Что такое 5G?

Что такое 5G?

5G — пятое поколение технологий беспроводных сетей. 5G — новый глобальный стандарт беспроводной связи после 4G. Он позволяет создавать сети нового типа, которые обеспечивают более высокие скорости передачи данных, более низкую задержку и поддерживают большее количество пользователей, устройств и услуг и одновременно обладают более высокой эффективностью.

5G поддерживает три широкие категории вариантов использования.

  • Enhanced Mobile Broadband (eMBB) — сервисы с высокой пропускной способностью для беспроводной связи.
  • Ultra-Reliable Low Latency Communication (URLLC) — сверхнадежная и низкая задержка связи для критически важных требований.
  • Massive Machine Type Communication (mMTC) — надежная связь для миллиардов датчиков и контрольных устройств.

Пиковая скорость передачи данных нисходящих каналов для 5G может достигать 20 Гбит/с, что в 20 раз больше пиковой скорости 4G LTE в 1 Гбит/с. Согласно прогнозам, сети 5G обеспечат увеличение скорости передачи данных в 10–100 раз при взаимодействии пользователей, поддержку в 10–100 раз большего количества подключенных устройств, чем в сетях 4G, и сверхнизкую задержку порядка 1 миллисекунды (мс).

Эпоха 5G выйдет за рамки улучшения производительности сети и повышения скорости, предоставляя пользователям новые инновационные и улучшенные возможности подключения. 5G может повысить производительность бизнес-приложений, одновременно предоставляя новые пользовательские интерфейсы и услуги в таких областях, как приложения с дополненной, виртуальной и смешанной реальностью (AR, VR и MR), видеоконференции, промышленная автоматизация, автомобили с автоматическим управлением и подключенные к сети медицинские устройства.

Какие проблемы решает 5G?

Поставщики услуг будут использовать 5G для обработки постоянно растущего трафика данных благодаря значительному снижению стоимости за бит. 5G также позволяет поставщикам услуг предотвратить снижение среднего дохода на абонента (ARPU), предоставляя потребителям, правительству и предприятиям новые услуги 5G.

Эпоха 5G открывает новые возможности для приложений

Ожидается, что предприятия станут крупнейшими бенефициарами технологий 5G, получая выгоду от повышения производительности, гибкости и масштабируемости своих услуг. Например, самое большое ожидаемое изменение, скорее всего, произойдет в сфере промышленной автоматизации, где заводы будут обслуживаться роботами с беспроводным управлением. В таких средах даже самые маленькие движущиеся элементы будут отслеживаться, эксплуатироваться и управляться в рамках производственной линии по беспроводной связи.

Здравоохранение — это еще одна главная отрасль, где используются сети 5G. Дистанционная хирургия или подключенные к сети машины скорой помощи помогут спасать жизни там, куда врачи не могут добраться. Благодаря возможностям 5G розничные продавцы будут предлагать новые возможности (например, AR, VR и MR) при тестировании, моделировании и покупке продуктов, как в традиционных магазинах, так и за их пределами.

Облачные игры на стороне потребителей — это новое применение, для которого не нужны тяжелые игровые клиенты, а игры напрямую визуализируются на периферии сети 5G. Сейчас на трафик AR и VR приходится примерно 20 % трафика в некоторых ранних развертываниях сетей 5G. Также набирает обороты использование фиксированного радиодоступа (FWA) для предоставления услуг широкополосной связи 5G по месту жительства.

С точки зрения правительства умные города, коммунальные службы и агентства охраны общественной безопасности могут значительно выиграть от применения возможностей 5G. Подключенные к сети автомобили и решения для автомобилей могут способствовать повышению безопасности дорог и спасению человеческих жизней.

Принципы работы 5G

Сетям 5G требуются новые технологические компоненты, чтобы соответствовать новым требованиям к производительности и задержке.

  • Новый спектр: для достижения высокой скорости передачи данных сетям 5G требуются диапазоны частот нового спектра выше 6 ГГц: сантиметровые (от 6 до 30 ГГц) и миллиметровые (более 30 ГГц). Сети 5G также будут развертываться в диапазонах частот ниже 6 ГГц. Нижние полосы частот обеспечивают покрытие, а верхние — пропускную способность.
  • Massive MIMO: Multiple-Input and Multiple-Output (MIMO) — это способ многократного увеличения пропускной способности линии радиоканала с помощью нескольких передающих и приемных антенн. Massive MIMO, в свою очередь, представляет собой систему MIMO с особенно большим количеством антенн (например, 8, 16, 64, 128 и т. д.). Massive MIMO увеличивает спектральную эффективность и покрытие сети.
  • 5G New Radio (5G NR): 5G NR — это новая технология радиодоступа 5G, разработанная консорциумом 3GPP для мобильной сети 5G. Технология 5G NR основана на принципе сверхэкономного проектирования, позволяющего сократить передачу сигналов и энергопотребление. Она также разработана на базе гибкой структуры цикла, что дает возможность эффективно мультиплексировать разнообразные сервисы 5G и обеспечивать прямую совместимость с будущими сервисами 5G.
  • Open RAN:2 Open RAN — это открытая сеть радиодоступа. В частности, Open RAN — это постоянное изменение архитектуры мобильных сетей, которое позволяет поставщикам услуг использовать непатентованные подкомпоненты от различных поставщиков. Конкретные запатентованные компоненты, такие как выносные радиоузлы (RRH) и блоки формирования модулирующих сигналов (BBU), теперь дезаггрегированы на централизованные блоки (CU), распределенные блоки (DU) и радиоблоки (RU). Благодаря Open RAN новые дезагрегированные функции также могут быть виртуализированными или контейнеризированными. Организация O-RAN Alliance делает шаг вперед, чтобы сделать интерфейсы между этими компонентами открытыми и межоперационными.
  • Сеть 5G Core (5 GC): согласно стандартам консорциума 3GPP, сеть 5GC создана на базе архитектуры, основанной на сервисах. Все функции базовой сети реализованы на основе облачных принципов, включая разделение плоскости пользователя и плоскостей управления, сетевые функции без сохранения состояния, открытые интерфейсы и API. Функции базовой сети легко развертывать, обновлять и масштабировать для запуска новых сервисов с более низкой стоимостью.
  • Транспортная сеть 5G: для новых сценариев использования сети 5G, таких как eMBB, URLLC и mMTC, необходима транспортная сеть, которая будет справляться не только с огромным объемом трафика, но и с широким спектром характеристик сети в каждом конкретном сценарии. Она должна отвечать потребностям растущего многообразия устройств, сервисов и новых бизнес-моделей. Для обеспечения большой пропускной способности транспортные сети должны обеспечивать поддержку 25G, N x 25G на уровне доступа/предварительной агрегации, 100G, N x 100G на уровне агрегации и до 400G в базовой сети поставщика услуг. Кроме того, транспортная сеть должна соответствовать строгим требованиям синхронизации, чтобы поддерживать задержку менее 10 мс.
  • Сегментация сети: этот метод позволяет использовать несколько независимых сквозных логических сетей в общей физической инфраструктуре. Каждый слой может предоставлять конкретное качество услуг (QoS) для сервиса или приложения. Сетевой слой может охватывать несколько частей сети (сеть доступа, базовая сеть и транспортная сеть).
  • Граничные вычисления: граничные вычисления позволяют приблизить вычислительные, сетевые ресурсы и ресурсы систем хранения данных к абонентам и конечным пользователям. Более близкое соседство улучшает время отклика и позволяет экономнее использовать полосу пропускания. Граничные вычисления, также известные как периферийное облако, могут быть развернуты в помещениях клиентов, таких как предприятия и производственные помещения, управляемые или размещаемые поставщиком услуг.
  • Телекоммуникационное облако: как открытая платформа телекоммуникационное облако помогает поставщикам услуг избежать зависимости от одного поставщика и позволяет им извлекать выгоду из обширной экосистемы облачных функций, которые совершенствуют инфраструктуру, улучшают эксплуатацию и повышают скорость обслуживания. Телекоммуникационное облако обеспечивает гибкость обслуживания и быстрое внедрение инновационных сервисов, предоставляя поставщикам услуг возможность использовать новую волну приложений и сервисов, которые оживят их бизнес-модели.
  • Безопасность: в результате использования сетей 5G, IoT, метода сегментации сети и пограничных вычислений появляются новые направления атак. Угрозы могут исходить отовсюду, а их количество, частота и изощренность возрастают. Если не усовершенствовать существующий подход к безопасности, безопасность сетей 5G может стать узким местом производительности. Изолированные системы и ручное реагирование больше не эффективны. Необходим комплексный подход, который дает полное представление о сети и внешней экосистеме, чтобы полностью осознавать угрозы, динамически адаптировать и последовательно применять политики безопасности по всей сети.
  • Управление и оркестрация (MANO): сети 5G могут значительно увеличить количество подключенных устройств конечных пользователей, узлов и сервисов. Невозможно управлять сетевыми операциями вручную с требуемым масштабом и качеством. Единственный практический способ справиться с масштабом и сложностью будущих облачных сетей и сетей 5G — это автоматизация операций с полной поддержкой интерфейсов Open API для работы в многопользовательских средах с несколькими облаками, формируя постоянный поток знаний средствами ИИ и ML.


Новаторские сетевые технологии 5G

5G — часть более широкой революции, которая также охватывает облачные технологии и технологии автоматизации для создания более надежной и устойчивой платформы для поставщиков услуг. В Juniper Networks считают, что одних только сетей 5G недостаточно для трансформации бизнеса поставщиков услуг. Чтобы по-настоящему осознать ценность этих технологий и реализовать возможности, которые они обещают, поставщики услуг должны рассматривать совместные возможности облака, 5G и автоматизации. Эти технологии опираются друг на друга, а в некоторых случаях даже зависят друг от друга.

Например, многие преимущества 5G невозможно оптимизировать без перевода инфраструктуры в облако, будь то телекоммуникационное облако и NFVI, распределенное периферийное облако или виртуализированные, контейнеризированные (VNF/CNF) или дезагрегированные функции. Хотя 5G и облако вместе обеспечивают качественный скачок в отношении масштаба, производительности и адаптивности, они также увеличивают сложность эксплуатации, которую можно упростить и которой можно управлять только с помощью автоматизации сети.

5G и облачные технологии обещают новые возможности для потребителей и предприятий. Чтобы процветать в современном мире 5G / многооблачных сервисов, поставщикам услуг необходима стратегия, которая упрощает эксплуатацию сети и обеспечивает дифференцированное взаимодействие с клиентами. Сотрудники компании Juniper называют это явление ориентированными на взаимодействие сетями.

Наш подход к ориентированным на взаимодействие сетям для поставщиков услуг основан на трех основных областях решений:

•Масштабируемая матрица IP-сервисов для эффективного IP-транспорта
•Облачный подход к упрощению телекоммуникационного и граничного облака
Управляемые корпоративные сервисы для обеспечения гарантированного качества обслуживания

Каждая из этих областей решений основана на наших клиентах:
Подключенная безопасность защищает пользователей, устройства, приложения и инфраструктуру
Интеллектуальная автоматизация упрощает улучшение взаимодействия с клиентами

Часто задаваемые вопросы о 5G

Чем отличаются сети 4G и 5G?

Сети 5G предназначены для передачи данных по нисходящим линиям связи с пиковыми скоростями до 20 Гбит/с, что в 20 раз больше пиковой скорости 1 Гбит/с в сетях 4G LTE. Кроме того, ожидается, что сеть 5G позволит пользователям передавать данные с более высокой скоростью (от 10 до 100 раз), будет поддерживать больше подключенных устройств по сравнению с сетью 4G (от 10 до 100 раз), а также обеспечит сверхнизкий уровень задержки порядка 1 миллисекунды (мс). 5G предоставляет инновационные возможности для пользователей и сервисы в таких сферах, как дополненная реальность, виртуальная реальность, приложения для смешанной реальности, промышленная автоматизация, автономные автомобили и подключенные медицинские устройства.

Почему поставщикам услуг нужна сеть 5G?

Сеть 5G потребуется поставщикам услуг, чтобы значительно снизить стоимость одного бита при обработке постоянно растущего объема трафика данных. Сеть 5G также позволяет поставщикам услуг предотвратить снижение среднего дохода на абонента, предоставляя потребителям, правительству и предприятиям новые сервисы на базе 5G.

Какие дополнительные технологии необходимы для обеспечения сетей 5G?

Удовлетворить новые требования, предъявляемые к пропускной способности и уровню задержки сети 5G, помогают следующие технологии:

Транспортная сеть 5G: сетям 5G необходима транспортная сеть, которая сможет не только обрабатывать сильно возросший объем трафика, но и отвечать широкому спектру сетевых характеристик для каждого конкретного сценария использования.

Автоматизированная эксплуатация: сеть 5G значительно увеличивает количество подключенных устройств конечных пользователей, узлов и сервисов. Единственный практический способ управления масштабом и сложностью будущих облачных сетей и сетей 5G — это автоматизация операций посредством создания непрерывного потока информации с помощью возможностей искусственного интеллекта и машинного обучения.

Сегментация сети: благодаря сегментации сети можно запустить несколько независимых сквозных логических сетей на общей физической инфраструктуре, где каждый сегмент сможет обеспечивать качество обслуживания (QoS) для отдельного сервиса или приложения.

Телекоммуникационное облако: открытая телекоммуникационная облачная платформа помогает поставщикам услуг избежать привязки к одному поставщику и получать доход от обширной экосистемы облачных функций для предоставления новых приложений и сервисов 5G.

Безопасность: в результате использования сетей 5G, IoT, метода сегментации сети и пограничных вычислений появляются новые направления атак. Подход с использованием единой системы безопасности обеспечивает абсолютную защиту от угроз, предоставляя полную картину сети и ее внешней экосистемы, а также динамически адаптируя и внедряя политики безопасности по всей сети.

Какие технологии, решения и продукты 5G предлагает компания Juniper?

Компания Juniper предоставляет главные компоновочные блоки, чтобы поставщики услуг трансформировали свой бизнес с помощью сетей 5G, используя наш ассортимент надежной продукции, а также предложения стратегических партнеров.

Ресурсы

Блог

Big 5G Event: прорыв в области сегментации сети