В чем разница между 4G и 5G?

Знаете ли вы, что к 2025 году, по прогнозам, 40% населения Земли будет иметь доступ к 5G? Мы все были в восторге от запуска 4G, а кажется, что это было вчера. Однако 5G уже маячит на горизонте. Скорость, эффективность и возможности, которые получили наши мобильные устройства за столь короткий период времени, поражают воображение. 4G LTE был отраслевым стандартом для быстрого интернета на мобильных устройствах, поскольку мобильная связь продолжает развиваться, но 5G быстро становится следующим поколением беспроводных технологий. 5G изменит цифровые со1TP15Туникации и взаимодействие благодаря сверхбыстрым скоростям, снижению задержек и широким возможностям подключения устройств.

В этой статье мы сравним 4G LTE и 5G по различным параметрам, таким как скорость, задержка, покрытие, стоимость и области применения. К концу статьи вы будете точно знать, чем отличаются разные технологии и какая из них лучше всего отвечает вашим требованиям.

Что такое 4G LTE?

Термин "4G LTE" расшифровывается как "Fourth Generation Long Term Evolution" - это стандарт технологии мобильных сетей для высокоскоростной передачи данных. По сути, это наиболее продвинутая форма технологии мобильных сетей четвертого поколения. "LTE" - это ключевой элемент, указывающий на технологию, которая делает возможными такие высокие скорости.

После передачи данных приемник вновь собирает фрагментированные биты данных, используя принципы OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Через LTE многие пакеты данных отправляются в IPS (систему интернет-протокола). Эта технология адаптивна, поскольку в ней используются антенные технологии MIMO (multiple input, multiple output).

Ключевые особенности:

Высокоскоростной мобильный интернет: Теоретически максимальная скорость LTE составляет 100 Мбит/с. На практике она составляет не более 15 Мбит/с.

Широкая зона покрытия: Как правило, это обеспечивает более широкое общее покрытие, так как 4G LTE использует низко- и среднечастотные диапазоны, которые могут распространяться дальше и проникать в сооружения.

Низкая задержка для приложений реального времени: Низкая задержка обеспечивается технологией ODFMA, поддерживаемой в технологии LTE, и позволяет сократить задержки при передаче больших объемов данных.

Приложения:

• Подключение различных датчиков и интеллектуальных устройств для сбора и управления данными.
• Голосовые услуги и другие чувствительные ко времени приложения становятся возможными благодаря снижению задержки.
• Пользователи могут communicate в других городах и по всему миру и работать удаленно благодаря LTE.

Что такое 5G?

5G, или "Пятое поколение мобильных сетей", - это новейший стандарт технологии сотовых сетей. Он обеспечивает высокую скорость, меньшую задержку и большую емкость по сравнению с более ранними версиями, такими как 4G. Это достигается за счет обеспечения высокой пропускной способности передачи данных для различных устройств благодаря использованию новых радиочастот, усовершенствованных антенных систем и сетевой архитектуры.

5G, как и 4G LTE, также использует OFDM и будет функционировать по тем же принципам, что и мобильные сети. Чтобы обеспечить более высокий уровень гибкости и масштабируемости, OFDM будет усовершенствован новым воздушным интерфейсом 5G NR (New Radio). Многие новые стратегии проектирования воздушного интерфейса 5G NR, включая новую автономную конструкцию субкадров TDD (Time Division Duplex), сделали возможным дальнейшее расширение 5G.

Ключевые особенности:

Сверхвысокие скорости: 5G использует более высокие частотные диапазоны, такие как миллиметровые волны (mmWave), для увеличения пропускной способности передачи данных. Теоретически максимальная скорость 5G составляет 20 Гбит/с. Это значительно быстрее, чем максимальная скорость 4G, которая составляет 1 Гбит/с.

Чрезвычайно низкая задержка: По сравнению с предыдущими сетями, 5G значительно снижает латентность, или задержку, что очень важно для приложений, требующих оперативного реагирования в реальном времени.

Широкие возможности подключения устройств: Чтобы улучшить качество и пропускную способность сигнала в перегруженных зонах, в 5G используются антенны Massive MIMO. Она включает в себя несколько антенных элементов, которые могут одновременно передавать и принимать сигналы на несколько устройств.

Приложения:

• 5G используется в таких приложениях, как Интернет вещей (IoT), автономные автомобили и потоковая передача высококачественного HD-видео.
• Технология 5G распространяется на широкий спектр технологий, включая удаленную хирургию, автомобили без водителя и улучшенную мобильную широкополосную связь.

Сравнение скоростей: 4G LTE против 5G

Для повседневного использования 4G LTE обеспечивает скорость около 100 Мбит/с, что достаточно для потокового вещания, загрузки больших файлов и большинства онлайн-игр. Однако технология 5G предлагает значительно более высокие скорости. В идеальных условиях 5G может достигать скорости до 20 Гбит/с, что в 10-100 раз выше, чем у 4G LTE. Сети 5G продолжают превосходить 4G LTE даже в реальных сценариях. Такое поведение 5G определяется типом развертывания: низкополосный, среднеполосный или высокополосный. Такие высокие скорости в сетях 5G достигаются благодаря передовой технологии, использующей более высокие частотные диапазоны для обеспечения более высокой скорости передачи данных.

Благодаря этим достижениям пользователи теперь могут за считанные секунды загрузить фильм в формате HD и практически без задержек заниматься такими видами деятельности в режиме реального времени, как онлайн-игры и видеоконференции. Мобильная связь стала революционной благодаря 4G LTE, но 5G предлагает гораздо больше, чем просто более высокую скорость загрузки. Многие новые технологии, такие как Интернет вещей (IoT), автономные автомобили и "умные" города, будут построены на базе 5G.

Задержка и отзывчивость

Задержка в сетях 4G LTE обычно составляет от 30 до 70 мс, что достаточно мало для большинства мобильных приложений, но все же может вызывать заметные задержки в играх или видеоконференциях.

Задержка 5G может снизиться до 1 миллисекунды. 4G LTE имеет более высокую задержку по сравнению с 5G из-за своей сетевой архитектуры, которая менее оптимизирована для минимизации задержек при передаче данных. Сети 5G построены с более эффективной обработкой данных и более короткими интервалами между кадрами, что позволяет снизить задержки. Это идеально подходит для критически важных приложений, таких как удаленная хирургия и автоматизация производства в режиме реального времени.

В приложениях, где даже небольшие задержки могут сильно повлиять на пользовательский опыт, включая онлайн-игры, видеоконференции и дополненную реальность, снижение задержек 5G означает более быстрое время отклика. Такие приложения, как удаленная хирургия, обработка данных в реальном времени в "умных" городах и автомобили без водителя, потребуют практически мгновенного реагирования. 5G призван управлять передачей данных в реальном времени так, как это не может сделать 4G благодаря чрезвычайно низкой задержке и огромной пропускной способности.

Охват и доступность

Так как 4G LTE использует низко- и среднечастотные диапазоны, которые могут проникать дальше и сквозь структуры, он часто обеспечивает более широкое общее покрытие по сравнению с 5G. В то время как 5G рассчитан на поддержку гораздо большего количества устройств, 4G LTE может справиться с большим количеством. Поскольку эти более высокочастотные диапазоны не могут проходить через препятствия, 5G обеспечивает гораздо более высокие скорости, особенно в высокочастотном спектре, но при этом ограничено более широкое покрытие в некоторых местах.

Благодаря использованию таких технологий, как массивное MIMO и малые соты, сеть 5G может одновременно подключать более миллиона устройств на квадратный километр. Благодаря такому значительному улучшению по сравнению с предыдущими поколениями мобильных сетей, 5G идеально подходит для сетей с высокой плотностью размещения устройств, таких как "умные" города или крупные спортивные мероприятия.

Высокочастотная технология 5G выгодна в отраслях, где требуется высокая пропускная способность и минимальная перегрузка сети. Однако 4G LTE является хорошим вариантом покрытия и стабильности для работы в более разбросанных или удаленных районах благодаря своей способности преодолевать препятствия и достигать отдаленных мест.

Сеть 5G предназначена для поддержки подключенных отраслей будущего, включая автоматизацию на основе искусственного интеллекта и робототехники. 5G - это та сеть, которую следует выбрать, если в вашей отрасли ожидается быстрый рост и внедрение передовых технологий.

Совместимость устройств и экосистема

4G LTE - самая популярная технология мобильных сетей, поддерживаемая широким спектром смартфонов, планшетов и устройств Интернета вещей. Несмотря на ограниченные возможности, устройств, совместимых с 5G, становится все больше и больше. Поскольку в этих устройствах используется новая технология, они, как правило, стоят дороже.

Смартфоны и IoT-устройства с возможностями 5G становятся все более доступными по цене по мере развития инфраструктуры 5G. По сравнению с LTE инфраструктура 5G более дорогая и сложная. Для того чтобы базовая сеть могла контролировать работу сети, необходима новая облачная архитектура. Поэтому для создания и эксплуатации сетей 5G потребуется больше разработок и инвестиций, чем для LTE.

Стоимость и доступность

Несмотря на то, что разница в цене между 4G LTE и 5G зависит от провайдера и местоположения, 5G, как правило, дороже 4G LTE. Это связано с тем, что новейшая технология требует больших инвестиций в инфраструктуру. Это приводит к увеличению стоимости тарифного плана для потребителей, но 4G LTE все равно остается более экономичным вариантом для пользователей, которым не нужны гораздо более высокие скорости, которые предлагает 5G.

• Развертывание сети:

Развертывание сети 5G требует больших затрат по сравнению с обслуживанием существующей инфраструктуры 4G LTE, что может привести к повышению платы для клиентов.

• Стоимость устройства:

Сеть 5G также может иметь стоимость для устройств, которым требуются возможности 5G, которые обычно стоят дороже, чем устройства с поддержкой 4G LTE.

• Использование данных:

Хотя 5G обеспечивает более высокую скорость, пользователи, которые могут использовать большие объемы данных, могут столкнуться с увеличением стоимости при переходе на услуги 5G.

Энергоэффективность и воздействие на окружающую среду

Современные сети 4G LTE используют функции управления питанием для оптимизации энергопотребления, особенно в режиме ожидания, когда энергопотребление значительно ниже. В целом сети 4G LTE потребляют больше энергии, чем более старые технологии сотовой связи, такие как 3G, из-за более высоких скоростей передачи данных, которые требуют более высокого уровня энергопотребления при передаче данных.

Хотя сети 5G более энергоэффективны, чем 4G, они все равно могут потреблять много энергии из-за увеличения емкости данных. Энергопотребление также возрастает при передаче данных на волнах mmWave, пограничных вычислениях, а также когда такие приложения, как Интернет вещей, становятся более ко1TP15тонными. Однако телекоммуникационный сектор внедряет инновации и мыслит нестандартно, что позволяет сделать следующее.

• Энергоэффективное охлаждение, чипсеты и обработка данных снижают базовое энергопотребление.
• Интеллектуальное и динамическое управление ядром и RAN для минимизации потерь путем реконфигурации или выборочного отключения неиспользуемых ресурсов.
• Улучшение процедур установки и тестирования для поиска и устранения неэффективных причин перекрытия покрытия сотовой сети, радиочастотных помех и потери сигнала.

Соображения устойчивости:

5G помогает в реализации инициатив по устойчивому развитию, поддерживая такие "зеленые" технологии, как энергоэффективная автоматизация и интеллектуальные сети. Исследования показывают, что с точки зрения количества бит данных на киловатт, сети 5G могут быть на 90% эффективнее сетей 4G. По сравнению с 4G, в них используется меньше сигналов и данные передаются быстрее. К 2030 году 5G может сократить выбросы углекислого газа на миллиарды тонн.

Примеры использования: Когда выбирать 4G LTE против 5G

Примеры использования 4G LTE:

• Мобильная широкополосная связь: Использование смартфонов и планшетов для доступа к Интернету в таких целях, как просмотр веб-страниц, потоковое видео и использование приложений, требующих больших объемов данных.
• IoT-устройства на больших территориях: Подключение различных датчиков и интеллектуальных устройств для сбора и управления данными. Тот же стандарт LTE породил конкурирующую категорию, известную как NB-IoT (Narrowband IoT), которая предназначена для межмашинного использования и получила огромное распространение.
• Сети общественной безопасности: Обеспечивают надежное и быстрое голосовое соединение и передачу данных в чрезвычайных ситуациях.
• Фиксированный беспроводной доступ: В районах, где возможности проводного широкополосного доступа ограничены, 4G LTE обеспечивает надежное подключение к Интернету.

Примеры использования 5G:

• Приложения с высокой пропускной способностью: Высокая скорость передачи данных 5G позволяет беспрепятственно передавать большие видеофайлы 4K, которые требуют большой пропускной способности. 5G может обеспечить реалистичные возможности для VR и AR с высоким разрешением, которые часто требуют потоковой передачи видео 4K с большой пропускной способностью.
• Здравоохранение: Носимые технологии, электронное здравоохранение, удаленная диагностика и операции, а также поддержка ИИ для людей с ограниченными возможностями.
• Автономные транспортные средства: Автономные транспортные средства должны быть способны в кратчайшие сроки обрабатывать информацию и вносить необходимые коррективы. Парки автономных автомобилей смогут получать обновления и вносить изменения благодаря сверхнизкой задержке, расширенной емкости и покрытию.
• Умные города: Чтобы лучше обслуживать своих жителей, отслеживать работу коммунальных служб и следить за городской инфраструктурой, местные власти используют сети 5G.

Варианты использования гибридных сетей: Компании могут использовать решения 5G и LTE на временных и постоянных площадках без потери безопасности, надежности, производительности приложений и простоты управления. Все необходимое для обеспечения связи сотрудников и важных технологий обеспечивают гибридные решения для глобальных сетей (WAN).

Заключение

Благодаря широкой зоне покрытия и низкой стоимости 4G LTE по-прежнему остается основой мобильной связи, но 5G предлагает революционные улучшения в скорости, задержках и возможностях подключения. Выбор между 4G LTE и 5G зависит от доступности и индивидуальных потребностей.

Очевидно, что в споре между 4G LTE и 5G каждая сеть имеет свои преимущества. Лучший вариант для вас будет зависеть от ваших конкретных потребностей. Несмотря на то, что 5G обещает гораздо более широкие возможности подключения, снижение задержек и более высокие скорости, 4G LTE все еще остается надежным и всеобъемлющим вариантом для тех областей, где в настоящее время не требуется самая современная производительность. Самое главное - убедиться, что ваша сеть способна удовлетворить требования как настоящего, так и будущего, независимо от того, готовитесь ли вы к переходу на технологию 5G или оптимизируете ее для 4G LTE.