціальні категорії для пристроїв інтернету речей, такі як М1 і NB1.
Speaker A
Ось це саме найбільше нас цікавить для інтернету решей. Тут виділено 12 13-13-й реліз категорії 0 NB1М1.
Speaker A
В основному ось на цих категоріях працює обладнання інтернету речей, що використовує стільниковий зв'язок. Для цих саме категорій характерні низькі швидкості передачі даних на рівні десь 1 мгабі на секунду або навіть менше. Ну, тому що айт пристроям багато не треба. Вони
Speaker A
передають невеликі обсяги і короткими пакетами їм пропускна здатність висока взагалі не потрібна. А от енергоефективність і стабільність зв'язку для них важливі. Значить, значить, значить, ну і ось тут багато антенна система прийому передавання. От ми про мімо казали, що це таке multiple
Speaker A
input, multile output, тобто метод просторового кодування сигналу, який дозволяє збільшити смугу пропускання каналу. Ее використовується декілька антен при цьому.
Speaker A
То ось у нас стара антена, що собою представляла? Просто один потік. Багато користувачів ловлять цей потік і таким чином встановлюють зв'язок. В MIM тут одна антена представляє собою по суті багато антен.
Speaker A
Ось е-е є передавальні антени, є антени, що відповідають за прийом. Їх розносять так, щоб інтерференція була слабкою або щоб її взагалі не було. І от така концепція застосовується, зокрема і в локальних мережах стандарту ITLE i80211N AC, ну, тобто те, що Wi-Fi ми називаємо,
Speaker A
а також у бездротових мережах мобільного зв'язків Ymax та LTE. Ось це концепція, яку використовує використовують різні технології зв'язку, в тому числі ЛТЕ.
Speaker A
І розрізняються вони тим, скільки тут взагалі буде цих антен. Там двічо 8, 16 може бути антени на одній такій вежі стояти в одному в одній комбінації.
Speaker A
Ее стосовно слоту кадрів, значить, в мережах 4G, якими ми зараз користуємося, використовується велика кількість частотних діапазонів, тобто загалом там десь приблизно 55.
Speaker A
І це пов'язано з фрагментацією радіоспектру та різними стратегіями використання частот у різних країнах, бо розподіл діапазонів зазвичай здійснюється через державні аукціони.
Speaker A
Так от, у ЛТЕ існують дві основні між собою несумісні схеми дуплексного зв'язку. Значить, ми говорили, значить, є time division дуплекс, часовий дуплекс, е, в якому передача та прийом відбувається в одному частотному діапазоні, але розділяється за часом.
Speaker A
І тут якраз напрямок зв'язку змінюється залежно від часових слотів. І є FDD frequency division doplex, тобто частотний дуплекс, коли для передачі та прийому використовуються різні частотні смуги, що дозволяє здійснювати обмін даними одночасно в обох напрямках.
Speaker A
Е-е і у певних LTE діапазонах окремо виділяються частоти для uplink і downlink. І також існують гібридні конфігурації, які поєднують часове та частотне розділення в одному пристрої і можуть підготу підтримувати декілька несучих частот одночасно.
Speaker A
І от тут ми якраз бачимо, що в нас є по одному виміру частота, яка використовує різні діапазони та частотні слоти. І є час, інший вимір, в якому також поділено, значить, по часу розбивається на кожній частоті, значить, виникає поняття
Speaker A
ресурсного блоку, е, або ресурсного елементу. Тобто ресурсний елемент - це мінімальна одиниця передачі даних, яка відповідає одній піднесучій за один часовий інтервал, а піднесучі розміщені там з кроком 15 кг між собою.
Speaker A
Значить, захисні частотні смуги між піднесучими не використовуються при цьому, а для захисту від багатопроменевих завад використовується спеціальний циклічний префікс, який зменшує міжсимвольність спотворення.
Speaker A
Ну, а часова структура організована у слоривалістю у півсекунди, півмілісекунди перепрошую які містять шість або сім УФДМ символів, залежно від довжини циклічного префіксу.
Speaker A
Ну і з двох слотів формується півкадра, а повний кадр має тривалість 10 мскунд і складається з 10 підкадрів.
Speaker A
Таким чином, ресурсний блок є основною одиницею розподілу радіоресурсів і складається з 12 піднесучих у частотній області та семи ОСДМ символів у часобій.
Speaker A
В сумі це дає 84 ресурсні елементи. Е-е, наприклад, у каналі шириною 20 МГц після врахування службових сигналів ефективна смуга може складати приблизно 18 МГц. І в цій смузі розміщається приблизно 100 піднесучих або близько 100 ресурсних блоків.
Speaker A
Ну, також слід зазначити, що частотні діапазони LTE відрізняються залежно від регіону і стандартизуються як 3GPP, так і MSR.
Speaker A
Так, ну добре, там є ще неліцензований спектр частот. Тобто ЛТЕ також розроблявся з урахуванням можливості роботи в неліцензованому спектрі. Ее спочатку ця ідея була запропонована Квалкомом, передбачала використання діапазону близько 5 ГГц.
Speaker A
Ну ее і по початково LTE в цьому режимі розглядалася як альтернатива Wi-Fi точкам доступу. А, значить, тут мова йде про частотний діапазон, ее, 5 ГГц, а точніше 5150-5350 МГц, е, який зазвичай використовується з обмеженням потужності до 200 мВт і
Speaker A
переважно для роботи всередині приміщень. Е, зараз різні оператори тестують і впроваджують цю технологію. Там T-mobile підтримує використання і в окремих регіонах Сполучених Штатів ATNT, Verзоon проводять тестува тестування своєї технології LAA називається. Ну і в рамках LTE виділяються три основні
Speaker A
підходи до використання неліцензованого спектра, а саме LTE ULZ LTE, підхід, при якому LTE працює поряд із вай-фає в діапазоні 5 ГГц. При цьому контрольний канал залишається в ліцензованому спектрі, а дані можуть передаватися через неліцензовані частоти. Ее така технологія передбачає,
Speaker A
що пристрій може або частково використовувати неліцензований канал, або працювати в повнодуплексному режимі залежно від реалізації. Значить, другий підхід - це licensed Assisted Access LAA, про яку ми сказали. Технологія подібна для до попередньої LTU, але стандартизована 3GPP. Вона використовує
Speaker A
механізм listen тобто перед передачею пристрій перевіряючи вільний канал, що дозволяє краще співуснувати з вай-фаєм. Ну і окремо існує концепція Multifire. Ще один варіант використання неліцензованого спектру в діапазоні 5 ГГц також базується на принципі LTE, але не потребує е ліцензованої частини
Speaker A
спектру. Теоретично це означає, що оператори зв'язку можуть не бути з обов'язковими учасниками такої мережі, а організації і компанії можуть самостійно будувати та керувати власними мережами на основі неліцензованих частот.
Speaker A
Так. Ну добре. Значить, переходимо до архітектури мережі 4G. В рамках 3GPP ця архітектура називається EPS Evolved Packet System. І основна її ідея полягає в побудові спрощеної мережі, яка була повністю заснована на IP-протоколі.
Speaker A
Підтримує високошвидкісну передачу даних з низькою затримкою в мережах радіодоступу. Це називається R. Значить, зверху в нас тут показана загальна архітектура 4GT, а знизу, як вона е-е представляється 3GP.
Speaker A
Е, значить, починаючи з релізу, ЛТЕ був інтегрований у цю архітектуру і ее в якості ключового стандарту і таким чином повністю перейшов на пакетну IP-комутацію. Тобто навіть голосові виклики передаються як IP-пакети, що суттєво відрізняє ЛTE від класичних мереж 3G.
Speaker A
Також у 3G використовувалася змішана модель. Комутація каналів для голосу та СС і комутація пакетів для даних.
Speaker A
Комутація каналів передбачає виділений фізичний канал між двома абонентами на весь час сеансу зв'язку. Ну а натомість у пакетній комутації дані розвиваються на пакети. Вони можуть передаватися різними маршрутами через мережу, а на прийомі знову збиратися в єдине повідомлення.
Speaker A
Значить, з чого складається ЛТ мережа в цій архітектурі? Вона складається з трьох основних частин. Це клієнт.
Speaker A
Тут у нас зліва є user equipment, так званий, значить, клієнтське обладнання, да? Значить, далі йде радіомережа доступу, е-е, і ядро мережі. Значить, радіомережа забезпечує бездротовий зв'язок між пристроєм і мережею оператора.
Speaker A
Ну, а ядро е мережі відповідає за керування, маршрутизацію і взаємодію з іншими мережами. Ну, давайте розглянемо компоненти цієї архітектури.
Speaker A
Значить, ось у нас тут цей компонент зверху, знизу це розшифровується як evolvt UMTS terestal radio Access Network, тобто це радіотерфейс LTE. Він використовує модуляцію OFDMA для незхідного каналу та SCFDMA для висхідного каналу. Це дозволяє зменшити енергоспоживання пристроїв. Ну і система
Speaker A
складається з базових станцій, так званих Node B, які ее взаємодіють між собою через інтерфейс X2.
Speaker A
Е-е значить базова станція представляє собою ее елемент радіомережі, який керує зв'язком з абонентськими пристроями. Він же розподіляє ресурси мережі, здійснює підключення, хендовер між базовими станціями та контроль навантаження.
Speaker A
Комунікація з ядро мережі здійснюється через інтерфейс S1. Ось у нас базові станції. І ось у нас ядро мережі APC.
Speaker A
Секундочку. Так значить тактак. Значить, далі, ну, user equipment ми сказали, кінцеве обладнання користувача, яке включає сам пристрій і SIM-карту, що ідентифікує абонента.
Speaker A
Ну і ядро APC. Це в нас розшифровується як evolved packet core, ядро LTE мережі. LTE використовує плошку архітектуру, де відокремлено площину користувача і площину керування.
Speaker A
Ось вони у нас тут показані. Площина користувача площина управління або керування. Значить, ядро ОТЕ мережі складається з наступних елементів. Це MME, це в нас Mobile Management Entity.
Speaker A
Відповідає за керування мобільністю, за автентифікацію сигналізацію безпеку а також відстеження абонентів через tracking caria. Далі компонент HSS.
Speaker A
Це в нас Home Subscriber сервер. Ее сервер, який підтримує базу абонентів, що зберігає інформацію про профілі, ключі тарифи підписки.
Speaker A
Далі SGW. SGW - це в нас Serving Gateway, шлюз обслуговування, який маршрутизує користувацькі дані між базовою станцією та PGW. ПідW - це в нас packet Data Network Gateway, шлюз пакетних даних. Тобто шлюз обслуговування забезпечує передачу пакетів усередині мережі, а шлюз
Speaker A
пакетних даних PGW, він забезпечує підключення до зовнішніх мереж, зокрема інтернету, призначає IP-адреси та керує якістю сервісу. Ми бачимо, що тут саме через цей PGW вихід на інтернет іде.
Speaker A
Так, ну і нарешті policy and charging rules function. Цей компонент визначає політики доступу, volity of service і правила тарифікації.
Speaker A
Ну, а зовнішні мережі, такі як інтернет або мультисервісні мережі, називаються PDN, тобто Packet Data Networks.
Speaker A
LTEM мережі працюють в рамках операторів мобільного зв'язку. Це називається Public Cland Mobile Network. Якщо користувач перебуває в ядрі, перебуває в мережі свого оператора, це називається для нього домашня мережа. Home, home PC, Home PLM.
Speaker A
Якщо користувач підключається, наприклад, з за кордону, то це для нього називається гостьова мережа Visited Element.
Speaker A
І тоді активується ромінг з використанням ресурсів EUTН та EPC іншого оператора. Так, ну які тут застосовуються протоколи та відбувається передача даних? Значить, ее по-перше є ее Nas так званий, це називається Nonx Accessatum. Це рівень сигналізації між кінцевим обладнанням користувача і
Speaker A
ядром мережі, що відповідає за автентифікацію, підключення та оновлення стану пристрою. По-друге, протокол GPRS Tнеeling Protocol GTP.
Speaker A
Це IPUDP протокол, що використовується для передачі даних користувача та керуючої інформації всередині ЛТЕ мережі. Ну і використовується в ЛT концепція носіїв. Це називається Bearers. Логічні канали передачі даних між обладнанням користувача і мережею, основним з яких є APC BR, що забезпечує
Speaker A
шлях від шлюза пакетних даних PGV до пристрою. При цьому дані інкапсулюються в GTPU пакети і передаються через шлюз обслуговування SGW до базових станцій і Note B, а далі по радіоканалу до пристроїв користувача UE.
Speaker A
Ну, тобто закріпне. ЛТЕ підтримує ее різні типи носіїв і таким чином різну якість обслуговування.
Speaker A
Е, є носії за замовчуванням для сигналізації та базових сервісів. Є додаткові виділені носії для голосу або потокових сервісів і окремі носії для даних, наприклад, для інтернет-трафіку.
Speaker A
голос ЛТЕ передається через IP-мережу з використанням протоколу СІП для встановлення з'єднань і кодика для аудіо та відеопередачі.
Speaker A
Тобто це такий собі перехід до voice IP і Voice LTE. Е, крок до повної IP-орієнтації мобільних мереж.
Speaker A
От ми бачили на діаграмі розвитку стандартів мобільного зв'язку, що була технологія Max. LTE конкурував із технологією Ymax, яка базувалася на ITLE 80216, е, яка також базувалася на IPFDM модуляції.
Speaker A
Іmax, в принципі, мав певні переваги в розгортанні, там більш просте розгортання, але LTE виявився більш універсальним варіантом. універсальної технології більш сумісною з попередніми мережами, тому саме він став домінуючим стандартом мобільного широкосмувого зв'язку. Тобто м бачимо, що ЛТЕ, в
Speaker A
принципі, стала основою сучасних мобільних мереж завдяки гнучкій IP-архітектурі, завдяки масштабованості та можливості інтеграції різних сервісів від інтернету до голосового зв'язку та е потоків інтернету речей.
Speaker A
Так, можна ще розглянути стек протоколі мережі і трен Да, для 4G LTE. Ось ми бачили, що от в нас отут базові станції працюють на рівні.
Speaker A
Ее, як тут воно побудовано? Значить, стек протоколів і Uтрен має схость із класичною моделлю осі. Ось у нас тут відповідність да?
Speaker A
Е, але при чому при всьому він суттєво відрізняється по внутрішній структурі, особливо в частині організації площин керування та розподілу функцій між рівнями. Однією з клюшових особливостей ЛТЕ тут є те, що протокол RRC радіореceко охоплює декілька рівнів стеку і відіграє центральну роль у
Speaker A
керування радіоресурсами. Так от у нас тут C Control управління радіоресурсами йде. Да. Площина керування ЛТя має два основні стани роботи пристрою: неактивний і конектоed підключений. В режимі EDLE абонентське обладнання перебуває в стані очікування в соті, відстежує Ping канал і реагує на
Speaker A
адресовані йому повідомлення або системну інформацію. В режимі connected пристрій вже має активне з'єднання. може обмінюватися даними та отримувати інформацію про сусідні соти для забезпечення безперервного зв'язку та хендоверу.
Speaker A
На основі цих даних ітрен обирає оптимальну базову станцію. Ее співвідношення ЛТ Стека з моделю Осі.
Speaker A
Ми тут бачимо, що стек ЛТЕ охоплює декілька рівнів, які можна співвіднести з осі, тобто взаємодію відкритих систем.
Speaker A
фізичний рівень, канальний рівень, мережевий рівень, транспортний, прикладний. Ну, при цьому ЛТ має внутрішню структуру, яка включає спеціалізовані підрівні. Ось тут PDCP, наприклад, packet data convergence protocol RLC, значить, нижче, да, значить, це в нас Radio Link Control.
Speaker A
От нижче Мак рівень управління доступом до середовища Media Access Control і RRC. RRC ми сказали, що це радіоресOL, тобто управління радіоресурсами.
Speaker A
Також окремо виділяється площина користувача Userpane і площина керування Ctrl Plan, який працюють незалежно. Зокрема, вони відрізняються затримками.
Speaker A
Приблизно 4,9 міссекунди для userplan і близько 50 мскунд для control plane. Е-е значить основними рівнями LTE стеку є фізичний рівень. Це, по суті, радіоінтерфейс, повітряний канал, що відповідає за модуляцію у FDM, за адаптацію каналу MC, за керування потужністю, за
Speaker A
синхронізацію з сотами, за пошук і вимірювання сигналів, за підтримку хенддоверу. Значить, рівень управління доступом до середовища Media Exess Control відповідає за розподіл ресурсів між користувачами, за мультиплексування логічних каналів у транспортні блоки, за планування передачі, пріоритизацію трафіку і контроль роботи декількох
Speaker A
користувацьких пристроїв одночасно. Вище в нас радіоolink виконує сегментацію та об'єднання пакетів. повторну передачу через Q, виявлення дублікатів, корекцію помилок, передачу даних між логічними каналами. Значить, PDCB PDCP це в нас Packet Data Convergence Protocol забезпечує стиснення заголовків пакетів, шифрування та розшифрування,
Speaker A
захист цілісності даних, керування дублікатами під час хендоверу і обробку таймерів та відповідні передачі. Нарешті RRC. Це в нас радіоресурс control. Це центральний рівень керування радіоресурсами, який розповсюджує системну інформацію по мережі, керує радіонесучими, налаштовує параметри з'єднання, забезпечує безпеку, координує
Speaker A
мобільність і хендовери і взаємодіє з наста нижніми рівнями доступу. Ну, а нас - це так званий шар без доступу. Non excessтом називається найвищий рівень площини керування, який забезпечує е-е значить е-е взаємодію між користувацькими пристроями і ядром мережі. Відповідає за керування
Speaker A
сесіями за автентифікацію, за мобільність на високому рівні. Ну і AS - це рівень, який знаходиться під NAS, відповідає за всі сигнали між користувацькими пристроями та радіомережею, тобто за фізичне радіоз'єднання.
Speaker A
Ну і загальна логіка ЛТ архітектури чітко розділяє площину користувача для передачі даних і площину керування для сигналізації налаштувань і мобільності.
Speaker A
І таке розділення, воно дозволяє досягти високої ефективності, низьких затримок, досить гнучкого управління мережею, а це важливі переваги вдає порівняно з попередніми поколіннями мобільного зв'язку.
Speaker A
Так, є ще така штука, як географічні області 4G. У мережах 4GTE перед процедурою передачі обслуговування, те, що називається, е-е, важливо розуміти географічну структуру мережі та систему ідентифікації. У ЛТЕ виділяють три основні типи областей: MME Perea, зона, в межах якої абонент може
Speaker A
переміщатися без зміни обслуговуючого MM. SGW Service серія. Область D1 або декілька Servateway, тобто обслуговуючих маршрутизаторів забезпечують обслуговування користувача. І трекі це підзони, які використовуються для відстеження пристроїв у режимі очікування. вони не перекриваються та є ключовими для мобільності і пейд
Speaker A
процедур. Кожна LTE мережа має унікальну ідентифікацію, яка формується з кода країни MCC Mobile Country Code і кода мобільного оператора Mobile Network Code. Ну, ми знайомі з цією ідентифікацією.
Speaker A
Далі йдемо ідентифікація MME. Тобто кожен MME має власні ідентифікатори. MME identifier, що складається з коду конкретного MME в межах пулу і MME і - це ідентифікатор групи або кластер MME.
Speaker A
Да. Значить, ну, а крім того, використовується Global Unicier, глобальний унікальний ідентифікатор, який поєднує е-е PLMN ID MM і дозволяє одночасно зайти в знайти MME в будь-якій мережі світу.
Speaker A
Крім того, використовується ідентифікація зони СОТ. Там є тренети, яка дозволяє визначити місце знаходження пристрою на глобальному рівні. CI ідентифікує конкретну соту в межах мережі. ECGI глобальний ідентифікатор соти. І також використовується фізичний ідентифікатор соти, який допомагає розрізняти сусідні базові станції.
Speaker A
Hand по суті представляє собою процес перенесення активного з'єднання або сесії даних між базовими станціями без втрати зв'язку.
Speaker A
От коли ми рухаємося, ее, ну, наприклад, на автомобілі їдемо, то відбувається якраз передача. З однієї базової станції переключаємося на іншу. Або таке може відбутися при перевантаженні базової станції. Коли одна станція перевантажена, нас переключає на іншу.
Speaker A
Є різні типи цього цієї процедури передачі обслуговування. Є intra lt handover, який відбувається всередині однієї LTE мережі. Є Inter LTE handover, що між різними операторами.
Speaker A
так і Intel Red Handover між різними технологіями, наприклад, LTE Wi-Fi. Е, ну і існують різні сценарії передачі.
Speaker A
Ее, наприклад, якщо передачі відбуваються всередині ЛТЕ мережі, базові станції взаємодіють через інтерфейси X2, як ми говорили, ядро і APC взагалі не залучається. Якщо якщо X2 недоступний, то здійснюється керування через APC за допомогою інтерфейсу S1. В роумінгу можуть брати участь два,
Speaker A
значить, source MME і target ME. Handover складається з певних етапів. По-перше, базова станція аналізує стан мережі та рух користувача, отримуючи вимірювання від користувацького обладнання через повідомлення спеціального типу Manas Control Request.
Speaker A
За необхідності створюється прямий тунель directтс між двома базовими станціями через X2. Е, джерельний джерельна базова станція запитує можливість прийому через спеціальний запит ресурс статус request.
Speaker A
Після підтвердження надсилається handover request і цільовий цільова базова станція резервує ресурси. Користувач від'єднується від старої соти, а пакети передаються без втрат до нової через прямий тунель. Завершення процесу відбувається через passwich request до MME, після чого старі з'єднання звільняються.
Speaker A
В системах IOT, які використовують LTE, також часто застосовується handover, ее часто застосовуються шлюзи, які здатні працювати з декількома операторами одночасно. І такі пристрої можуть автоматично перемикатися між мережами без втрати даних. Це для мобільних сценаріїв важливо. Там, де логістика,
Speaker A
транспорт, екстрені служби. Ее все це дозволяє забезпечити кращу якість покриття та оптимізувати витрати на зв'язок.
Speaker A
От ми там з вами бачили різні категорії обладнання і сказали, що є спеціальні категорії, які орієнтовані на айт. Та категорії 0, значить ось нуль, ось один.
Speaker A
NB1 і 1. А, ну давайте їх дещо докладніше розглянемо. Е, значить, ці категорії були спеціально розроблені для пристроїв інтернету речей із низьким енергоспоживанням і відносно рідкісною передачею даних. На відміну від смартфонів, i пристрої працюють ее принципово інакше. Вони зазвичай
Speaker A
передають невеликі обсяги даних у вигляді коротких пакетів і переважно у ви східному напрямку UPLН. Тому LTE був розширений у напрямку Low Power Wideria Network LPWN рішень.
Speaker A
які якраз оптимізовані для енергоефективності, дешевизни та довготривалої автономної роботи. Ці технології сумісні з існуючою ЛТЕ інфраструктурою, але потребують оновлень програмного забезпечення. Без цього пристрої нових категорій можуть не підключитися до мережі.
Speaker A
Значить, LTE cat0. Що це в нас таке? Значить, категорія нуль. Е-е, це в релізі 12-му.
Speaker A
Перша айт спеціалізована категорія після КЕТ1, після першої категорії. Основні її характеристики: швидкість приблизно 1 Мбіт.
Speaker A
Там мише 1 Мбіт у обох напрямках спрощена архітектура та знижена вартість, можливість роботи в на в напівдуплексному режимі, що зменшує складність і енергоспоживання.
Speaker A
Головне нововведення - це механізм енергозбереження PSM Power Saving Mode. Він дозволяє пристрою переходити у глибокий сон і майже не споживати при цьому енергію.
Speaker A
Періодично може прокидатися на оновлення стану мережі або передачі даних. Для для цього використовуються таймери.
Speaker A
Два таймери. Значить, Т3324 таймер що відповідає за час активного очікування повідомлень і Т-3412. Таймер, що е-е відповідає за тривалість глибокого сну, може, ее тривати до 12 днів.
Speaker A
Ее кет нуль показав обмежений комерційний успіх. його функції частково були перенесені до наступних стандартів, до інших стандартів. Значить, КТ1 виявилася більш універсальною категорією інтернету решей та міжмашинної взаємодії. Вона вже стала масовою на ринку, хоча вона була раніше розроблена, а може
Speaker A
завдяки цьому. Основні її особливості швидкість приблизно 10 Мбіт наскунду у даунлінку при завантаженні даних і 5 Мбіт наскунду з upлінком у вивантаженні даних. Повна сумісність з існуюшою LTE інфраструктурою. Підтримка голосу та відео. Можливість роботи як із 4G, так і
Speaker A
downade до 2G, 3G. Е, категорія один стала компромісом між вартістю, енергоспоживанням і продуктивністю. Довгий час воно залишалося базовим стандартом для інтернету речей у мобільному зв'язку.
Speaker A
Е-е, існує варіант, який називається M1, категорія М1 або ІTS, MTC. і MTC. Значить, це 13-й реліз.
Speaker A
Оптимізована версія категорії нуль призначена для більш ефективних Айотрішень. Ключовими змінами стали зменшення смуги з 20 МГц до 1,4 МГц, зниження вартості приблизно на 30%, зменшення потужності передавача до 200 дБ, до 20 дБ і покращене покриття до +20 дБ.
Speaker A
швидкість до 1 Мбіта на секунду. Е, ну, а у реальних сценаріях це приблизно приблизно нуль, значить, 0,3, тобто 375 кбіт/ску.
Speaker A
Додаткові можливості, мобільність, у тому числі vicle to vicle і підтримка voice LTG. Також використовується модуляція SCFDMA, турбокодування та частотні стрибки.
Speaker A
Енергозбереження в КЕТМ1 реалізується за допомогою режимів глибокого сну PSM, розширеного циклу очікування до 40 хвилин і DRX і оптимізації RRC контексту, а саме зменшення повторних налаштувань.
Speaker A
Категорія М1 добре підходить для пристроїв, які потребують помірної швидкості та мобільності. Ну і нарешті LTE Cat NB NB1 NB IO це найбільш енергоефективна технологія для інтернету речей основні її характеристики вузька смуга 180 кг.
Speaker A
Е-е так. Де в нас тут? Отут у нас кілог немає, да? тільки швидкості. Ну добре.
Speaker A
Значить, мінімальне енергоспоживання, завдяки якому можна від батареї до 10 років працювати пристрою. Низька вартість модулів на рівні десь приблизно 5 $ і покращене покриття.
Speaker A
А обмеження немає голосу, тобто Оса LTE не підтримується немає мобільності. Пристрій працює лише в одній соті і низька швидкість передачі.
Speaker A
NBI може працювати в смузі ЛТЕ, в захисних смугах або як заміна GSM каналів. Попри низьку швидкість, NBI дозволяє підключати велику кількість пристроїв до сотень тисяч на о і це робить його дуже вдалим рішенням для, наприклад, мережі стаціонарних датчиків.
Speaker A
У підсумку можемо зазначити, що еволюція ЛТЕ категорії для інтернету реше виглядає як поступовий перехід від категорії один універсальної, але відносно важкої через категорію нуль як першу айт спробу до категорії М1 мобільний баланс швидкості та енергії і NB, тобто де досягається максимальна
Speaker A
економія енергії для простих датчиків. Таким чином, ЛТЕ стала не лише технологією мобільного інтернету для людей, а й універсальною платформою для інтернету решей з різними класами пристроїв і сценаріями використання.
Speaker A
Ну і так, ну тут у нас є приклади передачі обслуговування біжбазовими станціями. Ее не будемо на цьому акцентувати.
Speaker A
Значить, переходимо до п'ятого покоління технології стольникового зв'язку. Це називається іноді 5GNR New Radio. Новий стандарт IP комунікацій, який розробляється як наступник 4G LTE. Е-е при цьому 5G не повністю замінює LTE, а частково використовує його телетехнологічну базу, доповнюючи її
Speaker A
новими можливостями. Головна ідея 5G - створити універсальну платформу зв'язку, яка може одночасно обслуговувати і мобільні пристрої, і айтсистеми, і транспорт, і промислові застосування.
Speaker A
І на відміну від попередніх поколінь, де створювалися окремі рішення для різних задач, 5G правильно стати єдиним, скажімо так, зонточним стандартом для всіх цих застосунків. У порівнянні з LTE 5G покращує швидкість передачі даних, затримку або латентність, щільність підключених пристроїв,
Speaker A
ефективність використання вартості та ресурсів. Е-е 5G не є прямим продовженням 4G, а скоріше новою архітектурною платформою, яка виросла з LTE, але має при цьому власні принципи побудови.
Speaker A
Перші комерційні впровадження 5G очікувалися у 20му році. Тестові розгортання почалися раніше. Стандартизацією цього напрямку займається ITUR, який визначає глобальні вимоги, і 3GP, що розробляє технічні специфікації.
Speaker A
Розробка проходила у дві основні фази. Перша- 15-й реліз, друга - подальші релізи по 19-й реліз.
Speaker A
Існують також два режими впровадження. Non stand alone працює поверх LTE ядра і stand alone повністю використовує 5G ядро.
Speaker A
Основними цільовими характеристиками 5G є EMMBB Enhanced Mobile Broadband. Розширена мобільна широкосмугова передача даних зі швидкістю від 1ного до 10 Гб/ нас/скунду, з глобальним покриттям, з підтримкою великої кількості пристроїв і при роботі роботі при швидкостях до 500 км/год.
Speaker A
Далі URLLC Ultra Reliable Low Latency Communication наддійний зв'язок з наднизькою затримкою, де латентність менше 1 млісекунда 1 млісекунди, а надійність складає до 99,39, тобто п'ять дев'яток.
Speaker A
Цей режим важливий для критичних застосувань, таких як автономний транспорт або промислова автоматизація. Ну і ще один напрямок, це MMTC, Massive Machine Type Communications. Це так званий масовий зв'язок для інтернету речей. До 1 млн пристроїв на квадратний клометр. Значно знижене енергоспоживання
Speaker A
на 90% і автономна робота пристроїв до 10 років. Таким чином, 5G формує нову концепцію мобільних мереж, де з одного боку поєднуються надвисокі швидкості, з іншого низька затримка і з третього боку масштабованість для айт забезпечується.
Speaker A
В принципі, ЛТЕ довго ще залишатиметься основою глобального покриття, але саме 5G визначає майбутній напрямок розвитку мобільних і айтме мереж, об'єднуючи різні сценарії використання в єдину універсальну систему.
Speaker A
Так, ну добре. Які питання є? Немає питань. Поки що немає. Поки що немає. Так, добре.
Speaker A
Значить, що в нас тут ще є, да? Ну, е, по месі вмі. Значить, е, в 5G використовується м і в подальших, да, значить, використовується технологія, ее, в якій кількість користувацьких терміналів менша, ніж кількість антен базової станції, причому набагато менше. Тобто,
Speaker A
якщо раніше, да, в старих системах використовувалася одна антена і багато приймачів, то зараз кількість ось цих маленьких антен, вона стає більшою, аніж кількість користувацьких терміналів в зоні її покриття. Тобто використовуються так звані багатоелементні цифрові решітки з кількістю антенних елементів,
Speaker A
там 128, 256 і навіть більше. Ее, тобто сотні антен базових станцій обслуговують там десятки користувачів в своїй зоні.
Speaker A
Е-е, з метою спрощення апаратної реалізації та зниження вартості таких цифрових антенних решіток в них використовуються багатомодові оптоволоконні інтерфейси, як для прийому, так і для передачі даних.
Speaker A
От, значить, це одна з клюшових технологій для реалізації систем стільникового зв'язку 5G. І вона ж удосконалюватиметься з переходом до систем зв'язку 6G. Е, слід відмітити, що тут така сама тенденція, тобто зі збільшенням кількості ось цих антен збільшується кількість каналів, збільшується
Speaker A
кількість каналів, що надходять до одного користувача. Тобто за рахунок цього розширяється спектр частот, розширяється ширина каналу, пропускна здатність, але ее складніше охоплювати велику територію. Тому чим більше в нас е-е ось такі антени масів, mimo, да, messмо, тим складніше
Speaker A
робити їх охоплюємо великі території. Тому поступово з переходом від 3G до 4G, від 4G до 5G, е, ось ці зони, ось ці соти, вони стають все менше, менше, менше. Тобто це підходить для, скажімо так, для до міст, для міст, де треба
Speaker A
велику швидкість дати на невеликій площі. Ось так. Тобто соти стають меншого розміру, але вони більш продуктивні самі по собі. А от там, де сільська місцевість, там ось такі 5G не, ну, скажімо так, вони там менш доцільні, менш ефективні, тому що там щільність
Speaker A
користувачів не така велика і там немає потреби забезпечувати такі широкі канали. Так, ну, ще у нас є ось така картинка, приклад топології 5G.
Speaker A
Значить, що ми тут бачимо? Різні комірки. Щільність вузлів. Щільність вузлів е-е 1 млн, да, айт пристроїв на квадратний кілометр.
Speaker A
Розгортання щільних сенсорних і айтмереж різними структурами всіх чарунок, комірок. Ее внутрішнє домашнє використання 60 ГГцових макрокомірок. Значить, ось макрокомірка 5G на 4 ГГц, да? Значить, зть тобто макрокомірки на 4 ГГц.
Speaker A
І приклад з двома з'єднаннями з роздільним керуванням та площинами даних. Тобто, що ми тут бачимо? Дві радіостанції.
Speaker A
Тут базові мережі наступного покоління. Одна мікрочарунка, друга мікрочарунка, третя. От у нас тут якраз масив Мімо стоїть антена.
Speaker A
А тут чарунки мікромілів, да, міліметрові хвилі, тобто різні варіанти того, як може бути побудована топологія 5G. Значить, ось такі звичайні антени 5G на 4 ГГц.
Speaker A
Тут варіанти 430 ГГц. От тут йод в нас розгорнутий, да? Тут всякі будівлі. Ну, а тут вмімо ось цей. А тут в нас щільні малі ширунки міліwaй.
Speaker A
Тобто взагалі збільшення щільності за допомогою комбінації невеликих комірок в міліметрових хвилях дозволяє здійснити повне покриття користувацьких даних у всій цій зоні.
Speaker A
В сучасних системах 4G використовуються частоти нижнього діапазону нижче 3 ГГц. Ну, а 5G, е, використовує більш високі частоти. Ее, простір нижче 3 ГГц вже значно перевантажений. Він нарізаний е-е смугами досить щільно. І, ее, 5G таким чином виходить за меги діапазону. Ее
Speaker A
міліметрові хвилі в неліцензованому діапазоні охоплюють частоти від 24 до 100 ГГц. І ці частоти якраз ее дозволяє збільшити смугу пропускання, збільшити ширини ширини каналів. Все у відповідності до того закону Шенона, що ми розглянули, коли ви розглядали базові ее теоретичні
Speaker A
закони, які лежать в основі роботи сучасних систем зв'язку. Простір міліметрових хвиль на даний момент не насичений, він не нарізаний регулюючими органами і там можливо утворювати канали шириною до 100 МГц на частотах від трьох від 30 до 60 ГГц. Тобто це
Speaker A
забезпечує технологію для підтримки і високих швидкостей передачі даних на рівні гігабітів на секунду. Ну, а проблемами з міліметровими хвилями є швидка втрата сигналу на вільному просторі, навіть затухання сигналу, е, проблеми з проникненням сигналу.
Speaker A
Тобто по тих самих формулах можна розрахувати що 2,4 ГГц, ее, значить забезпечують значить втрати 80 дБ приблизно на 100 м.
Speaker A
От 30 ГГц вже на 100 м 102 дБ, а було 80. 60 ГГц 108 дБ на 100 м.
Speaker A
От аналогічно можна порахувати, що там відбувається на 1му км. 2,4 ГГц - це 100 дБ втрати. 30 ГГц- 122 дБ. 60 128 дБ.
Speaker A
Тобто 20 дБ плюс Да, плюс 20 дБ до втрат. Це суттєво. От. Так, ну добре. Там по проникності також існує в нас така от така діаграмка. Тобто які втрати при проходженні сигналу відбуваються при проходженні крізь стіни на різних
Speaker A
частотах. Значить, користувацькі пристрої, да, там смартфони, мобільні телефони, можуть використовувати декілька частотних діапазонів. Е-е, наприклад, низькі частоти можуть використовуватися для зв'язку на великій відстані, а на міліметровій хвилі пере перемикатися для внутрішнього зв'язку, для особого особистого зв'язку.
Speaker A
Є ще схема, яка називається Dual Connectivity. Тобто це схема, яка управляє трафіком даних на декількох діапазонах в залежності від типу даних.
Speaker A
Ну, наприклад, от ми дивилися на архітектуру і 4G, да, там в нас площина управління і користувацька площина. Вони вже розділені по частотних діапазонах.
Speaker A
Е-е, дані користувацької площини направляються в найближчу комірку з використанням частотою 30 ГГц. Ну, а дані управління направляються на багатоцільову башню базової станції з частотою 4 ГГц. Тобто те, що ми там бачили, це якраз розділення по ее площині управління і площині даних.
Speaker A
Дані на 30, управління на чотири верці. Да. Ну і тут виникають нові способи множинного доступу. От ми там розглядали часовий доступ, значить, частотний доступ кодовий.
Speaker A
Тут використовуються нові форми. Значить, неортогональний множинний доступ, коли декілька користувачів сумісно використовують бездротове середовище. Є фільтр Bank Multi Carrier FBMC, який управляє формою сигналів піднесучих і дозволений множинний доступ з обмеженим кодуванням SCMA, який дозволяє співставляти дані з іншим
Speaker A
кодом з різних кодових е-е книг, кодових словників. Ще однією метою є зниження латентності у 5G, там де нам треба високу інтерактивність мати, зокрема в гарнітурах, інтерактивних розвагах, промисловій автоматизації.
Speaker A
Отам латентність відіграє велику роль. Інший варіант - це зниження енергоспоживання. Інша мета. Якщо 4G може мати затримку до 15 мскундах ее то 5G готується до затримки менше 1ї мілісекунди. Тобто буде викори значить використовуються декілька невеликих комірок для маршрутизації.
Speaker A
архітектура ее можлива, значить, в архітектурі можливий зв'язок між пристроями ее безпосередньо, тобто deвайс to device, да? Тобто по мірі переходу до 5G ми будемо спостерігати, як е продовжує використовуватися стара інфраструктура 4G і навіть більш ранні. Ну, а розгортання
Speaker A
5G - це перспектива, в принципі, що там міністр е міністр зв'язку говорив, що до кінця року будуть розгорнуті перші базові станції 5G в Україні.
Speaker A
Ну, а 4G ми будемо ще користуватися. В принципі 3G до сих пір працює, хоча і оператори розсилають повідомлення, що ваша SIM-картка може застаріти, да, щоб всі переходили на 4G і щоб не доводилося підтримувати стару інфраструктуру.
Speaker A
Так, ну добре. Так, в нас підійшло до кінця наша лекція. H
Topics:мобільний зв’язокстільникові мережіінтернет речей3GPPITU-RLTE5Gстандарти мобільного зв’язкупокоління зв’язкутехнології зв’язку
