Informasi

Teknologi 5G: komunikasi seluler 5G

Teknologi 5G: komunikasi seluler 5G

Sistem komunikasi seluler 5G memberikan tingkat kinerja yang jauh lebih tinggi daripada sistem komunikasi seluler generasi sebelumnya.

Teknologi 5G baru bukan hanya versi komunikasi seluler berikutnya, yang berkembang dari 1G menjadi 2G, 3G, 4G, tetapi memberikan pendekatan baru yang memberikan konektivitas di mana-mana.

Teknologi 5G sangat berbeda. Sistem sebelumnya telah berevolusi lebih didorong oleh apa yang dapat dilakukan dengan teknologi terbaru. Teknologi 5G baru telah didorong oleh penggunaan aplikasi iklan tertentu.

Komunikasi seluler 5G telah didorong oleh kebutuhan untuk menyediakan konektivitas di mana-mana untuk aplikasi yang beragam seperti komunikasi otomotif, kendali jarak jauh dengan umpan balik gaya haptic, unduhan video besar, serta aplikasi kecepatan data yang sangat rendah seperti sensor jarak jauh dan apa yang disebut sebagai IoT, Internet of Things.

5G mampu memberikan fleksibilitas yang jauh lebih besar dan oleh karena itu dapat mendukung aplikasi yang jauh lebih luas, mulai dari persyaratan Internet of Things dengan kecepatan data rendah hingga kecepatan data yang sangat cepat dan aplikasi latensi yang sangat rendah.

Standardisasi 5G

Seperti semua sistem yang banyak digunakan, komunikasi seluler 5G diatur oleh serangkaian standar. Dibangun di atas 2G GSM, 3G UMTS dan kemudian 4G LTE, standar 5G berada di bawah naungan 3GPP - Proyek Kemitraan generasi ketiga.

3GPP memiliki sejumlah kelompok kerja yang berbeda, masing-masing menangani elemen berbeda dari standar yang diperlukan. Mereka memanfaatkan pakar industri yang memberikan waktu mereka dan disponsori oleh perusahaan komunikasi seluler yang relevan. Dengan cara ini standar ditulis dan dikembangkan.

Dengan memiliki organisasi industri utama yang mengontrol standar, pihak yang berkepentingan dapat mempengaruhi standar untuk memastikan bahwa fungsionalitas yang diperlukan diperoleh. Juga sebagai standar internasional tidak hanya perusahaan yang berbeda dapat bekerja pada elemen yang berbeda dari sistem dan tahu mereka akan beroperasi, tetapi juga untuk pengguna, kemampuan seperti roaming tersedia, dan biaya telepon, panggilan, dll berkurang sebagai hasilnya dari skala tabungan, dll.

Standar 3GPP diperbarui sebagai rilis khusus - setiap rilis menyempurnakan elemen yang telah dijelaskan, dan memperkenalkan fungsionalitas baru. Rilis sebelumnya berisi standar untuk GSM, UMTS dan LTE. Ketika 5G mulai dikembangkan, itu juga dimasukkan ke dalam standar.


Rilis 3GPP
Rilis 3GPPTanggal rilisDetail
Rilis sebelumnya--GSM, UMTS & LTE
Rilis 14Pertengahan 2017Elemen dalam perjalanan menuju 5G
Rilis 15Akhir 2018Spesifikasi 5G Phase 1
Rilis 162020Spesifikasi 5G Phase 2
Rilis 17~ Sept 2021

Rilis baru juga berisi pembaruan untuk sistem sebelumnya - Rilis 14, misalnya berisi banyak elemen fungsionalitas baru untuk LTE serta pembaruan dll, untuk UMTS dan GSM.


Tinjauan sistem seluler 5G

Seiring dengan berkembangnya berbagai generasi telekomunikasi seluler, masing-masing membawa perbaikannya sendiri. Hal yang sama berlaku untuk teknologi 5G.

  • Generasi pertama, 1G: Telepon-telepon ini adalah analog dan merupakan telepon genggam atau telepon seluler pertama yang digunakan. Meskipun revolusioner pada masanya, mereka menawarkan tingkat efisiensi dan keamanan spektrum yang sangat rendah.
  • Generasi kedua, 2G: Ini didasarkan pada teknologi digital dan menawarkan efisiensi spektrum, keamanan dan fitur baru yang jauh lebih baik seperti pesan teks dan komunikasi data rate rendah.
  • Generasi ketiga, 3G: Tujuan dari teknologi ini adalah untuk menyediakan data berkecepatan tinggi. Teknologi asli ditingkatkan untuk memungkinkan data hingga 14 Mbps dan lebih banyak lagi.
  • Generasi keempat, 4G: Ini adalah teknologi berbasis semua-IP yang mampu memberikan kecepatan data hingga 1 Gbps.
  • Teknologi 5G: Ketika 5G pertama kali didalilkan, sejumlah kasus penggunaan diajukan: transfer data berkecepatan sangat tinggi karena unduhan video menjadi lebih besar dan lebih umum; kendali jarak jauh dengan latensi rendah - contoh kendaraan otonom yang berkomunikasi dengan infrastruktur rad untuk menyediakan transportasi yang aman serta contoh ahli bedah berpengalaman yang mampu melakukan operasi rumit dari jarak jauh menggunakan tautan 5G, kedua contoh ini memerlukan komunikasi seluler berlatensi sangat rendah; lebih banyak kemampuan untuk komunikasi data umum; kemampuan untuk mengakomodasi kecepatan data yang sangat rendah dan komunikasi sesekali untuk Internet of Things, IoT yang memerlukan masa pakai baterai yang sangat lama.

Alih-alih hanya menawarkan lebih dari apa yang ada di generasi komunikasi seluler sebelumnya, teknologi 5G perlu menawarkan kemampuan baru dan konektivitas di mana-mana. Ini tidak hanya membutuhkan penggunaan stasiun pangkalan yang keluar yang dapat diubah menjadi 5G, tetapi juga lebih banyak sel kecil.

Persyaratan 5G

Sebagai pendahuluan untuk pekerjaan sistem komunikasi seluler 5G yang baru, persyaratan garis besar telah ditetapkan. Ini adalah A yang didefinisikan oleh ITU sebagai bagian dari IMT2020. Bahkan sekarang dengan 5G sebagai sistem komunikasi seluler yang aktif, tetap berguna untuk merujuk pada persyaratan ini.


Performa Nirkabel 5G yang Disarankan
ParameterPerforma yang Disarankan
Kecepatan data puncakSetidaknya 20Gbps downlink dan 10Gbps uplink per stasiun pangkalan seluler. Ini menunjukkan peningkatan 20 kali lipat pada downlink melalui LTE.
Kepadatan koneksi 5GSetidaknya 1 juta perangkat yang terhubung per kilometer persegi (untuk mengaktifkan dukungan IoT).
Mobilitas 5G0km / jam hingga akses "kendaraan berkecepatan tinggi 500km / jam".
Efisiensi energi 5GSpesifikasi 5G meminta antarmuka radio yang hemat energi saat di bawah beban, tetapi juga beralih ke mode energi rendah dengan cepat saat tidak digunakan.
Efisiensi spektral 5G30 bit / Hz downlink dan 15 bit / Hz uplink. Ini mengasumsikan 8x4 MIMO (8 lapisan spasial ke bawah, 4 lapisan spasial ke atas).
Kecepatan data dunia nyata 5GSpesifikasi "hanya" memerlukan kecepatan unduh per pengguna 100Mbps dan kecepatan unggah 50Mbps.
Latensi 5GDalam keadaan ideal, jaringan 5G harus menawarkan latensi maksimum kepada pengguna hanya 4ms (dibandingkan dengan 20ms untuk LTE).

Sistem komunikasi 5G

Sistem komunikasi seluler 5G adalah perubahan besar dalam cara jaringan komunikasi seluler beroperasi. Topologi jaringan baru, jaringan akses dan sejenisnya telah ditentukan dan diterapkan.

  • Radio Baru 5G, 5G NR: Radio baru 5G adalah nama baru untuk jaringan akses radio 5G. Ini terdiri dari berbagai elemen yang diperlukan untuk jaringan akses radio baru. Dengan menggunakan teknologi yang jauh lebih fleksibel, sistem dapat merespons kebutuhan pengguna seluler yang berbeda dan berubah apakah mereka berupa node IoT kecil, atau pengguna data tinggi, stasioner, atau seluler.
  • Jaringan Inti 5G NextGen: Meskipun penerapan awal 5G memanfaatkan jaringan inti LTE atau bahkan jaringan 3G, jaringan perlu pindah ke struktur yang lebih datar untuk menyediakan kemampuan data dan latensi rendah yang diperlukan.

Teknologi 5G

5G juga menggabungkan banyak teknologi, banyak di antaranya baru, untuk memungkinkannya memberikan tingkat kinerja yang sangat tinggi yang diperlukan darinya.

Teknologi untuk komunikasi seluler 5G meliputi:

  • Bentuk gelombang & modulasi: Salah satu diskusi utama ketika 5G sedang dikembangkan didasarkan pada jenis bentuk gelombang yang akan digunakan. Pada akhirnya skema ini didasarkan pada OFDM, dengan format modulasi aktual yang bergantung pada tautan dan ini termasuk QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM dan untuk uplink ketika DFT-OFDM digunakan, π / 2-BPSK dapat digunakan.

    Untuk masa depan, bentuk gelombang lain dapat dikembangkan, tetapi saat ini bentuk gelombang didasarkan pada OFDM.


  • Akses Ganda: Sekali lagi berbagai skema akses dibahas, tetapi untuk Radio Baru 5G, OFDMA diterapkan. Untuk downlink CP-OFDM digunakan dan pada uplink CP-OFDM atau DFT-OFDM dapat digunakan.

  • Komunikasi Gelombang Milimeter: Komunikasi seluler gelombang milimeter tidak diterapkan untuk penerapan awal sistem komunikasi seluler 5g karena teknologi komunikasi gelombang milimeter yang hemat biaya belum cukup dikembangkan. Penggunaan mmWave untuk komunikasi seluler 5G akan membutuhkan banyak BTS untuk memberikan cakupan yang dibutuhkan.

    Dalam persiapan untuk implementasi mmWave, frekuensi dialokasikan dan berada dalam set alokasi FR2 (Frequency Range 2).


  • MIMO masif dengan beam-steering: Teknologi antena untuk 5G telah memberikan peluang yang signifikan untuk peningkatan kinerja melalui 4G. Meskipun MIMO digunakan dengan 4G LTE, teknologinya telah dikembangkan lebih jauh.

    Teknologi beam-steering juga telah diadopsi untuk memungkinkan pancaran antena pemancar dan penerima difokuskan pada ponsel yang mereka komunikasikan. Setiap ponsel dapat memiliki pancarannya sendiri, menggunakan teknologi antena canggih, dan ini memfokuskan daya yang ditransmisikan di tempat yang diperlukan dan mengurangi interferensi antar ponsel. Ini memberikan peningkatan kinerja yang signifikan.


  • Jaringan padat: Mengurangi ukuran sel memberikan penggunaan spektrum yang tersedia secara lebih efektif secara keseluruhan. Sementara sel makro yang besar akan disimpan untuk komunikasi umum, lebih banyak sel kecil akan digunakan untuk memastikan bahwa kapasitas data dapat disediakan.

    Penggunaan sel yang lebih kecil menghasilkan penggunaan ulang frekuensi yang jauh lebih besar dan sebagai hasilnya jaringan secara keseluruhan dapat memberikan tingkat kapasitas data yang meningkat secara signifikan. Karena penggunaan data meningkat pesat, ini adalah persyaratan yang jelas dan mendesak.

Ini adalah beberapa teknik utama yang sedang dikembangkan dan dibahas untuk digunakan dalam 5G.

Garis waktu & tanggal 5G

Teknologi 5G berkembang pesat. Penerapan nyata pertama ditayangkan pada tahun 2019, dan penerapan lebih lanjut segera menyusul. Meskipun ada beberapa masalah tumbuh gigi, banyak yang memperhatikan peningkatan kecepatan yang signifikan.

Handset baru diluncurkan untuk mengakomodasi teknologi baru dan ini memungkinkan pengguna untuk memanfaatkan kecepatan unduh yang jauh lebih tinggi.

Banyak negara ingin menerapkan teknologi 5G secepat komunikasi yang efektif memungkinkan pertumbuhan ekonomi dan dipandang sebagai elemen penting dari kehidupan dan industri modern.

Catatan tentang 5G Timeline & History:

Komunikasi seluler 5G sedang dalam pengembangan selama beberapa tahun sebelum pertama kali digunakan, dan bahkan penyebarannya juga beberapa tahun. Sejarah teknologi 5G melibatkan banyak orang dan perusahaan sebelum berhasil diterapkan dan digunakan secara luas.

Baca lebih lanjut tentang Sejarah 5G.

Teknologi komunikasi seluler 5G berkembang pesat dan menjadi teknologi yang dituju semua orang. Tidak hanya akan dapat mengakomodasi kecepatan super cepat yang dibutuhkan, tetapi juga memungkinkan untuk mengakomodasi persyaratan kecepatan data yang rendah untuk aplikasi IoT dan IIoT. Dengan demikian, komunikasi seluler 5G akan dapat mencakup sejumlah besar aplikasi yang berbeda, dan mengakomodasi berbagai jenis data.

Topik Konektivitas Nirkabel & Kabel:
Dasar-dasar Komunikasi Seluler2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT telepon nirkabelNFC- Komunikasi Jarak Dekat Dasar-dasar jaringanApa itu CloudEthernetSerial dataUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Konektivitas Nirkabel & Kabel


Tonton videonya: 20200705 5G OWP membuat sendiri 5G (September 2021).