5G

Allikas: Vikipeedia

5G (inglise keeles fifth generation) on viienda põlvkonna mobiilsidestandard, mis on mõeldud asendama praegu käigus olevat 4G-standardit. 5G on oma eelkäijatega võrreldes väga sujuv ja paindlik. Mõnede allikate väitel on uus mobiilside standard jätnud ühe põlvkonna tehnoloogilisi saavutusi vahele, mistõttu tõotab sellest tulla väga innovaatiline ja uuenduslik tehnoloogia. 2016. aasta 14. juulil lubas Rahvusvaheline Kommunikatsiooni komisjon (inglise keeles Federal Communication Commission, lühend FCC) kasutada 5G jaoks laineid üle 24 GHz, mis annab võimaluse väga kiireks andmesideks. FCC president on öelnud, et 5G saab olema „totaalne kannapööre“ (inglise keeles „game-changer“) ja 5G-tehnoloogia loomine peaks olema rahvusvaheline põhieesmärk.[1][2]

Praeguseks on kõige suuremad 5G arendamise edusammud teinud Nokia, Samsung, Qualcomm ja Ericsson. Qualcomm ja Samsung arendavad pigem riistvaralist poolt ning platvormi arendamisega tegelevad Nokia ja Ericsson. Ericsson alustas 5G-süsteemi testimist 2015. aastal ning Nokia avaldas esimese 5G-platvormi, mis eeskätt on mõeldud mobiilsideoperaatoritele. Nokia soovib oma tehnoloogiat kasutada juba 2018. aastal toimuvatel taliolümpiamängudel ning 2020. aastal toimuvatel suveolümpiamängudel. Järgmise põlvkonna mobiilsidet testitakse juba Jaapanis, Hiinas, Lõuna-Koeras ning arendatakse Ameerika Ühendriikides ja Euroopas. Katsetusi on sooritatud ka Eestis. [3][4]

Esimese 5G-standardit toetava seadme disainis Qualcomm 2016. aasta oktoobris. Seda seadet tuntakse kui Snapdragon X50 5G-modem. Modem toetab suhtlust 28 GHz lainesageduse juures. Seda sagedust tuntakse ka kui millimeeterlainet. Samuti toetab modem 800 MHz ribalaiust ning maksimaalsed allalaadimiskiirused võivad ulatuda kuni 35,46 Gbit/s.[1][5]

Eesmärk ja tingimused[muuda | muuda lähteteksti]

5G üheks eesmärgiks on muuta inimmassides suhtlemine mugavamaks ja lihtsamaks kui praegu. Praegu kasutuses olevad standardid jooksevad massiüritustel väga kergesti kokku, kuid uuema põlvkonna standard peaks muutuma usaldusväärsemaks. Lisaks proovitakse vähendada võrreldes 4G-ga energiatarbimist, mis aitaks kaasa nutiseadme laadimiskordade vähendamisele. Samuti aitab väiksem energiatarbimine kaasa asjade interneti ehk värkvõrgu (inglise keeles Internet of Things, lühend IoT) arengule ja kasutajamugavusele. IoT-le on uue süsteemi puhul väga palju tähelepanu pööratud, sest arvatakse, et värkvõrgu seadmeid on 2025. aastaks maailmas kaks korda rohkem kui personaalseid suhtlusseadmeid. Samuti loodetakse, et 5G võiks olla hea alternatiiv FTTX (Inglise keeles Fiber to the x) lahendustele, eelkõige soodsama hinna ja paigaldusmugavuse tõttu. 5G-võrgu andmesidekiirused lubavad edastada piisavalt andmeid, et kasutada juhtmeteta liitreaalsust või virtuaalreaalsust, kusiganes seda vaja läheb. Näiteks saavad arhitektid otse ehitusobjektil ette kujutada, milline näeks nende projekt päriselt välja ja kas see sobitub ümbritsevasse keskkonda. Veel saab liit- ja virtuaalreaalsust kasutada hariduses, meditsiinis ning müügiäris. Järgmise põlvkonna mobiilsidestandardit soovitakse kasutada alates iseliikuvatest prügiautodest kuni personaalsete seadmeteni.[1][6][7][8][9]

NGMN (inglise keeles Next Generation Mobile Networks) arvates peaks 5G täitma järgmisi nõudeid:

  • asustatud aladel peab andmesidekiirus olema 100 Mbit/s;
  • kümnetele tuhandetele kasutajatele peab võimaldama korraga andmesidekiirust vähemalt 10 Mbit/s;
  • peab võimaldama samaaegset suhtluskiirus kuni 1 Gbit/s ühes osakonnas töötavatele inimestele;
  • ribalaiuse, ulatuse ja usaldusväärsuse parandamine võrreldes 4G-ga;
  • 5G latentsus peab olema parem võrreldes eelnevate standarditega ehk alla 1 ms.[1][9]

NGMN arvab, et järgmise põlvkonna mobiilsidestandard võiks kasutajateni jõuda 2020. aastal. 5G puhul on rõhutatud, et see ei ole loodud ainult tavakasutajatele vaid ka tööstusettevõtetele. Uus mobiilsidestandard plaanitakse ehitada olemasolevale LTE-Advanced-Pro standardile, mis tähendab, et praegu käigusolevad 4G võimalused kantakse üle ka 5G-standardisse. Tublisti on parandatud süsteemi usaldusväärsust, et mobiilsidet saaks kasutada ka väga nõudlikes kohtades, näiteks päästeteenistuses ning logistikas. 5G-mobiilside suudab edastada 360-kraadist videootseülekannet ilma tõrgeteta. Euroopa komisjoni eesmärgiks on tagada aastaks 2025 gigabitühendus kõigis sotsiaalmajanduslikes keskustes, näiteks koolid ja transpordisõlmed. Lisaks kõikidesse majapidamistesse vähemalt 100 Mbit/s ühendus ning tagada alaline 5G-levi.[1][10]

5G negatiivne pool[muuda | muuda lähteteksti]

5G-standardi kasutuselevõtt on aga üsna kulukas tegevus. Välja tuleb vahetada kogu senine tehnika nii mobiilsideoperaatoritel kui ka tarbijatel. Ainuüksi 4G-standardi jaoks on Ameerika Ühendriikides püstitatud umbes 200 000 mobiilimasti, kuid kiirema ning stabiilsema 5G-side tagamiseks peab mobiilsidemastide võrku tihendama veelgi.[11][9]

Rahvusvahelise Kommunikatsiooni komisjoni (FCC) otsust lubada kasutada lainesagedust üle 24 GHz, on mitmed teadlased pidanud valeks ning rutakas. Teadlaste väide põhineb asjaolul, et lainesageduste vahemikku 24 GHz ja rohkem, ohutust ei ole põhjalikult testitud.[2]

Ameerika Ühendriikide NTP (inglise keeles National Toxicology Program) läbiviidud uuringud näitavad, et mobiilsidekiirguse ja kasvajate vahel on seos. Kuigi sajaprotsendilise tõenäosusega ei saa väita, et mobiilsidekiirgus üksinda põhjustaks kasvajaid või vähke. Oluliselt suurenes ajuvähi ja haruldaste südamekasvajate arvukus nende seas, kes igapäevaselt mobiilsidekiirgusega kokku puutusid. Uuringu tulemused näitavad, et 70% mobiilsidekiirgusest on ohtlik, kuid Rahvusvaheline Kommunikatsiooni komisjon väidab, et ohtlik on vaid 32% kiirgustest. Vaatamata suurele erinevusele, saab olla kindel, et mobiilsidekiirgused on tervisele ohtlikud. Lahtine on vaid küsimus, kui suur see oht on.[2][11]

Seadmed[muuda | muuda lähteteksti]

Qualcomm Snapdragon X50[muuda | muuda lähteteksti]

Tegu on esimese 5G toetava modemiga, mis avalikustati 2016. aasta oktoobris. Modem toetab allalaadimiskiiruseid kuni 5 Gbit/s. Eelkõige on see suur eelis kasutajatele, kes hoiavad kõiki oma meediafaile pilveteenuses. Modem toetab suhtlust 28 GHz juures. Samuti kasutab X50 MIMO (inglise keeles Multiple input, Multiple output) tehnoloogiat, et pikendada millimeeterlaine ulatust. See aitab parandada erinevate objektide (näiteks seinte) läbistamist. Snapdragoni modem koos protsessoriga suudab toetada nii 4G- kui ka 5G-suhtlust. Qualcomm lubab, et X50 võimaldab kodudes asendada fiiberkaablid kiiruses ja kvaliteedis kaotamata. Samuti toetab 5G-d Qualcommi X20 modem, seda küll väiksemate andmesidekiirustega.[1][5][12]

Samsung[muuda | muuda lähteteksti]

2017. aasta 26. veebruaril Barcelonas toimunud Samsungi pressikonverentsil avalikustas Samsung enda 5G-portfoolio. Esimesi tooteid on müügile oodata 2018. aastal, kuid Ameerika Ühendriikide arendajad saavad juba hetkel neid tooteid kasutada ja arendada. Portfoolio koosneb neljast tootest:

  1. Ruuter kodumajapidamistesse, mis koos raadiojaamaga suudab kodudes pakkuda kuni 1 Gbit/s Wi-Fi kiirust. Selline lahendus võiks olla heaks alternatiiviks FTTX (Inglise keeles Fiber to the x) paigaldusele.
  2. Raadiojaam, mille peamine eesmärk on signaali tugevdamine üle pikemate vahemaade. Jaamad suudavad läbi lasta kuni 10 Gbit/s andmeid. Positiivseks küljeks peetakse kerget paigaldust ja kasutamist.
  3. Interneti valdamise üksus, mille abil saab jälgida ja kontrollida internetis toimuvat andmesidet. Virtuaalsed tuumad annavad võimaluse andmeliiklust individuaalselt jagada, mis tagab suurema läbilaskevõime.
  4. 5G RFIC modem, mis on mõeldud erinevatesse nutiseadmetesse. Samsung peab enda toote eelisteks madalat ostuhinda, kõrget efektiivsust ning väiksust – kõik need on vajalikud, et tagada 5G-le pandud lävendid. Kogu modem koosneb 16 antennist, mistõttu läheb mürarikkas keskkonnas vähem signaale kaduma. [13][14]

Eesti[muuda | muuda lähteteksti]

Ericsson ja TeliaSonera tulid 2016. aasta 22. jaanuaril välja uudisega, et plaanivad rajada 2018. aastaks Tallinna ja Stockholmi 5G-võrgu. Sellega soovivad mõlemad olla Euroopa esimesed 5G-teenuse pakkujad. Tallinn ja Stockholm valiti välja just seetõttu, et nad kuuluvad maailma kõige paremate võrguühendustega linnade hulka. Sama aasta 12. augustis katsetasid Tele2 ja Nokia esmakordselt Eestis järgmise generatsiooni tehnoloogiat ning püstitasid sellega Eestis mobiilse interneti allalaadimiskiiruse rekordi 4,5 Gbit/s. Kiirustesti koordinaatori, Nokia Lääne-Euroopa tehnoloogiajuhi Martin Kristenssoni sõnul kasvab andmesideliiklus 2030. aastaks võrreldes 2010. aastaga 10 000 korda. Eelmine rekord (4G puhul) kuulus Teliale ja Ericssonile. See püstitati 2016. aasta juunis. Maksimaalseks allalaadimiskiiruseks saadi 1 Gbit/s. Tele2 lubab 2017. aastal hakata oma tugijaamadesse lisama 5G-võimelisi Nokia seadmeid ning arvatavasti jõuab järgmise generatsiooni tehnoloogia inimesteni järgmise kolme-nelja aastaga. Tele2 tegevjuht lubas, et uus tehnoloogia ei muuda mobiilsideteenust kliendi jaoks kallimaks. Uue rekordi auks püstitas Tele2 ka Gigasamba, kus on kirjas varasemad andmesidekiiruste rekordid. [15][16]

Eelnevad põlvkonnad ja nende kiirused[muuda | muuda lähteteksti]

1G avaldati algselt 1979. aastal Tokyos ning aastaks 1984 oli esimese generatsiooni mobiilsidestandard levinud juba üle terve Jaapani. Peamine eestvedaja oli asutus Nippon Telegraph and Telephone. 1983. aastal avalikustati Ameerika Ühendriikides esimene Motorola DynaTac 1G-toega mobiiltelefon. Paariaastase vahega järgnesid sellele ka Ühendkuningriik ja Kanada.[17][18]

1991. aastal lasi firma Radiolinja välja uue mobiilsidestandardi – 2G, mis on tuntud ka kui GSM (inglise keeles Global System of Mobile Communications). Võrreldes esimese generatsiooniga oli teine generatsioon väga suur edasiminek. 2G tegi võimalikuks SMS- ja MMS-teenuse, krüpteeris digitaalselt vestluseid ning kasutas paremini ära enda spektrit, mis andis parema efektiivsuse ja läbitavuse. Lisaks vähenes kõnede taustamüra. Maksimaalne andmesidekiirus oli EDGE (inglise keeles Enhanced Data Rates for GSM Evolution) režiimis 1 Mbit/s. Praktikas võis aga näha kõige suuremaid kiirusi 500 kbit/s.[17][19]

Täpselt kümme aasta hiljem mais algas 3G testimisperiood ning 2003. aastal lasti kolmas mobiilsidegeneratsioon massidesse. 3G andis inimestele võimaluse vaadata mobiilset-TV, kasutada asukohapõhiseid teenuseid ning osaleda videokonverentsidel. 3G pakkus algselt allalaadmiskiiruseid kuni 14 Mbit/s ja üleslaadimiskiiruseid kuni 5,8 Mbit/s.[17][20]

Neljanda generatsiooni mobiilsidevõrku tutvustati esimest korda Stockholmis ja Oslos 2009. aasta detsembris. 4G sai endale võrreldes eelnevate generatsioonidega IPv6 toe. Samuti suudeti vähendada latentsust. 4G kasutab ribalaiust 5–20 MHz ning lisavõimalusena kuni 40 MHz. Liikuva objekti puhul on nominaalne andmeedastuskiirus 100 Mbit/s ning paigalseisval seadmel kuni 1 Gbit/s.[17][21]

Põlvkonnad Esimene põlvkond Teine põlvkond[19] Kolmas põlvkond[20] Neljas põlvkond[21] Viies põlvkond
Nimed GPRS EDGE UMTS W-CDMA HSPA+ CDMA2000 3GPP (LTE) LTE Advanced WiMax 5G
Allalaadimiskiirus 50 kbit/s 1 Mbit/s 42 Mbit/s 21 Mbit/s 56 Mbit/s 14,7 Mbit/s 100 Mbit/s 1 Gbit/s 128 Mbit/s 35 Gbit/s
Üleslaadimiskiirus 14 kbit/s 118 kbit/s 10 Mbit/s 22 Mbit/s 50 Mbit/s 500 Mbit/s 56 Mbit/s

5G ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

2008[muuda | muuda lähteteksti]

  • Aprillis hakkas NASA (inglise keeles National Aeronautics and Space Administration) koos Geoff Browni ja M2Mi (inglise keeles Machine-to-Machine Intelligence) arendama 5G-tehnoloogiat.

2012[muuda | muuda lähteteksti]

  • 8. oktoobril investeeris Ühendkuningriigi Surrey Ülikool (inglise keeles University of Surrey) 35 miljonit inglise naela uue 5G uuringukompleksi rajamiseks. Keskus pakub võimalust mobiilioperaatoritel testida erinevaid tehnoloogiaid, mis aitaksid vähendada akukasutust ning samas suurendada kiiruseid võrreldes 4G-ga.
  • 1. novembril alustati Euroopa Liidus projektiga METIS (inglise keeles Mobile and wireless communication Enablers for the Twenty-twenty Information Society), mis pidi defineerima 5G-mobiilsidestandardi.

2013[muuda | muuda lähteteksti]

  • 2. mail teatas Samsung, et on hakanud arendama 5G-l põhinevaid süsteeme, millele lubati kiiruseid kuni 10 Gbit/s. 5G-võrgu testimisel saadi andmesidekiiruseks 1,056 Gbit/s kahekilomeetrisel vahemaal.
  • 6. novembril teatas Huawei, et plaanib investeerida vähemalt 600 miljonit dollarit 5G-võrgu arengusse ja väljatöötamisse.

2014[muuda | muuda lähteteksti]

2015[muuda | muuda lähteteksti]

  • 1. juulil alustati projektiga METIS II, mis oli järg 2012. aastal alustatud samanimelisele projektile. Seekord oli eesmärk disainida 5G-raadiovõrku ning panna paika raadiovõrgu erinevate kihtide ehitused.
  • 8. septembril teatas Ameerika Ühendriikide firma Verizon soovist hakata 2016. aastal 5G-võrku testima.
  • 1. oktoobril lubas Prantsuse mobiilioperaator Orange alustada 5G-võrgu testimist 2016. aasta jaanuaris Ida-Prantsusmaal Beltfortis.

2016[muuda | muuda lähteteksti]

  • 22. jaanuaril kuulutas Rootsi elektroonikatootja Ericsson, et alustab koostööd TeliaSoneraga. Koostöö tulemusena peaks 2018. aastal püsti pandama 5G-võrk nii Stockholmis kui ka Tallinnas. Võrgu püstitamiseks kasutatakse Ericssoni tehnoloogiat ning TeliaSonera juba kasutuselolevat võrku.
  • 29. jaanuaril tutvustas Google oma plaani hakata inimestele 5G-võrku ühtlaselt jagama päikseenergial töötavate droonide abil. Projekti nimeks on SkyBender.
  • 22. veebruaris püstitasid NTT DoCoMo ja Ericsson uue rekordi – saadi kätte 20 Gbit/s andmesidekiirus kahe seadme vahel 5G-võrgus. Samal päeval alustasid testimisega nii Samsung kui ka Verizon.
  • 2. juunil ilmus esimene põhjalik raamat 5G-st. Raamatu „5G Mobile and Wireless Communication Technology“ autorid on Afif Osseiran (Ericsson), Jose F. Monserrat (UPV) ja Patrick Marsch (Nokia Bell Labs). Raamat käsitleb endas 5G-spektri ja erinevate tehnoloogiate kasutamist 5G-arhitektuuris.
  • 7. juulil esitasid 17 Euroopa mobiilsideoperaatorit Euroopa Komisjonile dokumendi, millega soovisid Euroopa Liidu toetust 5G arendamiseks ja välja töötamiseks. Manifesti allkirjastasid ka meile tuttavad Tele2 ning Telia.
  • 17. oktoobril avaldas Qualcomm esimese 5G-kommertsmodemi Snapdragon X50.

2017[muuda | muuda lähteteksti]

  • Jaanuaris alustasid Reliance Jio ja Samsung koostööd Indias oleva 4G LTE võrgu uuendamiseks 5G-ks. Sama aasta veebruaris alustasid Indias koostööd mobiilsideoperaator BSNL ja Nokia 5G-võrgu ehitamiseks. Samuti alustasid 2017. aasta märtsis seal koostööd Airtel ja Nokia.
  • 21. märtsil ehitas Läti mobiilsideoperaator LMT koostöös Läti ülikooliga esimese mobiilse 5G-jaama.[1]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 "5G". Wikipedia, 28.04.2017. Kasutatud 01.05.2017.
  2. 2,0 2,1 2,2 Jonathan Landsman. "Action alert: 5G cellular technology will blanket planetary life with ultra-high microwave frequencies". www.naturalhealth365.com, 3.09.2016. Kasutatud 01.05.2017.
  3. Arvutimaailm. "5G mobiilsidet saab veel oodata: Eestis algavad testid 2016. aastal". www.forte.delfi.ee, 25.01.2015. Kasutatud 01.05.2017.
  4. "Samsung and Verizon Announce First 5G Customer Trials Set to Begin in Q2 2017". www.news.samsung.com, 22.02.2017. Kasutatud 1.05.2017.
  5. 5,0 5,1 "Qualcomm Snapdragon X50". www.qualcomm.com. Kasutatud 01.05.2017.
  6. "What 5G means for your business". www.news.samsung.com, 21.04.2017. Kasutatud 01.05.2017.
  7. "5G: Opportunities and Challenges". www.microsoft.com, 17.07.2015. Kasutatud 01.05.2017.
  8. "5G Possibilities". www.networks.nokia.com. Kasutatud 01.05.2017.
  9. 9,0 9,1 9,2 "What is 5G?". www.5g.co.uk. Kasutatud 1.05.2017.
  10. "Eesti toetab uue põlvkonna internetiühenduse kiiret arengut EL-is". www.geenius.ee, 03.12.2016. Kasutatud 1.05.2017.
  11. 11,0 11,1 Josh Axe. "5G Health Effects: Is This Wireless Technology Even Safe?". www.draxe.com. Kasutatud 01.05.2017.
  12. "Qualcomm Snapdragon X20". www.qualcomm.com. Kasutatud 1.05.2017.
  13. "Samsung Announces Complete Portfolio of Commercial 5G Products and Solutions". www.news.samsung.com, 26.02.2017. Kasutatud 01.05.2017.
  14. "Samsung Announces Commercial Readiness of its 5G RFIC". www.news.samsung.com, 19.02.2017. Kasutatud 01.05.2017.
  15. Digitark. "5G jõuab Eestisse". www.digitark.ee, 22.01.2016. Kasutatud 01.05.2017.
  16. "5G esmakordselt Eestis: püstitati uus mobiilse interneti kiirusrekord". www.tele2.ee, 12.08.2016. Kasutatud 1.05.2017.
  17. 17,0 17,1 17,2 17,3 Christina Mercer. "A timeline of UK 5G development | The history of the mobile wireless standard: from 1979 to now | 4G vs 5G | What is 5G? | 5G news". www.techworld.com, 08.03.2017. Kasutatud 01.05.2017.
  18. "1G". Wikipedia, 30.04.2017. Kasutatud 01.05.2017.
  19. 19,0 19,1 "2G". Wikipedia, 1.05.2017. Kasutatud 1.05.2017.
  20. 20,0 20,1 "Kolmanda põlvkonna mobiilside". Vikipeedia, 17.07.2015. Kasutatud 01.05.2017.
  21. 21,0 21,1 "4G". Vikipeedia, 20.10.2016. Kasutatud 01.05.2017.