5G გადამცემი იყენებს რადიოტალღებს მილიმეტრული დიამაზონიდან და მრავალი შესვლა-გამოსვლის ( Multiple Input – Multiple Output, MIMO)სისტმების მქონე ანტენებს.
ასეთი სისტემების უპირატესობა იმაში მდგომარეობს, რომ ანტენის გარშემო ენერგიის გამოსხივების მაგივრად MIMO სისტემა უზრუნველყოფს სიგნალის მრავლობით გადაცემა-მიღებას, ხოლო beamforming ტექნოლოგიის თანდართვით-მიმართულად მიიღოს და გადასცეს ენერგია სხვადასხვა მიმართულებებიდან. Beamforming-ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა ენერგიის კონცენტრაციისა ცალკე აღებულ დანადგარზე ან მცირე გეოგრაფიულ ზონებში. აქედან გამომდინარე, საგნების ინტერნეტის და ჭკვიანი დამადგარების ერთობლივი მუშაობა ხდება უფრო აქტუალური.
ანტენები რჩება 5G ქსელების ძირითად ელემენტად. ასევე აქტიურად მიმდინარეობს სამუშაოები ზე-მაღალი სიხშირეების დაუფლებისათვის. 2019 წლის დეკემბერში, მეხუთე თაობის სისტემების ახალი სტანდარტის შესაძლებლობების საშუალებებში აღინიშნა მიღწეული სამუშაო დიაპაზონი 100 გიგაჰერცი.
ამ სპექტრალურ დიაპაზონზე დიდ იმედებს ამყარებენ. მაგალითად GSA (GSM მომწოდებელთა ასოციაცია)-მ გასცა რეკომენდაციები, რომლებშიც თანდართულია GSMA( გლობალური GSM მომწოდებელთა ასიციაცია), მასზედ, რომ მიმდებარე სპექტრების რაოდენობა, რომელიც გამოყოფილია 5G კავშირისთვის უნდა შეადგენდეს 20 დან 100 მეგაჰერცამდე სპექტრის თითოეული ლიცენზიისთვის.
აქედან გამომდინარე, ოპერატორები უნდა მიენდონ Carrier Aggregation და Massive MIMO ტექნოლოგიებს, სიხშირული რესურსების ეფექტური გამოყენებისათვის. მრავალი ოპერატორი გონერ ნაბიჯს დგამს 5G -ს მიმართულებით 5G NSA (non-standalone)-სისტემების გამოყენებისას.
NSA წარმოადგენს არაავტონომიურ სტანდარტს, და თავისებური სახის გარდამავალ ინფრასტრუქტურას 5G აპარატურის 4 G პლატფირმაზე. იგივე მიდგომა გამოიყენებოდა როდესაც ოპერატორები 2G დან 3 G-ზე და შემდგომ 4G-ზე გადადიოდნენ.
ანალიტიკური კომპანიის ABI Research მონაცემებით, მობილური ქსელები უკვე აგენერირებს ასობით ექსკაბაიტ მონაცემებს წელიწადში, და მობილური ტრაფიკის (ნაკადის) მოცულობა წლიდან წლამდე იზრდება. არსებობს მოლოდინი, რომ სრულფასოვანი 5G ჩართვა კრიტიკულ მასას მიაღწევს 2025 წლისთვის და დაფიქსირდება 1,7 ზეტ.ტერაბაიტის მონაცემთა ტრაფიკი წელიწადში. ექსპერტთა პროგნოზების მიხედვით 2025 წლისთვის მონაცემთა 80% იქნება მობილური ქსელების საშუალებით გადაცემული ვიდეონაკადი. ამასთან, დანადგარების უმეტესობას, სმარტფონების ჩათვლით უკვე აექნებათ 4k რეზოლუციის მხარდაჭერა.
C-B დიაპაზონები
დღეს-დღეობით ჩვენ მივიღეთ საინტერესო სორათი, როდესაც თითქმის ყველა მობილურ დანადგარში წარმოდგენილია მაღალი რადიო-ტექნოლოგიების სპექტრი: LTE, Wi-Fi, GPS, Bluetooth, NFC, GSM და მრავალი სხვა. ისინი ავსებენ ერთმანეთ, შეუძლიათ ამოხსნან განსხვავებული ამოცანები, გარდა ამისა ერთი და იგივე ტექნოლოგიას შეუძლია იმუშავოს სხვადასხვა სიხშირულ დიაპაზონში.
მაგალითად, დაბალ სიხშირეებზე, სიგნალს შეუძლია შენობებში შეღწევა და შეუძლია მოიცვას დიდძალი ტერიტორია, უფრო მაღალ სიხშირეებზე დაშვებულია უფრო მძლავრი სიგნალი, მაგრამ შემოსაზღვრულია კავშირის სიგრძე.
სიხშირული სპექტრის უმეტესი ნაწილი დღეს-დღეისობით მუშაობს 3 გიგაჰერც სიხშირეებზე. სამუშაო სიხშირეების 10 გიგაჰერცამსე გაზრდისას, მიმღებ-გადამცემი აპარატურა განლაგდება და განთავსდება პირდაპირი ხედვის ზონაში.
მოსალოდნელია, რომ სამხრეთ კორეელი და და ოაპონური ოპერატორები აგრესიულად გამოიყენებენ 3.5 გიგაჰერციან დიაპაზონს, თავიანთი ნაციონალური რადიო-დაფარვისათვის. ამისთვის საჭირო იქნება 4-გერ მეტი საბაზოსო ფიჭური სადგური, თუმცა კომპანია Huawei, UL/DL-გადაწყვეტილებას შეუძლია მსგავსი შეზღუდვის შერბილება. ასევე მიზნების მისაღწევად შესაძლებელია მიკრო და პიკო ფიჭების გამოყენება.
რაც შეეხება მილიმეტრული ტალების დიაპაზონს, აქ ძირიად თამაშის წესებს განსაზღვრავენ ჩრდილოამერიკულ ბაზარზე მყოფი კომპანიები, როგორებივაა AT&T და Verizon. მნიშვნელოვანი ღირებულება ექნება ფიქსირებულ უსადენო კავშირს, და შესაძლებლომა საცხოვრებელი რაიონების და მცირე საწორმოების მიმოცვა დაბებსა და სოფლებში, და ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის მქონე გამტარიანუნარიანობის ეკვივალენტის მიღწევა,
ასევე აღსანიშნავია 1გიგაჰერცამდე სიხშირეების სპექტრის მნიშვნელობა, რომელსაც სეუძლია შექმანს საკმაოდ განიერი დაფარვის ზონა. მომდევნო წლებში ასევე ვიხილავთ 3G და 4G სპექტრის განახლებასაც, მაგრამ ეგ თოთოეულ ქვეყანაში მოხდება იმისდამიხედვით თუ როგორია 3G და 4G მომხმარებელთა ბაზა. მაგალითად T-Mobile USA აცხადებსმ რომ საკუთარ 600 მეგაჰერციან სპექტრს განიხილავენ, როგორც დამატება 5G სათვის, იმისთვის, რომ გაზარდონ ზოგიერთი IoT დანადგარის მობილურიბა.
რაც შეეხება ათეულობით გიგაჰერვიან დიაპაზონს, ა.შ.შ. ძირითადად მუშაობს 24, 28, 37, 39 და 48 გიგაჰერცის დიაპაზონებზე.
დიაპაზონი ~28 გიგაჰერცი
მრავალი ქვეყნის, რომლეიც აქტიურად მონაწილეობს 5G სისტემების დანერგვაში მიპყრობილი აქვს ყურადღება 25-29 გიგაჰერციან დიაპაზონზე.
დროთა განმავლობაში ამ დიაპაზონში იმუშავებს სმარტფონების და სხვადასხვა მომხმარებლური დანადგარის უმეტესობა. გამოყენების სცენარი იგივეა, რაც Samsungi-ის და Iphone-სნ შემთხვევაში, ანტენის მესერი 4 აქტიური კომპონენტისგან. ექსპერტების ყურადღება მიპყრობილია მოცემული დიაპაზონის ეფექტური გამოყენებისადა ადამიანზე ზეგავლენის შესწავლაზე.
ასეთი დასკვნის გაკეთების საშუალებას გვაძლევს ANSYS HFSS ფლაგმანური პროგრამული უზრუნველყოფის დეველოპერების პრეზენტაციიები, რომელთა ბოლო ერთ-ერთ რელიზში დამატებული იყო 5G კომპონენტების ბიბლიოთეკები, და სადემონსტრაციო სატესტო ამოცანაში განიხილებოდა 2,8 გიგაჰერცზე მომუშავე ანტენის მესერი.
მესერის გამოსახულება და დიაგრამმა გამოსახულიაშემდეგ სურათებზე.
კერძოდ გაიხილება ადამიანზე ზემოქმედების საკითხებიც:
ანტენის მოდულები, რომლებიც მუშაობს 26-28 გიგაჰერციან დიაპაზონებში განიხილება შემდეგი თაობის უსადენო სისტემებში როგორც ძირითადი ელემენტი
ანტენური ნაწილის განვითარება
რაც შეეხება ფიჭური კვანძების არქიტექტურად და განვითარების დინამიკას, ორიგინალური აპარატურის მწარმოებლები (Ericsson, Huawei, Nokia და ZTE) ისეთ „ანტენების მწარმოებელ „ კომპანიებთან თანამშრობლობით, როგორიცაა Katherin, შექმნეს ინოვაციური გადაწყვეტილებები რადიოწვდომის სხვადასხვა სისტემების მოდერნიზაციისა და განვითარების. არსებობს ურთიერთთავსებადი გადაწყვეტილებები „ანტენურ“ ნაწილში:
- ისეთი სააბონენტო ფიჭების ფორმირება, რომელშიც ანტენის სხივი შეიძლება გამოყენებული იყოს როგორც თანაბარი დაბარვისათვის ასევე წვრილად მიმართული მიმღები აპარატურისკენ მონაცემთა გადაცემისათვის.
- ვექტორული სექტორიზაცია, რომელიც მდგომარეობს სტანდარტული 3-სექტორიანიდან 6-სექტორულ კონფიგურაციის მქონე საბაზო სადგურებზე გადასვლაში. ბი-სექტორული საბაზო სადგურების გამოყენება ადღეც შესაძლებელი იყო 2G-4G დანადგარებისათივს, მაგრამ კონკრეტულად 5G-ზე გადასვლა და მაღალ-ჰერციანი დიაპაზონის გამოყენებამ სექტორიზაცია აქტუალური გახადა.
- MIMO-ტექნოლოგიის მქონე ტიპის ანტენებზე გადასვლა: მრავალი LTE არსებული ანტენები შეიცავენ 2×2 MIMO ფორმატს, რომელიც ჩვეულებრივი სტანდარტია LTE ქსელებისთვის, მაგრამ ეხლა განიხილება 4×4 ფორმატზე გადასვლა.ასევე ტარდება კვლევები 8×2 და 8×8 MIMO ტექნოლოგიის.
რაც შეეხება Massive MIMO-ს გადაწყვეტილოებას, ახლო მომავალში მართლაც “მასსიური“ გახდება. დღესდღეისობით უკვე გაჩნდა მოთხოვნა MIMO 16×16, …., 64×64 სქემებზე, ხოლო გრძელვადიან პერსპექტივაში, უფრო მაღალი კომპბინაციაც მოთხოვნადი გახდება. ერთად-ერთი სპარტფონებისთვის პრინციპიალურ შეზღუდვად რჩება „ფორმ-ფაქტორი“ ანუ ზომები.
მცირე პორტების რაოდენობის მქონე ანტენები უკვე არ აინტერესებს არავის. ასე, რომ ჩვენ ველოდებით ანტენების რიცხვის გაზრდა 12-16 ანტენამდე, რომლებიც დღეს უკვე პროექტშია . გარდა ამისა 5G ზე გადასვლის პროცესში ჩნდება ე,წ.“ ნიშა“ ახალი ტიპის რეტრანსლატორებისთვის, რომლებსაც შესაძლებლობა ექნებათ უზრუნველყონ დაფარვის ზონები ცათამბჯენებსა და საცხოვრებელ სახლებში. ამასთან დაკავშირებით ასევე იქნება აუცილებელი კავშირგაბმულობის კვანძების მოდერნიზაციაც.
ერთ-ერთ ყველაზე საინტერესო მომენტს წარმოადგენს ანტენების პასიური და აქტიური კომპონენტების ევოლუცია. აქტიურ ანტენას, როგორც წესი, გააჩნია ელექტრონული კომპონენტები, ხოლო პასიური ანტენა შედგება მხოლოდ მეტალის გამტარებისგან, აქტიურ ანტენების კატეგორიაში შედის ინტელექტუალური ანტენები და სისტემები სხივის ავტომატური ფორმატირებისთვის(Beamforming).
დროის განმავლობაში აქტიური ანტენები უსადენო ქსელებში უფრო მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს. ეს ცვლილება განპირობებულია MIMO და Massive MIMO კონფიგურაციის ცვლილებებით.
სურათზე ქვევით გამოსახულია რამოდენიმე ვარიანტი Massive MIMO ჩვეულ ფორმ-ფაქტორში.
ზოგადად მსოფლიოში სიტუაცია 5G გარშემო ასეთია. ქსელების რაოდენობა ჯერ დიდი არ არი. ძირითადი სატესტო რეჟიმები და გამოცდები გაიარა მსხვილი სპორტული ღონისძიებების დროს.
ერთის მხვრივ უფასოდ რიგდება 5G ქსელის შექმნისთვის 24,25–24,65 გიგაჰერც დიაპაზონები.
მეორეს მხვრივ კავშირგაბმულობის კომისიები უარს აცხადებენ მიანიჭონ ოპერატორებს 3,4-3,8 გიგაჰერციანი დიაპაზონები კვლევების ჩასატარებლად.
თუმცა, უნდა ავღნიშნოთ, ის ფაქტიც რომ წამყვანი მწარმოებლები ყოველთვის ითვალისწინებდნენ პოტენციალური მომხმარებლის მოთხოვნებს და დანერგვაშიც ეხმარებოდნენ,როგორც ეს მოთხე თაობის ქსელების დანერგვამ აჩვენა. რამდენი ხანი გაგრძელდება ტექნოლოგიის და ადმინისტრაციული აპარატის ომი-დრო გვიჩვენებს.