5G

El estándar 5G prevé el funcionamiento a frecuencias de 24 GHz y superiores; dicha señal 5G no puede funcionar de forma efectiva a una distancia de más de unos pocos cientos de metros entre el transmisor y el receptor, a diferencia de las señales 4G o 5G de menor frecuencia (hasta 6 GHz). Como resultado, las estaciones base 5G deben ubicarse cada pocos cientos de metros para aprovechar estas altas frecuencias. Además, estas señales de alta frecuencia y alta pérdida penetran objetos sólidos como automóviles, árboles y paredes. Por lo tanto, para brindar comunicaciones de alta calidad, las estaciones base 5G se pueden ubicar en el interior de los edificios, y para ello se pueden diseñar de la manera más discreta posible para poder instalarlas en lugares como restaurantes y centros comerciales.

MIMO masivo

Una de las tecnologías clave para la implementación de redes celulares 5G es el uso de arreglos de antenas digitales de elementos múltiples como parte de las estaciones base [5] con una cantidad de elementos de antena de 128, 256 o más [6] . Los sistemas correspondientes se denominaron Massive MIMO [5] [6] [7] .

Formación de haces

La formación de haces se utiliza para dirigir las ondas de radio a un objetivo .  Esto se logra mediante la combinación de elementos en el conjunto de antenas de tal manera que las señales en ciertos ángulos experimentan interferencias de ondas de radio constructivas mientras que otras experimentan interferencias destructivas. La combinación de señales en fase mejora la relación señal/ruido en proporción al número de elementos de antena, por lo que se puede aumentar la tasa de datos. 5G utiliza formación de haces debido a la calidad de señal mejorada que proporciona. La formación de haces se puede realizar utilizando conjuntos de antenas en fase o, más eficientemente, sin el uso de desfasadores utilizando conjuntos de antenas digitales [8] [9] .

NOMA (acceso múltiple no ortogonal)

Para mejorar la eficiencia espectral, junto con la multiplexación espacial, 5G puede usar variedades de tecnologías de señalización de acceso múltiple no ortogonal (NOMA) y N-OFDM .

Células pequeñas

Las celdas pequeñas son nodos de acceso de radio celular de baja potencia que operan en un espectro con y sin licencia con un rango de 10 metros a varios kilómetros. Las celdas pequeñas son fundamentales para las redes 5G, ya que las ondas de radio 5G no pueden viajar largas distancias debido a las frecuencias más altas de 5G.

Para la implementación del sistema, es importante colocar los transmisores al aire libre a una altura superior a los autobuses de dos pisos . En la práctica, esto significa colocar equipos en postes de iluminación, lo que incluso ha dado lugar a litigios masivos (sobre precios y derechos) en el Reino Unido [10] .

Historia

En junio de 2014, ZTE propuso el concepto de tecnología Pre-5G [11] .

En marzo de 2015, en el Mobile World Congress de Barcelona , ​​ZTE presentó una estación base Pre-5G Massive MIMO que integra BBU y RRU [11] [12] .

En junio de 2015, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) desarrolló un plan de desarrollo tecnológico y determinó su nombre - "IMT-2020" - Internet de alta velocidad usando tecnología 5G [13] .

El 14 de julio de 2016, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU. aprobó el espectro de frecuencias para 5G, incluidas las bandas de 28 GHz, 37 GHz y 39 GHz [14] [15] .

En 2016, los equipos 5G comenzaron a operar las bandas de frecuencia de 28 GHz en EE. UU. y 39 GHz en Europa, con la llegada de nuevos equipos, se planeó usar frecuencias más altas, primero hasta 60 GHz, en el futuro hasta 300 GHz. [16] .

En 2020, Nokia anunció que había alcanzado una velocidad de transmisión inalámbrica récord de 4,7 Gbps ( aproximadamente 590 Mbps ) utilizando tecnología 5G en su equipo de serie .  E-UTRA-NR Conectividad dual ( EN-DC ): operación simultánea en 5G y LTE (4G) para transmisión de datos en paralelo [17] .

Pruebas

En Rusia, las primeras pruebas de la tecnología Pre-5G fueron realizadas en junio de 2016 por el operador de telecomunicaciones MegaFon junto con Huawei . En septiembre , MTS , al realizar pruebas en un canal de comunicación con una frecuencia de 4,65 a 4,85 GHz, logró una velocidad de transferencia de datos de 4,5 Gbit/s [18] con un ancho de banda de 200 MHz.

El 22 de septiembre de 2016, MegaFon , junto con Nokia , lanzaron Internet móvil Pre-5G en una cumbre empresarial en Nizhny Novgorod. Durante las pruebas, se logró una tasa de transferencia de datos de 4,94 Gbps. Se transmitió un video panorámico a través de la red construida en resolución 8K Ultra HD (7680 × 4320 píxeles) [19] .

El 1 de junio de 2017, MegaFon , junto con Huawei, mostró la posibilidad de transmisión de datos en redes Pre-5G a una velocidad de 35 Gb/s a una frecuencia de 70 GHz [20] .

En agosto de 2017, MTS, junto con Nokia, preparó una plataforma tecnológica ( MGTS 10G-PON ) para conectar estaciones base 5G en Moscú [21][ significado del hecho? ] .

El 28 de noviembre de 2017, el operador móvil uzbeko Uzmobile, junto con ZTE, completó una prueba de laboratorio 5G en Tashkent sobre la base del laboratorio del Centro de Desarrollo de Personal y Telecomunicaciones [22] .

El 23 de enero de 2020, la empresa MTS de Minsk ( Bielorrusia ) puso en marcha zonas piloto de la red NSA 5G[ aclarar ] en frecuencias en el rango de 3600-3700 MHz, que operan en la infraestructura del operador utilizando equipos de Huawei y Cisco [23] . 28 de mayo de 2020 infraestructura[ clarificar ] beCloud ha lanzado la red 5G de la NSA en modo de prueba. La zona experimental está desplegada en Minsk en las bandas de 3500 MHz y 2600 MHz y consta de veinte estaciones base [24] . El 22 de mayo de 2020, A1 y MTS lanzaron en modo de prueba sus propias redes autónomas 5G SA (standalone[ aclarar ] ) [25] . Se lanzó una red 5G de prueba de A1 en October Square en Minsk en asociación con ZTE y opera en la banda de 3.5 GHz. La zona piloto de MTS se implementa en dos bandas: 1800 MHz y 3500 MHz en el complejo Minsk Arena. El 25 de mayo, A1 realizó la primera llamada en el CIS utilizando la tecnología VoNR (Voice over New Radio) para la transmisión de paquetes de voz en 5G [26][ significado del hecho? ] .

Primeras redes comerciales 5G

El 1 de octubre de 2018, Verizon lanzó una red 5G en cuatro ciudades de EE . UU . ( Houston , Indianápolis , Los Ángeles y Sacramento ) [27] [28] .

El 5 de abril de 2019, Corea del Sur se convirtió en el primer país de Asia en lanzar servicios comerciales 5G 5G [29] . El estándar apareció por primera vez en las ciudades más grandes, en particular, en Seúl .

Desde el 17 de abril de 2019, la comunicación 5G ha estado operando en 54 ciudades de Suiza [30] .

El 23 de abril de 2019, se anunció que China Unicom había lanzado una red piloto de comunicación 5G en siete ciudades de China [31] .

El 30 de mayo de 2019, BT Group lanzó una red 5G en el Reino Unido [32] .

El 6 de junio de 2019, Italia se convirtió en el tercer país de Europa en lanzar 5G. El operador era Vodafone [33] .

El 14 de junio de 2019, Vodafone y Huawei lanzaron una red 5G en España [34] .

El 3 de julio de 2019 se lanzó la tecnología 5G en Alemania (en las ciudades de Bonn y Berlín ) [35] .

El 19 de julio de 2019, LMT lanzó una red 5G en Letonia [36] [37] .

El 31 de octubre de 2019, la red 5G cubría 50 ciudades de China, convirtiendo al país en líder en la implementación de esta tecnología [38] .

El 14 de abril de 2021, Ucell lanzó la red 5G Band 78 (3500 MHz) en Uzbekistán [39] .

A partir de junio de 2022, ~80% de todas las estaciones 5G en el mundo están ubicadas en China, más de 700 empresas/fábricas lo han conectado. [40]

A partir del 10 de julio de 2022, hay 200 000 estaciones en Corea del Sur que atienden a unos 25 millones de suscriptores. [41]

En agosto, en Uzbekistán, Mobiuz puso en funcionamiento comercial una red 5G en varios puntos de la ciudad. [42]

En Rusia

El despliegue de redes de quinta generación en Rusia se enfrenta a serios obstáculos (el país aún no dispone de equipamiento propio para ellas; los operadores no están preparados para asignar las frecuencias más adecuadas para 5G porque están ocupados con las fuerzas de seguridad ; debido a estrictas medidas sanitarias estándares, el despliegue de redes puede ser varias veces más caro que en todo el mundo, etc.). [43]

A fines de abril de 2019, el viceprimer ministro de la Federación Rusa, Maxim Akimov , anunció que la parte principal del trabajo de limpieza del espectro de frecuencias para las redes de comunicación 5G se completaría en 2 a 2,5 años, y agregó que durante el mismo período en algunos ciudades la introducción de este formato de comunicación [44] ; estimó la creación de redes 5G en 650 mil millones de rublos. [45] . El 5 de junio de 2019, MTS y Huawei firmaron un acuerdo sobre el desarrollo de 5G en Rusia, la ceremonia de firma se llevó a cabo en presencia de Vladimir Putin y Xi Jinping [46] . A principios de agosto, en Moscú, en la calle Tverskaya (desde el Kremlin hasta el Garden Ring), Tele2 y Ericsson lanzaron una zona de prueba de una red de comunicación 5G a una frecuencia de 28 GHz en modo NSA (no independiente), que le permite implementar 5G en redes LTE y simplifica la implementación del estándar en la etapa inicial [47] ; Para octubre, las zonas de prueba 5G también están operando en los territorios de VDNKh y el complejo deportivo Luzhniki [ 48] .

A mediados de agosto de 2019, el presidente ruso, Vladimir Putin , impuso una resolución “Estoy de acuerdo” en una carta del Consejo de Seguridad con una posición negativa sobre la asignación de frecuencias de 3,4-3,8 GHz para uso de 5G en Rusia [49] .

En septiembre de 2019, el Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo lanzó la primera estación base 5G , que opera en la banda de 4,8-4,99 GHz, de acuerdo con el permiso de uso de frecuencias emitido por la Comisión Estatal de Radiofrecuencias para crear un zona piloto de redes de comunicación 5G; Los teléfonos inteligentes Huawei Mate 20X 5G lograron alcanzar velocidades de más de 300 Mbps. [50] . En octubre, Tele2 lanzó un servicio de juegos 5G que permite a los jugadores jugar en computadoras de gama baja ejecutando juegos en un servidor remoto ; durante las pruebas de la tecnología, se lograron velocidades de transferencia de datos de más de 1 Gbit/s con un retraso de hasta 5 ms [51] .

El 28 de julio de 2020, MTS recibió una licencia para prestar servicios de comunicaciones móviles 5G en la banda de 24,25-24,65 GHz en 83 regiones del país [52] .

En noviembre de 2020, la Comisión Gubernamental para el Desarrollo Digital delineó un plan de acción para el desarrollo de redes de comunicaciones móviles de quinta generación (5G) en Rusia. La implementación de la parte principal relacionada con la introducción de nuevos equipos rusos y el despliegue de 5G en el país está prevista para 2021-2024. Anteriormente, el Instituto de Investigación de Radio y el Ministerio de Defensa de la Federación Rusa anunciaron su disposición a realizar pruebas para determinar la posibilidad de implementar redes 5G [53] .

Un mes después, el Servicio Federal Antimonopolio (FAS) de Rusia aprobó la creación de una empresa conjunta de operadores de telecomunicaciones para liberar frecuencias para 5G. Los operadores de telecomunicaciones que participan en la transacción deben desarrollar y acordar con la autoridad antimonopolio las condiciones para el uso de la infraestructura y el uso compartido de frecuencias de radio y las condiciones para la provisión de infraestructura para operadores móviles virtuales (MVNO). Al mismo tiempo, se instruye a los participantes para que mantengan un acceso no discriminatorio a las frecuencias de radio para todos los representantes del mercado de las comunicaciones radiotelefónicas móviles [54] .

El 18 de enero de 2022, se lanzó una zona de prueba de la red 5G NR sobre la base de la Universidad Estatal de Telecomunicaciones e Informática de Siberia (SibSUTI). La velocidad de transferencia de datos en el momento del lanzamiento alcanzó los 50 Mbps. La red consta de un subsistema de radio y un núcleo de paquetes desplegado en un servidor de laboratorio. El software de red en ejecución es un software gratuito y de código abierto que ha sido finalizado por el equipo de I+D. [55]

Hardware

A fines de 2018, Intel presentó el módem XMM 8160 con soporte para redes móviles de quinta generación, junto con módems 5G de Qualcomm X50, Huawei Balong 5000 y MediaTek Helio M70.

Samsung Exynos Modem 5100, presentado en agosto de 2018, es el primer módem 5G del mundo totalmente compatible con las especificaciones 3GPP Release 15 (Rel.15) para redes móviles 5G New Radio (5G-NR).

Impacto humano

El consenso científico es que la tecnología 5G es segura, y los argumentos en contra son teorías conspirativas y relacionadas con la novedad de la tecnología, lo que supuestamente es razón suficiente para no confiar en ella [56] [57] [58] [59] . La incomprensión de la tecnología 5G ha dado lugar a teorías de conspiración que afirman que tiene efectos adversos en la salud humana [60] .

El despliegue de redes móviles de quinta generación (5G) está causando preocupación pública debido a las posibles consecuencias negativas para la salud humana [61] .

En 2018, hubo rumores sobre el posible impacto negativo de las redes móviles 5G en la salud humana debido a una mayor exposición a campos electromagnéticos de radiofrecuencia que pueden dañar las membranas celulares. .

Para 2019, hay opiniones de que los campos electromagnéticos aumentan el riesgo de cáncer, crean estrés celular, aumentan la cantidad de radicales libres dañinos, causan daño a los genes, cambios estructurales y funcionales en el sistema reproductivo, tienen el efecto de reducir la capacidad de aprendizaje y la memoria. deterioro, causar trastornos neurológicos y tener un impacto negativo general en el bienestar humano. También hubo evidencia de efectos nocivos en otros animales y plantas. 240 científicos firmaron una carta abierta "Llamamiento internacional para científicos de campos electromagnéticos" dirigida a la ONU , la OMS y el PNUMA . En base a esto, algunas personas argumentan que el efecto de la radiación de los equipos 5G no se ha estudiado y que esta radiación puede ser peligrosa para la salud humana [62] .

En abril de 2019, se intentó en el cantón suizo de Ginebra introducir una moratoria sobre el uso del estándar 5G en las comunicaciones móviles [63] . Posteriormente se supo que los representantes del cantón no tenían autoridad para imponer tal moratoria [64] .

Algunas personas hablan de su llamada "hipersensibilidad electromagnética", pero en experimentos controlados, no sintieron la presencia de un campo electromagnético y radiación de radiofrecuencia en su cuerpo [65] .

A partir de 2014, no se han encontrado efectos adversos en la salud humana por la radiación de los teléfonos móviles. El único efecto observado de su radiación de radiofrecuencia es un ligero calentamiento de la piel y los tejidos adyacentes y el ligero aumento de la temperatura corporal a corto plazo causado por esto [65] .

A partir de 2021, tampoco hay evidencia de daño por radiación electromagnética de alta frecuencia y baja potencia, que se utiliza en equipos 5G. Además, la radiación con una frecuencia de 6 GHz y superior no puede penetrar profundamente en el cuerpo, el único efecto encontrado es un ligero calentamiento de la piel [61] [66] . Los investigadores probaron hipótesis sobre la genotoxicidad de la radiación, su efecto sobre la proliferación celular , la expresión génica , la transmisión de impulsos nerviosos , el efecto sobre la permeabilidad de las membranas celulares , entre otros. También se han realizado estudios epidemiológicos para identificar la relación de la radiación 5G con la salud pública. En todos los estudios con alta confiabilidad, no se encontró ningún efecto de la radiación 5G en el cuerpo y en la salud de la población [61] .

El único daño del uso de teléfonos móviles es que los conductores de automóviles, hablando por teléfono, dejan de monitorear la situación del tráfico, cometen accidentes de tráfico y se lesionan. El riesgo de un accidente automovilístico aumenta no solo cuando se habla por teléfono al oído, sino también cuando se habla por un altavoz. El riesgo de accidente no depende de las frecuencias de radio utilizadas por el teléfono [65] .

Teorías de la conspiración y la lucha contra las torres 5G

Algunos medios impresos informaron sobre siete torres 5G en el Reino Unido incendiadas en la primavera de 2020 en relación con una teoría de conspiración que vincula la nueva tecnología con la pandemia de COVID-19 . Facebook ha anunciado su intención de bloquear la difusión de dicha información [67] . El 11 de abril de 2020, también se detectaron casos aislados de incendios provocados de torres de telefonía 5G en los Países Bajos [68] . Existe una fuerte oposición a la construcción de nuevas estaciones base en muchos países y, además, el proceso de construcción, zonificación y obtención de permisos puede llevar mucho tiempo. Sin embargo, la implementación del estándar cuenta con el apoyo a nivel estatal, en particular, la administración del presidente de los EE. UU., Joe Biden, aprobó un proyecto de infraestructura de dos etapas por valor de $ 1,2 billones con fondos gubernamentales por un monto de $ 65 mil millones [69] para expandir la cobertura de banda ancha. a áreas remotas. Una de las direcciones importantes del proyecto es estimular el interés de los propietarios de casas y edificios en la celebración de acuerdos con proveedores de telefonía móvil para la instalación de antenas en sus techos. . Esto es posible gracias a las dimensiones más compactas de las antenas 5G. El programa establece que de esta manera, los propietarios de casas particulares y negocios podrán incrementar las ganancias de sus inmuebles.

Véase también

• Wi-Fi 6
• 6G
• Lista de redes 5G

Notas

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2. ↑ Osseiran, A.; Boccardi, F.; Marrón, V.; Kusume, K.; Marchch, P.; Maternia, M.; Queseth, O.; Schellmann, M.; Schotten, H. Escenarios para comunicaciones móviles e inalámbricas 5G  : la visión del proyecto METIS  // IEEE Communications Magazine :revista. - 2014. - 1 de mayo ( vol. 52 , núm. 5 ). - P. 26-35 . — ISSN 0163-6804 . -doi : 10.1109/ MCOM.2014.6815890 . Archivado desde el original el 3 de julio de 2018.
3. ↑ Requisitos mínimos relacionados con el rendimiento técnico de las radiointerfaces IMT-  2020 . UIT (2017). Consultado el 25 de mayo de 2020. Archivado desde el original el 3 de junio de 2020.
4. ↑ ETSI, 3GPP. ETSI TS 138 101-1 V15.9.0  (inglés) . — 2020. Archivado el 13 de octubre de 2021.
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6. ↑ 1 2 Slyusar V. I. Desarrollo de circuitos en la República Centroafricana: algunos resultados. Parte 2.// La primera milla. Última milla (Suplemento a la revista "Electrónica: Ciencia, Tecnología, Negocios"). — N2. - 2018. - C. 76 - 80. [2] Copia de archivo del 20 de junio de 2018 en la Wayback Machine
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9. ↑ Slyusar, V. I. Las antenas inteligentes entraron en serie. . Electrónica: ciencia, tecnología, negocios. - 2004. - N° 2. C. 62 - 65 (2004). Consultado el 12 de agosto de 2020. Archivado desde el original el 12 de mayo de 2021. (indefinido)
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Enlaces

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