5G - Fifth generation of mobile technologies

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Overview
Die Nachfrage der Verbraucher prägt die Entwicklung mobiler Breitbanddienste. Die erwartete Zunahme des Verkehrsaufkommens, die im Zeitraum 2020 bis 2030 auf das 10- bis 100-fache geschätzt wird, und die Zunahme der Anzahl von Geräten und Diensten sowie die Nachfrage nach verbesserter Erschwinglichkeit und Benutzererfahrung erfordern innovative Lösungen. Die Zahl der vernetzten Geräte im Internet soll ab 2025 jederzeit 50 Milliarden erreichen.
Die fünfte Generation mobiler Technologien - 5G - soll Menschen, Dinge, Daten, Anwendungen, Verkehrssysteme und Städte in intelligentvernetzten Kommunikationsumgebungen verbinden. Es sollte eine riesige Datenmenge viel schneller transportieren, eine extrem große Anzahl von Geräten zuverlässig verbinden und sehr große Datenmengen mit minimaler Verzögerung verarbeiten.
5G-Technologien sollen Anwendungen wie Smart Homes und Gebäude, Smart Cities, 3D-Video, Arbeit und Spiel in der Cloud, medizinische Remote-Services, virtuelle und erweiterte Realität sowie massive Machine-to-Machine-Kommunikation für die Industrie unterstützen. Automatisierung. 3G- und 4G-Netze stehen derzeit vor Herausforderungen bei der Unterstützung dieser Dienste.
Obwohl die geschäftlichen Fälle und der Nutzungsumfang Herausforderungen darstellen, erfordern diese neuen Funktionalitäten und neuen Dienste eine neue Art der Bereitstellung fortschrittlicher mobiler Dienste sowie neue Ansätze, um 5G-Technologien in industriellen Umgebungen durch Machine-to-Machine-Kommunikation, Internet of Things (IoT) oder mit vernetzten Fahrzeugen zusammenarbeiten zu lassen.
IMT-2020, der Name, der in ITU für die 5G-Standards verwendet wird, wird voraussichtlich ab 2020 weiter entwickelt werden, wobei bereits 5G-Versuche und vorkommerzielle Aktivitäten zur Unterstützung bei der Bewertung der Kandidatentechnologien und Frequenzbänder, die für diesem Zweck. Die ersten kommerziellen Bereitstellungen für 5G werden voraussichtlich irgendwann nach der Fertigstellung der IMT-2020-Spezifikationen erwartet.
ITU spielt eine führende Rolle bei der Verwaltung des Funkspektrums und der Entwicklung global anwendbarer Standards für IMT-2020. ITU arbeitet daran, stabile internationale Vorschriften, ausreichende Frequenzen und geeignete Standards für IMT-2020 und das Kernnetzwerk bereitzustellen, um erfolgreiche 5G-Einsätze auf regionaler und internationaler Ebene zu ermöglichen. Auf der ITU World Radiocommunication Conference 2019 (WRC-19 ) haben sich globale Interessengruppen darauf geeinigt, zusätzliche Frequenzen für IMT-2020 zu identifizieren.
5G beabsichtigt, die Erreichung aller 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sustainable Development Goals, SDGs) von erschwinglicher und sauberer Energie bis hin zu Null Hunger zu beschleunigen.
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Herausforderungen und Lösungen: Aufbau von 5G-Netzen für die Zukunft

Bei der Bereitstellung sollten 5G-Netzwerke mehr Geschwindigkeit und Kapazität bereitstellen, um eine massive Kommunikation zwischen Maschinen und Maschinen zu unterstützen und einen hochzuverlässigen Service mit geringer Latenz (Verzögerung) für zeitkritische Anwendungen bereitzustellen. Basierend auf bisherigen Versuchen zeigen 5G-Netzwerke in verschiedenen Szenarien wie dichten Städtischen Gebieten und Indoor-Hotspots hohe Leistung.
Mit diesen ehrgeizigen Zielen stehen 5G-Netzwerke vor großen Herausforderungen. Die von 5G versprochene erhöhte Kapazität und Datenraten erfordern mehr Spektrum und wesentlich spektakulärere Technologien, die über das hinausgehen, was derzeit in 3G- und 4G-Systemen verwendet wird.
Ein Teil dieses zusätzlichen Spektrums wird von Frequenzbändern über 24 GHz stammen, die erhebliche Herausforderungen darstellen. Die erste Herausforderung bezieht sich auf die intrinsischen Ausbreitungseigenschaften von Millimeterwellen. Diese Funkwellen verbreiten sich über viel kürzere Entfernungen als die von mittleren (zwischen 1-6 GHz) und niedrigen (unter 1 GHz) Frequenzbändern.
Daher wird die Abdeckung eines bestimmten Gebiets eine deutlich erhöhte Anzahl von Basisstationen erfordern, die die Komplexität der Infrastruktur erhöhen wird, einschließlich der Notwendigkeit, Funkgeräte auf Straßeneinrichtungen wie Ampeln, Laternenmasten, Versorgungseinrichtungen einzusetzen. Masten und Netzteilen.
Eine weitere Herausforderung betrifft die 5G-Verbindungsverbindungen zwischen Basisstationen und dem Kernnetz (Backhaul), die sowohl auf Glasfaser- als auch auf Drahtlose Technologien basieren. Erhebliche Arbeiten sind erforderlich, um Glasfaserdienste zu implementieren und die Verfügbarkeit drahtloser Backhaul-Lösungen mit ausreichender Kapazität, wie Mikrowellen- und Satellitenverbindungen, und möglicherweise mit HAPS-Systemen (High-Altitude Platform Stations), in denen sie eingesetzt werden, sicherzustellen.
Darüber hinaus ist das Spektrum eine knappe und sehr wertvolle Ressource, und es gibt einen intensiven – und intensivierenden – Wettbewerb um Frequenzen auf nationaler, regionaler und internationaler Ebene. Da das Funkspektrum in Frequenzbänder unterteilt ist, die verschiedenen Funkdiensten zugeordnet sind, darf jedes Frequenzband nur von Diensten genutzt werden, die miteinander koexistieren können, ohne dass dies zu schädlichen Störungen benachbarter Dienste führt.
ITU-R-Studien untersuchen die gemeinsame Nutzung und Kompatibilität mobiler Dienste mit einer Reihe anderer bestehender Funkkommunikationsdienste, insbesondere für Satellitenkommunikation, Wettervorhersage, Überwachung der Erdressourcen und Klimawandel sowie Radioastronomie.
Nationale und internationale Vorschriften müssen weltweit angenommen und angewendet werden, um Interferenzen zwischen 5G und diesen Diensten zu vermeiden und ein lebensfähiges mobiles Ökosystem für die Zukunft zu schaffen – und gleichzeitig die Preise durch die Größenvorteile und Dieseimitäten des Weltmarktes zu senken. Interoperabilität und Roaming zu ermöglichen.
Deshalb war es wichtig, dass das zusätzliche Spektrum von 5G auf globaler und regionaler Ebene identifiziert und harmonisiert wird. Aus ähnlichen Gründen müssen die in 5G-Geräten verwendeten Funktechnologien durch weltweit harmonisierte Normen unterstützt werden.

Beitrag der ITU


ITU spielt eine führende Rolle bei der Verwaltung des Funkspektrums und der Entwicklung global anwendbarer Standards für IMT-2020. Seine Aktivitäten unterstützen die Entwicklung und Umsetzung internationaler Vorschriften und Standards, um sicherzustellen, dass 5G-Netze sicher und interoperabel sind und ohne schädliche Störungen oder von benachbarten Diensten funktionieren.
Basierend auf seiner Erfahrung bei der Entwicklung von Standards für internationale Mobilfunkkommunikation (IMT) in 2G, 3G und 4G, ruft ITU die führenden Ingenieure und Experten für mobile und feste Backhaul-Technologien ein, um an 5G- und zukünftigen Generationen mobiler Breitbandverbindungen zu arbeiten. Dienstleistungen.
Im Rahmen des IMT-2020-Programms der ITU entwickelt die ITU-Mitgliedschaft die internationalen Standards, um leistungsfähige 5G-Netzwerke zu erreichen.
Die Delegierten der Weltfunkkonferenz 2019 (WRC-19) identifizierten zusätzliche Frequenzbänder für die internationale Mobilfunkkommunikation (IMT), die die Entwicklung von Mobilfunknetzen der fünften Generation (5G) erleichtern werden.
Während die Frequenzbänder 24,25-27,5 GHz, 37-43,5 GHz, 45,5-47 GHz, 47,2-48,2 und 66-71 GHz für den Einsatz von 5G-Netzen identifiziert wurden, ergriff WRC-19 auch Maßnahmen, um einen angemessenen Schutz der Erdexplorationssatellitendienste zu gewährleisten, meteorologische und andere passive Dienste in benachbarten Bändern.
Eine Reihe von Ländern haben 5G-Studien begonnen, und die Ergebnisse werden derzeit bewertet. In vielen Teilen der Welt wurden Strategien für den 5G-Einsatz entwickelt. Einige Regulierungsbehörden haben bereits Lizenzen für den Betrieb von 5G-Netzen in den Frequenzbändern versteigert, die in den Funkverordnungen (RR) dem Landmobildienst zugewiesen sind. Die ersten kommerziellen Bereitstellungen für 5G werden voraussichtlich irgendwann nach der Fertigstellung der IMT-2020-Spezifikationen erwartet.

Letzte Aktualisierung: Dezember 2019
https://www.itu.int/en/mediacentre/backgrounders/Pages/5G-fifth-generation-of-mobile-technologies.aspx