wersja mobilna
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Co niesie ze sobą technologia 5G?

Numer: Maj/2019

Od momentu wprowadzenia w ubiegłym roku pierwszej usługi szybkiego łącza 5G jest to główny temat rozmów w branży technologicznej. To tylko kwestia czasu, zanim technologia ta - obiecująca niewiarygodne prędkości, niemal całkowity brak opóźnień oraz możliwość przesyłania ogromnych ilości danych do znacznej liczby urządzeń - zdobędzie popularność zarówno w sektorze prywatnym, jak i w wielu gałęziach przemysłu. Specjaliści z branży zorientują się, że technologia 5G, która powstała jako odpowiedź na rosnącą popularność łączności cyfrowej i wykorzystania danych, rozwija się równocześnie z innym, gwałtownie rosnącym trendem technologicznym - Internetem Rzeczy. W tym artykule omówimy najważniejsze zagadnienia związane z technologią 5G, a także przedstawimy liczne możliwości, jakie oferuje ona inżynierom.

Pobierz PDF

Sieć 5G do przesyłania sygnałów wykorzystuje znacznie wyższą częstotliwość nośną niż ta, której obecnie używa się w sieci 4G. Technologia 4G używa częstotliwości z zakresu od 2 do 8 GHz i trudno porównywać ją z technologią 5G wykorzystującą sygnał z zakresu od 24 do 100 GHz, zwany również falą milimetrową.

Większa częstotliwość oznacza możliwość osiągniecia większej prędkości transmisji, ale jednocześnie jest zmniejszana długość fali, a co za tym idzie - zasięg sygnału. Kolejną wadą fal milimetrowych jest ich większa wrażliwość na takie przeszkody, jak mury, drzewa, a nawet deszcz. Oznacza to, że aby uzyskać rzeczywiście powszechny zasięg 5G, należy wdrożyć dużą liczbę mniejszych stacji bazowych zainstalowanych bliżej poziomu gruntu.

Do czasu uzyskania wystarczającego zasięgu sieć 5G będzie jednak pracować równolegle z istniejącą siecią 4G. Technologia 5G nie jest ograniczona wyłącznie do fal milimetrowych - może również korzystać z pełnego spektrum 4G przy użyciu sygnału o nazwie Sub-6, jednak odbywa się to kosztem unikalnych zalet technologii 5G. Wdrażanie większej liczby nadajników będzie realizowane stopniowo, ponieważ wiąże się z ogromnymi kosztami infrastruktury. W szczególnych przypadkach sieć 5G może nigdy nie objąć swoim zasięgiem obszarów wiejskich.

Zastosowania sieci 5G

Jak już wspomniano, sieć 5G zapewnia szybsze i bardziej niezawodne pobieranie danych oraz znaczne zmniejszenie opóźnień. Nie sposób przecenić, co oznacza to dla możliwych zastosowań tej technologii. 5G otwiera przed użytkownikami świat futurystycznych rozwiązań, które teraz wydają się już niezbyt odległe. Dzięki odpowiedniej prędkości przesyłania i zdolności przetwarzania dużych ilości danych znacznie bliższa wydaje się perspektywa konstruowania autonomicznych pojazdów, które będą połączone z siecią, "zanurzone" w rzeczywistości rozszerzonej i wirtualnej oraz zdolne bezproblemowo komunikować się z innymi pojazdami, pieszymi i infrastrukturą, a także staną się wreszcie bezpieczne. Dzięki zintegrowaniu zabezpieczeń z rdzeniem architektury sieci technologia 5G może także stanowić wyjątkowo niezawodną i bezpieczną infrastrukturę dla zastosowań Internetu Rzeczy, co przyniesie znaczne korzyści zakładom przemysłowym. W służbie zdrowia ogromne znaczenie może mieć przede wszystkim brak opóźnień umożliwiający, na przykład, wykonywanie zdalnych operacji chirurgicznych lub transmitowanie ich na żywo do odległych lokalizacji, co może oznaczać prawdziwą transformację branży. Należy jednak pamiętać, że technologia 5G jest nadal we wczesnym stadium rozwoju i minie jeszcze sporo czasu, zanim pojawią się pierwsze prawdziwe wdrożenia Internetu Rzeczy oparte na technologii 5G. Nadal nie wiadomo także, czy technologia 5G będzie obsługiwać systemy LoRa, SigFox i NB-IoT. Są one obecnie bardzo cenione jako konkurencyjne usługi i inżynierowie będą musieli to uwzględnić przy planowaniu przyszłych rozwiązań.

Prawdziwa komunikacja M2M

W branży wiele mówi się o komunikacji M2M, ale faktem jest, że prawdziwa komunikacja w tym trybie jak dotąd nie była możliwa. To zmieni się wraz z wprowadzeniem sieci 5G. Tam, gdzie wcześniej występowały ograniczenia w postaci połączeń między urządzeniami, a sieci działały jako pośrednik, niewielkie opóźnienia sieci 5G umożliwią bezpośrednią komunikację z pominięciem sieci.

Najważniejszym efektem tego udoskonalenia będzie podwyższona wydajność, wyeliminowanie konieczności interwencji człowieka i zmniejszenie kosztów interakcji. Ponadto nowa komunikacja M2M otwiera możliwość zwiększenia obecności sztucznej inteligencji w sieci. Ten aspekt wiąże się również ze wspomnianym już zastosowaniem 5G w samochodach autonomicznych. Lepsza komunikacja między maszynami zapewni łączność między samochodami, pozwalając jednocześnie na monitorowanie innych pojazdów, drogi i otoczenia. Wszystkie zgromadzone informacje będą następnie mogły zostać bezproblemowo udostępnione innym znajdującym się na drodze samochodom, dzięki czemu jazda stanie się o wiele bezpieczniejsza.

Co więcej, zebrane w ten sposób dane o ruchu drogowym będzie można zintegrować w formie kompleksowego, inteligentnego miasta na bazie rozwiązań dostępnych w sieci 5G, co zapewni wszystkim jego częściom łączność i możliwość interakcji. Inżynierowie zdali sobie sprawę z tego potencjału. Szacuje się, że do 2022 roku ponad 25% inteligentnych urządzeń komórkowych i aplikacji miejskich będzie działało w sieci 5G.

Przyszłość i rozwój dzięki 5G

Poza różnymi zastosowaniami, co do których już wiadomo, że będą korzystały z modelu 5G i które były przyczyną jego opracowania, wciąż otwarta pozostaje kwestia sposobu, w jaki inżynierowie wykorzystają możliwości modelu 5G, gdy zostanie on już w pełni wdrożony. Możliwości są niezwykłe i zróżnicowane. Na przykład, sieć 5G wprowadza nowe możliwości zarządzania konserwacją dużych maszyn, takich jak samoloty i sprzęt górniczy. Wbudowane czujniki mogą monitorować stan podzespołów maszyny i ostrzegać o konieczności ich wymiany lub naprawy. W aplikacjach, w których integracja podobnego mechanizmu nie była dotąd możliwa ze względu na ekstremalne potrzeby odnośnie do prędkości transmisji i wymagany brak opóźnień, można go teraz zaimplementować już na etapie projektowania.

Trudno jednak już teraz powiedzieć, w jaki dokładnie sposób inżynierowie wykorzystają technologię 5G. Rozwój tej nowej sieci wciąż jest w początkowej fazie, a do tego pozostało wiele do odkrycia i opanowania. Bez faktycznej sieci 5G, która pozwoli wyjść poza ograniczenia, możemy jedynie spekulować na temat formy, którą przyjmą innowacje, gdy inżynierowie zaczną je rozwijać - samodzielnie, a co ważniejsze, także jako społeczność, która będzie tworzyła projekty nowych rozwiązań. W miarę upływu czasu zaczniemy znacznie wyraźniej rozumieć, co można zrobić za pomocą technologii 5G i czy spełnia ona pokładane w niej ogromne oczekiwania.

Peteris Sprogis
Regional Sales Manager of Eastern Europe
Distrelec

W bieżącym numerze

Strumieniowy odtwarzacz audio na i.MX6ULL

W systemach mikroprocesorowych często zachodzi potrzeba porozumienia się z użytkownikiem nie tylko za pomocą obrazu i dotyku, ale również za pomocą dźwięku. Nie zawsze musi to być dźwięk o najwyższej jakości, szerokiej dynamice i pozbawiony zniekształceń. Do zwrócenia uwagi użytkownika na wyświetlany na ekranie komunikat, udźwiękowienia zapisanego w pamięci urządzenia filmiku instruktażowego, odtworzenia mowy lub muzyki z niewielkich, wbudowanych głośniczków, w zupełności wystarczy jakość porównywalna z radioodbiornikiem lub kasetą magnetofonową. Do takich zastosowań można wykorzystać tani układ wzmacniacza audio i wbudowany w procesory i.MX6 przetwornik MQS.

Kup bieżący numerePrenumerata

Domofon GSM

Domofony są wygodne i zwiększają bezpieczeństwo, ograniczając dostęp osobom postronnym do chronionego obszaru. W starych instalacjach zdarzają się uszkodzenia okablowania. Problemem może być wymiana kabla, zwłaszcza w domku jednorodzinnym, pomiędzy budynkiem a furtką, gdy posesja jest wyłożona kostką brukową lub zalana betonem. Domofony bezprzewodowe pracujące w paśmie ISM, tj. na częstotliwości 315, 433, 866 MHz lub 2,4 GHz, nie zawsze sprawują się dobrze ze względu na ograniczony zasięg i podatność na zakłócenia. Rozwiązaniem może być domofon wykorzystujący sieć GSM. Aktualnie nie ma problemu, aby znaleźć ofertę nielimitowanych połączeń za mniej niż 10 zł miesięcznie, więc domofon nie zrujnuje budżetu domowego, zwłaszcza jeśli koszty będą dzielone na kilka czy kilkanaście rodzin. Rekomendacje: Nowoczesny domofon, z czytnikiem RFID oraz zasilaniem awaryjnym, przyda się tam, gdzie ułożenie okablowania jest trudne lub kosztowne.

Kup bieżący numerePrenumerata

Modułowa matryca LED

W artykule opisano projekt wyświetlacza modułowego. Moduły można łatwo łączyć "bokami" dla osiągniecia pożądanej długości. Ograniczeniem jest obciążalność zasilacza oraz prąd przewodzenia zastosowanych tranzystorów. Liczbę elementów składowych zredukowano do minimum. Przykładowy kod programu, napisany w języku C, pozwala na skrolowanie napisu na matrycy o dowolnej długości, przy czym napis może składać się z dowolnej liczby znaków ograniczonej jedynie wielkością bufora w pamięci. Rekomendacje: wyświetlacz przyda się do rozmaitych urządzeń informacyjnych, w tym do samodzielnie wykonywanych, niepowtarzalnych reklam świetlnych.

Kup bieżący numerePrenumerata

Sensor smogu z technologią Bluetooth Low Energy (1)

W artykule opisano kompletny projekt platformy sprzętowej przeznaczonej do pomiaru zawartości pyłów zawieszonych w powietrzu. Informacje z czujnika, uzupełnione o temperaturę oraz wilgotność powietrza, są wyświetlane na ekranie tabletu lub smartfonu. Dodatkowo wyniki pomiarów są opatrzone komentarzami ułatwiającymi podjęcie decyzji odnośnie do czasu treningu na świeżym powietrzu, spaceru itp. Rekomendacje: sensor przyda się w codziennym funkcjonowaniu, zwłaszcza w zatłoczonym, zakurzonym środowisku miejskim.

Kup bieżący numerePrenumerata

Moduł przekaźników sterowanych przez Wi-Fi

Układu ESP8266 nie trzeba nikomu przedstawiać. Zdobył ogromną popularność i stał się bazą do realizacji wielu różnych pomysłów. Prezentowane urządzenie również wykorzystuje układ ESP, jednak na tle innych rozwiązań wyróżnia się przede wszystkim łatwością konfiguracji i obsługi. Ma też dodatkowe funkcjonalności: zabezpieczenie dostępu hasłem oraz tryb pracy czasowej, które znacznie poszerzają wachlarz zastosowań urządzenia. Rekomendacje: moduł przyda się w automatyce domowej.

Kup bieżący numerePrenumerata

Uniwersalny moduł regulacji mocy AC

Prezentowany moduł pośredniczy pomiędzy delikatnymi mikrokontrolerami a urządzeniami zasilanymi napięciem sieciowym, takimi jak żarówki czy silniki. Za jego pomocą można zrealizować sterowanie grupowe oraz fazowe, zarówno dla obciążeń rezystancyjnych, jak i indukcyjnych. Rekomendacje: moduł przyda się do budowania urządzeń automatyki domowej.

Kup bieżący numerePrenumerata

Wzmacniacz mocy audio 4×48 W/4 Ohm

Układ niewielkiej czterokanałowej końcówki średniej mocy, znajdujący zastosowanie w nagłośnieniu samochodu, aktywnych zespołach głośnikowych lub w PC-audio.

Kup bieżący numerePrenumerata

Przetwornica do układów lampowych (12 V/250 V DC)

W artykule opisano układ niewielkiej przetwornicy podwyższającej, umożliwiającej otrzymanie napięcia 250 V/15 mA z zasilacza 12 V. Układ jest przydatny do zasilania prostych układów lampowych, na przykład przedwzmacniaczy lub układów wyświetlaczy retro ze wskaźnikami Nixie.

Kup bieżący numerePrenumerata

Moduł z LPC824

Mikrokontroler LPC824 jest bogato wyposażony, dostępny w niewielkich obudowach, programowany przez UART oraz ma dedykowane, w pełni darmowe IDE, bez żadnych ograniczeń w rozmiarze kodu wynikowego. Układy te naprawdę zasługują na uwagę, a prezentowany moduł pozwala na szybkie rozpoczęcie pracy z mikrokontrolerem.

Kup bieżący numerePrenumerata

Moduł tunera radiowego FM

Budowa opisywanego modułu tunera radiowego została zainspirowana przez mojego syna. Mam odziedziczony po babci radioodbiornik z 1954 roku. Drewniany olbrzym o konstrukcji lampowej, z pięknym magicznym okiem. Korzystając z tego radioodbiornika, babcia słuchała Radia Wolna Europa, a tato Radia Luksemburg. Następnie radioodbiornik trafił do piwnicy aż do chwili, gdy odkrył go mój syn.

Kup bieżący numerePrenumerata

Strefa magazynu

Klub Aplikantów Próbek

Rozdajemy za darmo próbki atrakcyjnych podzespołów modułów i urządzeń

Zobacz więcej

Sieci bezprzewodowe

Temat numeru

Płytki drukowane - Wybór narzędzi projektowych, technologii wykonania oraz wykonawców

Temat okładkowy

Elektronika Praktyczna

Czerwiec 

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku internetowym

Elektronika Praktyczna Plus

Kup w kiosku internetowym

Projekty archiwalne

Lista aktualnych projektów znajduje się w dziale "Projekty EP". Dostęp do treści najnowszych projektów został zarezerwowany dla prenumeratorów.

Sterownik różnicowy kolektora słonecznego

Numer: Marzec/2018

Moda na eko zatacza coraz szersze kręgi. Nic dziwnego, skoro często stoi za tym również zwykła ekonomia. Przykładem może być zaprzęgnięcie energii słonecznej do ogrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) na potrzeby domu jednorodzinnego. Aby taka instalacja była bezpieczna i działała wydajnie, należy zaopatrzyć ją w stosowny układ nadzorujący jej pracę. Właśnie do tego służy urządzenie opisane w artykule. Rekomendacje: sterownik ...

Zasilacz buforowy lub ładowarka akumulatorów żelowych

Numer: Marzec/2018

Akumulatory kwasowe, a w szczególności ich warianty bezobsługowe z elektrolitem w postaci żelu, dzięki swojej względnie niskiej cenie i walorach eksploatacyjnych w dalszym ciągu znajdują szereg zastosowań w układach zasilania buforowego. Opisywany układ zasilacza buforowego/ładowarki jest przystosowany do ładowania akumulatora 1,2?7 Ah o napięciu 12 V prądem do 0,5 A. Rekomendacje: urządzenie może pracować jako ładowarka lub zasilacz ...

Zegar odliczający

Numer: Marzec/2018

Opisywane urządzenie to projekt zegara odmierzającego czas od zadanej wartości do zera. Dzięki temu, że wskazania są pokazywane na dużym, czytelnym wyświetlaczu LED może on być elementem tablicy ogłoszeniowej podając informację, że "do końca pozostało...". Może też odmierzać czas do końca pracy lub przydzielony na korzystanie z jakiegoś urządzenia. Zastosowań może być naprawdę wiele, zwłaszcza że zakres odliczania sięga ...

SAR - amplituner stereofoniczny (2)

Numer: Marzec/2018

Projekt amplitunera "chodził" za mną od dłuższego czasu, ale zawsze było coś ważniejszego do zrobienia, więc musiał ?nabrać mocy urzędowej?. Nie bez znaczenia był w tym wypadku fakt, iż z założenia chciałem przygotować rozwiązanie kompleksowe, integrujące zarówno zagadnienia sprzętowe oraz projekt obudowy, a to wymaga znacznie więcej czasu i wysiłku. W drugiej części artykułu zajmiemy się opisem symulacji części analogowej ...

Moduł dla Internetu Rzeczy z ESP-WROOM32

Numer: Marzec/2018

Internet Rzeczy stał się rzeczywistością, więc nie ma na co czekać i warto wprowadzić swoje aplikacje w nową rzeczywistość, tym bardziej że do dystrybucji wprowadzono kolejny moduł firmy Espressif z układem ESP32 o możliwościach znacznie większych od ESP8266.

Płytka wejść analogowych dla Raspberry Pi Zero

Numer: Marzec/2018

Raspberry Pi Zero w przeciwieństwie do większości zestawów uruchomieniowych nie ma wejść analogowych. Przedstawiony moduł umożliwia wyposażenie niewielkim kosztem komputerka Pi Zero w 8 wejść analogowych o rozdzielczości 10 bitów.

Uniwersalny driver silnika małej mocy

Numer: Marzec/2018

Niewielki moduł drivera silnika o małej mocy, przydatny w robotyce amatorskiej. Moduł jest nieskomplikowany w budowie dzięki zastosowaniu układu scalonego A3906.

>

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Czerwiec 2019

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym