რა არის 5G?

11/01/2022

მომხმარებელი

ალბათ ყველას ერთხელ მაინც გაგვიგია ან ამოგვიკითხავს აბრევიატურა 5G. დაახლოებით ვიცით კიდეც, რომ უფრო სწრაფ ინტერნეტს ნიშნავს. თუმცა საინტერესოა რატომ 5 და არა 25? რას ნიშნავს G? როგორ მივედით 5G-მდე და ასე კიდევ მრავალი ზოგადი კითხვა შეიძლება დაისვას.

ამ ბლოგში მოგიყვებით რა არის 5G ინტერნეტი, როგორ მუშაობს, როდის უნდა ველოდოთ 5G-ის მასობრივიზაციას, რა ბენეფიტებს მოგვიტანს და საერთოდ როგორ მივიდა ტექნოლოგიები 5G-მდე?

ისტორიულად, ანუ სულ თავიდან რომ დავიწყოთ ქრისტესშობამდე მე-4 საუკუნეში ჩინეთის დიდ კედელზე უნდა დავბრუნდეთ. არ ვხუმრობთ, ალბათ გახსოვთ რა პრინციპით მუშაობდა: კედელზე განლაგებული იყო ცეცხლის პუნქტები - ანუ თუ მტერი მიუახლოვდებოდა რომელიმე საგუშაგოს, გუშაგი მაშინვე ცეცხლს ანთებდა ამას ხედავდა გვერდთა საგუშაგო და ასე უკონტაქტოდ ვრცელდებოდა ინფორმაცია მტრის მოახლოების შესახებ 5666 კილომეტრზე. ალბათ თუ ამ მეთოდს პირველ უკაბელო კონტაქტს ვუწოდებთ არავინ მოგვედავება :)

ჩინეთის დიდი კედლის აშენების შემდეგ გავიდა 2000 წელი და მე-17 საუკუნეში წელს რუსმა მეცნიერმა პავლე შილინგმა შემქნა ტელეგრაფი - პირველი მოწყობილობა, რომელიც კოდირებული ინფორმაციის გადასაცემად გამოიყენა ადამიანმა. 1876 წელს შეიქმნა პირველი ტელეფონიც, რომელიც არა მხოლოდ კოდირებულ ინფორმაციას გადასცემდა დიდ მანძილზე არამედ ხმასაც.

კაბელიანი მოწყობილობებიდან უკაბელო კავშირზე გადასვლა ერთ-ერთი ყველაზე მასშტაბური ნაბიჯი იყო ტექნოლოგიებში, სახელად Mobile Radio Telephone. თუმცა, მას შემდეგ რაც ინტერნეტ კავშირი განვითარდა Mobile Radio Telephone უკვე Pre cellular იგივე 0G ეწოდა. სწორედ აქედან იწყება G-ების ათვლა და მატება. G არის „Generation“-ის (თაობა) აბრევიატურა. 1940 წელს 0G-ის პიონერები იყვნენ კომპანიები Motorola და Bell Systems-ი. საინტერესოა რა არის ტექნოლოგია, რომელზეც 0გ არის შექმნილი. ყველაფერი დაიწყო PTT (Push To Talk Mobile) ტექნოლოგიით. რაც ნიშნავს რომ იმისთვის, რომ ისაუბრო საჭიროა ღილაკზე დაჭერა. PTT-ს მომდევნო ვერსიები იყო Mobile Telephone Service (MTS), Improved Mobile Telephone Service (IMTS) Advanced Mobile Telephone System (AMTS). რომლებიც უფრო და უფრო უკეთეს ხმის გადაცემის ხარისხს გვთავაზობდა. ამ დროს ტელეფონები იმდენად დიდი იყო რომ ადამიანებს თან ტარება არ შეეძლოთ. ან ქეისით დაჰქონდათ ან კიდევ მანქანაში ჰქონდათ ჩამონტაჟებული.

მიუხედავად იმისა, რომ 0G დიდი წინგადადგმული ნაბიჯი და წინსვლა იყო ტექნოლოგიებში. იგი ვერ გახდა მასობრივი პროდუქტი - ყველას ჯერ კიდევ არ შეეძლო მისი გამოყენება, ექსკლუზიურ პროდუქტად რჩებოდა. გამომგონებლები ხვდებოდნენ, რომ აუცილებელი იყო ცვლილებები.

1979 წელს დადგა ამ ცვილების დროც: 1G ანუ პირველი თაობის მობილური ტელეფონები მასობრივად გახდა ხელმისაწვდომი:

1979 წელს კომპანიებმა Nippon Telegraph და Telephone NTT-მა ტოკიოში დაიწყეს პერსონალური მობილური ტელეფონის კომერციული წარმოება. დაახლოებით 5 წელში იაპონია გახდა პირველი ქვეყანა რომლის ტერიტორიაც სრულად დაიფარა უკაბელო კავშირით. 1981 წელ კომპანია NMT System-მა უკაბელო კავშირი მასობრივად ხელმისაწვდომი გახადა ფინეთში, ნორვეგიასა და შვედეთში, ასევე მომხმარებელს პირველად შესთავაზა როუმინგიც. 1983 წელს Motorola-მ უკვე ამერიკელ მოსახლეობას, კერძოდ კი ქალაქ ჩიკაგოს მოქალაქეებს შესთავაზა მობილური კავშირი. ამის შემდეგ მობილური კავშირი ნელ-ნელა უკვე მთელს მსოფლიოში გავრცელდა.

აქვე ორი სიტყვით შევეხოთ თუ როგორ მუშაობს 1G. დღეს უკაბელო სიგნალი ციფრული - Digital ტექნოლოგიით გადაიცემა, თუმცა 80-იან წლებში 1G-ის შემთხვევაში Analog Technology გამოიყენებოდა. მაქსიმალური გადაცემის სიჩქარე 2,4 კბ/წმ, ხოლო სიხშირე 150 მეგაჰერცი იყო. იძლეოდა მხოლოდ ხმის გადაცემის საშუალებას, ისიც ძალიან დაბალი ხარისხით. ამიტომ, 80-იან წლებში ქუჩაში ხშირად დაინახავდით ადამიანებს, რომლებსაც ყურთან მიდებული ჰქონდა უზარმაზარი მოწყობილობები და ყვიროდნენ.

მას შემდეგ რაც ადამიანებმა უკაბელო კავშირს გემო გაუგეს, უფრო და უფრო მეტი კომფორტი მოუნდათ. წლების განმავლობაში ტექნოლოგიებიც განვითარდა და 90-იანი წლების დასაწყისში 1G-ის ჩანაცვლება უკვე მეორე თაობის კავშირმა - 2G-მ დაიწყო. ლეგენდარული ფანრიანი ნოკია ხომ გახსოვთ? სწორედ ეს იყო 2G კავშირის მქონე მობილური ტელეფონი.

შეილება ითქვას, რომ 2G-მ საფუძველი ჩაუყარა დღევანდელ ტექნოლოგიურ მიღწევებს. მეორე თაობას დამატებული ჰქონდა არაერთი ახალი სტანდარტი: დაწყებული GSM-თ (Global Systems for Mobile Communication). GSM პირველად ხელმისაწვდომი გახდა ფინეთში, 1991 წელს. მთავარი ტექნოლოგიური განსხვავება წინა თაობის მობილურ კავშირთან შედარებით იყო ის რომ, 2G იყენებდა სიგნალის გადაცემის Digital Modulation ტექნოლოგიას, 900 მეგაჰერციანი სიხშირით და 14,4 კბ/წმ სიჩქარით. 2G ტექნოლოგიით შესაძლებელი გახდა არა მხოლოდ ხმის არამედ ტექსტის გადაცემაც - სწორედ აქ გაჩნდა პირველი sms-ები (Short Message Service). ასევე გაუმჯობესდა ხმის გადაცემის ხარისხიც - 90-იანებში ხალხი უკვე ნაკლებად ყვიროდა მობილური ტელეფონით საუბრისას. 2G-ის მეორე სტანდარტი გახლდათ GPRS (General Packet Radio Service), რომელიც დაფუძნებული იყო Packet-switched ტექნოლოგიაზე და 53,6 (Downlink) – 26.8 (Uplink) სიჩქარით საშუალებას იძლეოდა არა მხოლოდ sms-ის, არამედ mms (Multimedia Message Service)-ის გაგზავნას. ასევე, მხარდაჭერილი იყო IP (Intermet Protocol), რომელიც უკვე უკაბელო ინტერნეტთან კავშირსაც უზრუნველყოფდა. ქვემოთ მოცემულ სქემაზე ხედავთ, როგო უკავშირდებოდა მობილური ტელეფონი უკაბელო ინტერნეტს GPRS ტექნოლოგიის მეშვეობით.

სულ რამდენიმე წელიწადში - 1998 წელს მესამე თაობის ინტერნეტი - 3G შეიქმნა. 2001 წელს სამხრეთ კoრეში კი უკვე კომერციულად დაიწყო მომხმარებლისთვის ამ ტექნოლოგიის შეთავაზება. 3G იყენებდა CDMA ტექნოლოგიას, რომელმაც მომხმარებელს ბევრად უფრო სწრაფი ინტერნეტი შესთავაზა - 2100/1900/850 მეგაჰერცი სიხშირეებით. კავშირის სიხშირე დამოკიდებული იყო იმაზე მოძრაობდა თუ არა მოწყობილობა. მაგალითად, თუ მომხმარებელი ავტომობილით ან მატარებლით მგზავრობისას იყენებდა მოწყობილობას მაშინ სიჩქარე 384 კბ/წმ იყო. თუ ადამიანი ერთ ადგილას იყო გაჩერებული მაშინ სიჩქარე წამში 2 მეგაბაიტს აღწევდა. მესამე თაობის ინტერნეტ კავშირით უკვე შესაძლებელი გახდა ვიდეოზარები, მობილური ინტერნეტის გამოყენება და სტრიმინგი. რამდენიმე წლის შემდეგ 3G-ს დაემატა HSPA (High Speed Packet Access) და HSPA+ სტანდარტები. HSPA-მ ინტერნეტის თეორიული სიჩქარე 5,76 მგბ/წმ (Uplink) - 14,4 მგბ/წმ-მდე(Downlink) გაზარდა. HSPA+ სტანდარტი მოიცავდა MIMO (Multiple Input Multiple Output) ტექნოლოგიას, რომელიც იყენებდა ინტერნეტის მრავალ ანტენიან წვდომის წერტილებს, რამაც კიდევ უფრო გაზარდა ინტერნეტის სიჩქარე. 3G ინტერნეტი წინამორბედებთან შედარებით იყო ბევრად სწრაფი, ხარისხიანი და უსაფრთხო.

3G-ის შემდეგ 4G ის გამოგონება, იგივე LTE, ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ტექნოლოგიური სიახლე იყო, რომელიც პირველად 2004 წელს გაჟღერდა. 2009 წელს ნორვეგიაში 4G კომერციულად ჩაეშვა მოხმარებაში. რაც შეეხება LTE-ის, ეს არის Fully Packet Switching ტექნოლოგია, რომელიც დაფუძნებულია IP (Internet Protocol)-ზე. იყენებს OFDMA – MIMO ტექნოლოგიებს. უზრუნველყოფს 100 მგბ/წმ (Downlink) - 50 მგბ/წმ (Uplink) მაქსიმალურ სისწრაფეს. LTEA (LTE Advanced) სტანდარტი უზრუნველყოფს 1 გგბ/წმ (Downlink) - 500 მგბ/წმ (Uplink) მაქსიმალურ სისწრაფეს. 4გ ინტერნეტს აქვს სიხშირეებს საკმაოდ ფართო არეალი და მოიცავს: 700/800/900/1700/1800/1900/2100/2600 მგჰრც-ს. რაც, მომხმარებლისთვის ნიშნავს მარალი ხარისხის VoIP ტელეფონიას, 3D ტელევიზიას, ვიდეო კონფერენციებს, სწრაფ Mobile Web სერვისებს, HD Mobile ტელევიზიას, ონლაინ გეიმინგსა და Cloud სერვისებს.

თითქოს ეს უკვე ყველაფერია რაც ინტერნეტმა უნდა მოგვცეს, მეტი რაღა შეიძლება ხომ? როგორც ჩანს ადამიანის ტექნოლოგიურ განვითარებასა და სრულყოფილებისკენ სწრაფვას საზღვარი არ აქვს...

და აი, 2020 წელს შეიმქნა 5G.

5G იგივე მე-5 თაობის ინტერნეტი შექმნის ახალი ტიპის ქსელს, რომელიც ერთმანეთთან დააკავშირებს პრაქტიკულად ყველას და ყველაფრის: ადამიანებს, მანქანებს, სახლებს, ობიექტებს, მოწყობილობებს. 5G ეფუძნება OFDM-ს (Orthogonal frequency-division multiplexing), NR air interface, sub-6 GHz და mmWave ტექნოლოგიებს და მიზნად ისახავს უზრუნველყოს მონაცემთა უფრო მაღალი მულტი-გბ/წმ სიჩქარე, ულტრა დაბალი შეყოვნება და მეტი საიმედოობა. წარმოიდგინეთ თუ 3G ინტერნეტით ფილმის ჩამოტვირთვას 26 საათი სჭირდება, ხოლო 4გ-ით - 6 წუთი, 5G-ით სულ რაღაც 3,6 წამი იქნება საჭირო.

თუმცა, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, 5G არ ნიშნავს მხოლოდ უფრო სწრაფ ინტერნეტს. ეს კავშირი გამოყენებული იქნება სმარტ სახლებში, ავტოპილოტით აღჭურვილ ავტომობილებში, ქირურგიულ ოპერაციებში, რომელსაც ადამიანები დისტანციურად ჩაატარებენ, რობოტების გამოყენებით. ამისთვის კი საჭირო იქნება სიგნალის გადაცემის სისწრაფე. თუ 4გ-ს უკუკავშირის დრო (Response time) არის 0,045 მლ/წმ, 5G-ის შემთხვევაში ეს რიცხვი 0,001 მლ/წმ-ს შეადგენს, 400-ჯერ სწრაფი ვიდრე თვალის დახამხამება.

სპეციალისტები ვარაუდობენ რომ 2025 წლისთვის მაღალ განვითარებულ ქვეყნებში ფარმაცევტული წარმოების, სოფლის მეურნეობის სფეროს, ახალი თაობის მშენებლობებისა და ავტოინდუსტრიის ნაწილში სწორედ 5G იქნება წამყვანი ტექნოლოგია. ალბათ იმაზე ლაპარაკიც კი ზედმეტია რომ 5G სრულიად ახალ დონეზე აიყვანს cloud სერვისებს, ონლაინ გეიმინგს და ა.შ.

ნავარაუდებია, რომ უახლოეს 3-5 წელიწადში 5G ინტერნეტის მასიური გამოყენება არ მოხდება, მხოლოდ 15%-მდე ჩაანაცვლებს 4G-ის მთელს მსოფლიოში. ამის მიზეზი კი ისაა, რომ 5G ქსელის მისაღებად სრულიად ახალი ინფრასტრუქტურის მოწყობაა საჭირო, რომელიც საკმაოდ ძვირი ჯდება და ქვეყნები მარტივად ვერ უზრუნველყოფენ. 5G-სთვის მზადება დაწყებულია ჩინეთში. ჩინეთის მთვარობა თანამშრომლობს რამდენიმე დიდ კომპანიასთან (Huawei, ZTA), რომლებმაც ჩინეთში 5გ-ის ქსელის შექმნა უნდა უზრუნველყონ, რაც საბოლოო ჯამში ჩინეთის ტექნოლოგიური განვითარების მთავარი მამოძრავებელი გახდება. პროგრესს არ ჩამორჩება არც აშშ. ექსპერტები ვარაუდობენ, რომ 2025 წლისთვის აშშ-ს ტერიტორიის დაახლებით ნახევარი 5G ქსელით იქნება დაფარული.

წყაროები:

https://www.qualcomm.com/5g/what-is-5g