อ่าน 26 นาที
5G
5G คือ เทคโนโลยีเครือข่ายโทรศัพท์มือถือรุ่นที่ห้าและรุ่นปัจจุบันและเป็นรุ่นต่อจาก4Gในการใช้งานเชิงพาณิชย์ทั่วไป คำนี้หมายถึงเครือข่ายมือถือที่ใช้ระบบ 3rd Generation Partnership...
5G

| ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ |
| เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สาย |
|---|
| อนาล็อก |
| ดิจิตอล |
| โทรคมนาคมเคลื่อนที่ |
5G คือ เทคโนโลยีเครือข่ายโทรศัพท์มือถือรุ่นที่ห้าและรุ่นปัจจุบันและเป็นรุ่นต่อจาก4Gในการใช้งานเชิงพาณิชย์ทั่วไป คำนี้หมายถึงเครือข่ายมือถือที่ใช้ระบบ 3rd Generation Partnership Project (3GPP) 5G และ อินเทอร์เฟซ คลื่นวิทยุใหม่ (NR) ซึ่งกำหนดไว้ครั้งแรกใน 3GPP Release 15 [ 1 ] 5G ได้รับการพัฒนาเพื่อให้เป็นไปตาม กรอบงาน IMT-2020ของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศสำหรับระบบมือถือรุ่นที่ห้า[ 2 ]การใช้งานเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่เริ่มขึ้นในปี 2019 รวมถึงการเปิดตัว 5G ทั่วประเทศของเกาหลีใต้[ 3 ]เครือข่าย 5G อาจถูกใช้งานในโหมดไม่สแตนด์อโลน โดยใช้ โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายหลัก LTE ที่มีอยู่ หรือในโหมดสแตนด์อโลนด้วย 5G Core เฉพาะ
เช่นเดียวกับระบบเซลลูลาร์รุ่นก่อนๆ เครือข่าย 5G แบ่งพื้นที่ให้บริการออกเป็นโซนย่อยๆ ที่เรียกว่าเซลล์ซึ่งให้บริการโดยสถานีฐาน แบบคง ที่ อุปกรณ์ที่เข้ากันได้จะเชื่อมต่อด้วยคลื่นวิทยุกับสถานีฐานในพื้นที่ ซึ่งเชื่อมโยงกับเครือข่ายหลักของผู้ให้บริการและเครือข่ายภายนอก เช่นอินเทอร์เน็ตผ่าน การเชื่อมต่อ แบบแบ็คฮอล 5G สามารถใช้งานได้โดยใช้ คลื่นความถี่ต่ำ คลื่นความถี่กลาง และคลื่นความถี่สูงโดยการครอบคลุมและประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับความถี่ที่ใช้ การออกแบบเครือข่าย ความแออัด และความสามารถของอุปกรณ์เป็นอย่างมาก[ 4 ]
เมื่อเปรียบเทียบกับ 4G แล้ว 5G ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงขึ้น ความจุเครือข่ายมากขึ้นความหน่วง ต่ำ ลง รองรับการใช้งานอุปกรณ์หนาแน่นได้ดีขึ้น และการจัดการเครือข่ายที่ยืดหยุ่นมากขึ้น สำหรับการประเมินอินเทอร์เฟซวิทยุ IMT-2020 ITU ได้ระบุข้อกำหนดความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุดที่ 20 Gbit/sสำหรับการดาวน์โหลดและ 10 Gbit/s สำหรับการอัปโหลดภายใต้สภาวะที่เหมาะสม รวมถึงเป้าหมายด้านความหน่วงและความหนาแน่นของการเชื่อมต่อสำหรับบรอดแบนด์มือถือที่ได้รับการปรับปรุง การสื่อสารที่มีความหน่วงต่ำที่เชื่อถือได้สูง และการสื่อสารประเภทเครื่องจักรจำนวนมาก[ 2 ]ความเร็วของผู้ใช้จริงมักจะต่ำกว่าค่าสูงสุดมากและแตกต่างกันไปตามผู้ให้บริการ สถานที่ แถบสเปกตรัม คุณภาพสัญญาณ และภาระของเครือข่าย

5G ใช้สำหรับบรอดแบนด์เคลื่อนที่ การเข้าถึงไร้สายแบบคงที่ เครือข่ายส่วนตัวและอุตสาหกรรม และการสื่อสารระหว่างเครื่องจักร มาตรฐานของ 5G รองรับคุณสมบัติต่างๆ เช่นการแบ่งส่วนเครือข่ายการประมวลผลแบบเอดจ์เครือข่ายที่ไม่ใช่สาธารณะ และบริการที่มีความน่าเชื่อถือสูงและมีความหน่วงต่ำ แม้ว่าความสามารถเหล่านี้จะไม่ได้มีอยู่ในทุกการใช้งานก็ตาม การเปิดตัว 5G จำเป็นต้องมีการจัดสรรคลื่นความถี่ใหม่และการอัพเกรดโครงสร้างพื้นฐานการเข้าถึงวิทยุ การขนส่ง และเครือข่ายหลัก นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดประเด็นต่างๆ เกี่ยวกับต้นทุนการใช้งาน การใช้พลังงาน ความปลอดภัยของผู้จำหน่าย และข้อกล่าวอ้างของสาธารณชนเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพจากคลื่นความถี่วิทยุ 5G กำลังถูกใช้งานควบคู่ไปกับเครือข่าย 4G และคาดว่าจะใช้งานร่วมกันไปอีกหลายปี
ประวัติศาสตร์

งานวิจัยช่วงแรก (ปี 2008–2012)
ในปี พ.ศ. 2551 NASAและMachine-to-Machine Intelligence Corporation (M2Mi)ได้ทำการศึกษาการสื่อสารของนาโนดาวเทียมซึ่งมีอิทธิพลต่อแนวคิดเครือข่ายยุคใหม่ในช่วงแรก[ 5 ]
ในปี 2012 มหาวิทยาลัยนิวยอร์กได้ก่อตั้ง NYU Wireless ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยที่มุ่งเน้น การสื่อสาร คลื่นมิลลิเมตรในปีเดียวกันนั้นมหาวิทยาลัยเซอร์เรย์ได้ก่อตั้งศูนย์นวัตกรรม 5G โดยได้รับเงินทุน 35 ล้านปอนด์จากภาครัฐและพันธมิตรในอุตสาหกรรม รวมถึง หัว เว่ยและซัมซุง [ 6 ] นอกจากนี้ ในปี 2012 สหภาพยุโรปได้เปิด ตัวโครงการ Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-Twenty Information Society (METIS)เพื่อให้การวิจัยเครือข่ายที่เกิดขึ้นใหม่สอดคล้องกับมาตรฐานสากล[ 7 ]
การกำหนดมาตรฐานและการทดลองเบื้องต้น (2013–2018)
ในปี 2556 คณะทำงาน ITU-R 5D ได้เริ่มศึกษาเกี่ยวกับIMT-2020ซึ่งต่อมาได้รับการกำหนดเป็นมาตรฐาน 5G อย่างเป็นทางการ[ 8 ]
ในช่วงเวลาเดียวกัน บริษัทใหญ่ๆ เช่นSamsung Electronics , NTT DocomoและHuaweiได้ทำการทดลองเบื้องต้น Samsung ได้ทดสอบต้นแบบที่ทำความเร็วได้มากกว่า 1 Gbit/s ในระยะทาง 2 กม. โดยใช้ เสาอากาศMIMO 8 × 8 [ 9 ] NTT Docomo ได้รับรางวัลจากรัฐบาลที่CEATECสำหรับการพัฒนาเครือข่ายความเร็วสูง[ 10 ]ในขณะที่ Huawei ประกาศโครงการมูลค่า 600 ล้านดอลลาร์สหรัฐเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีเครือข่ายมือถือ[ 11 ]
การวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ (ปี 2019–2021)
เมื่อวันที่ 3 เมษายน 2562 เกาหลีใต้ได้เปิดตัวเครือข่ายระดับชาติ ซึ่งเป็นการใช้งานเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบครั้งแรก[ 12 ]ไม่กี่ชั่วโมงต่อมาVerizonเริ่มให้บริการแบบจำกัดในเมืองบางแห่งของสหรัฐอเมริกา[ 13 ]ในเดือนมิถุนายน 2562 Globe Telecomได้เปิดตัวเครือข่ายยุคใหม่แห่งแรกของฟิลิปปินส์[ 14 ]และในเดือนธันวาคม 2562 AT&Tได้เปิดตัวบริการสำหรับผู้บริโภคในสหรัฐอเมริกา ซึ่งขยายไปทั่วประเทศในช่วงปี 2563 [ 15 ]
การใช้งาน 5G เชิงพาณิชย์ขยายตัวอย่างรวดเร็วตลอดปี 2020 นอกเหนือจากเครือข่ายมือถือสาธารณะแล้ว ยังมีการนำไปใช้ในระบบอุตสาหกรรมและองค์กรส่วนตัว รวมถึงการใช้งานในคลื่นความถี่ที่ไม่ได้รับอนุญาต (NR-U) และเครือข่ายที่ไม่ใช่สาธารณะที่ได้รับอนุญาต (NPN) [ 16 ]เครือข่าย 5G ส่วนตัวมีความสำคัญต่อ ระบบอัตโนมัติ ของอุตสาหกรรม 4.0และการผลิตอัจฉริยะ[ 17 ]การเปิดตัวในช่วงแรกใช้โหมดไม่แยกอิสระ (NSA)โดยใช้แกน 4G ก่อนที่เครือข่ายจะเปลี่ยนไปใช้โหมดแยกอิสระ (SA)โดยใช้แกน 5G เฉพาะ[ 18 ]
การเปิดตัวเครือข่าย ในเกาหลีใต้ในปี 2019 ใช้อุปกรณ์จากSamsung , EricssonและNokia ; LG U Plusยังใช้ฮาร์ดแวร์ ของ Huawei ด้วย [ 19 ] Samsung เป็นผู้จัดหาอุปกรณ์ส่วนใหญ่ให้กับสถานีฐานประมาณ 86,000 แห่ง ในขณะที่SK Telecom , KT Corporationและ LG U Plus เน้นการให้บริการในเมืองใหญ่โดยใช้คลื่นความถี่ 3.5 GHz ภายใต้การดำเนินงานของ NSA ความเร็ว ในการดาวน์โหลดโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 200–400 Mbit/sและจำนวนผู้สมัครใช้บริการเพิ่มขึ้นจากประมาณ 260,000 รายเป็น 4.7 ล้านรายในปี 2019 [ 20 ]
หลังจากการใช้งานในช่วงแรกเหล่านี้T-Mobile USได้เปิดตัวเครือข่ายแบบสแตนด์อโลน ทั่วประเทศเป็นครั้งแรก ในปี 2020 [ 21 ] Ericssonคาดการณ์ว่าภายในกลางทศวรรษ 2020 เครือข่าย 5G จะเข้าถึงประชากรโลกได้ประมาณ 65 เปอร์เซ็นต์[ 22 ]
ซัพพลายเออร์รายใหญ่ของระบบวิทยุและระบบแกนหลัก 5G ได้แก่Altiostar , Cisco Systems , Datang Telecom /Fiberhome , Ericsson , Huawei , Nokia , Qualcomm , SamsungและZTE คาดว่า Huaweiจะครองสถานีฐาน 5G ทั่วโลกประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2023 [ 23 ]
ความคืบหน้าล่าสุด (ปี 2022 – ปัจจุบัน)
ภายในปี 2022 ความเร็วเครือข่ายในหลายภูมิภาคมีเสถียรภาพ และผู้ให้บริการเริ่มทดสอบการอัปเกรด 5.5G เพื่อปรับปรุงความจุและความหน่วง[ 24 ]ในช่วงต้นทศวรรษ 2020 เครือข่าย 5G เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ได้เปิดใช้งานในตลาดที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่ และการเปิดตัวในภูมิภาคที่กำลังพัฒนายังคงเร่งตัวขึ้น[ 25 ] [ 26 ]
เทคโนโลยี
เซลล์ขนาดเล็ก
เซลล์ขนาดเล็กเป็นโหนดวิทยุพลังงานต่ำที่ขยายความจุเครือข่ายในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงหรือในอาคาร เซลล์เหล่านี้ทำงานในระยะทางสั้นๆ โดยทั่วไปประมาณไม่กี่สิบเมตรถึงไม่กี่ร้อยเมตร และใช้เพื่อรักษาความครอบคลุมของสัญญาณ mmWave [ 27 ]
| ประเภทเซลล์ | สิ่งแวดล้อม | ผู้ใช้ (โดยประมาณ) | กำลังไฟ (วัตต์) | ระยะ (เมตร) |
|---|---|---|---|---|
| เฟมโตเซลล์ | บ้านพักอาศัย สำนักงาน | 4–32 | 0.01–1 | มากถึง 50 |
| พิโคเซลล์ | สถานที่สาธารณะ | 64–128 | 0.1–5 | มากถึง 100 |
| ไมโครเซลล์ | พื้นที่เมือง | 128–256 | 5–10 | 200–500 |
| มาโครเซลล์ | ครอบคลุมพื้นที่กว้างขวาง | 25 | 26 | 300–1000 |
MIMO ขนาดใหญ่
ระบบ MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) ขนาดใหญ่ใช้อาร์เรย์เสาอากาศขนาดใหญ่เพื่อเพิ่มความจุและประสิทธิภาพสเปกตรัม โดยขยาย MIMO แบบดั้งเดิมด้วยการให้บริการผู้ใช้หลายรายพร้อมกันและกำหนดทิศทางสัญญาณไปยังผู้ใช้เหล่านั้นเพื่อลดการรบกวน[ 28 ]
การสร้างลำแสง
การสร้างลำแสงจะส่งพลังงานวิทยุไปยังผู้ใช้เฉพาะ ในการสร้างลำแสงแบบอนาล็อก เอาต์พุตของเสาอากาศจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อโฟกัสพลังงานสัญญาณไปในทิศทางเดียว การสร้างลำแสงแบบดิจิทัลจะส่งกระแสข้อมูลข้ามหลายชั้นเพื่อปรับปรุงความแรงและความน่าเชื่อถือของสัญญาณ[ 29 ]
การเข้าถึงหลายผู้ใช้แบบไม่ตั้งฉาก (NOMA)
การเข้าถึงหลายผู้ใช้แบบไม่ตั้งฉากจะกำหนดระดับพลังงานที่แตกต่างกันให้กับผู้ใช้ที่ใช้ทรัพยากรความถี่เดียวกันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพสเปกตรัม[ 30 ]
การเข้ารหัสช่องสัญญาณ
5G NR ใช้รหัสโพลาร์สำหรับช่องสัญญาณควบคุมและรหัสตรวจสอบความเท่าเทียมกันความหนาแน่นต่ำ (LDPC) สำหรับช่องสัญญาณข้อมูล แทนที่รหัสเทอร์โบที่ใช้ใน 4G [ 31 ]
การวิจัยด้านพลังงานไร้สาย
งานวิจัยได้สำรวจการใช้เครือข่าย 5G mmWave สำหรับการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายการศึกษาที่ใช้ความยาวคลื่นระหว่าง 1 มม. ถึง 10 มม. ยังคงอยู่ในขั้นตอนการทดลอง[ 32 ]
สถาปัตยกรรมเครือข่ายหลัก
แกนหลัก 5G (5GC) เป็นระบบที่เน้นการให้บริการและกำหนดโดยซอฟต์แวร์ ซึ่งแยกส่วนควบคุมและส่วนผู้ใช้ และรองรับการใช้งานที่ยืดหยุ่น โดยเข้ามาแทนที่แกนหลักแพ็กเก็ตแบบพัฒนาแล้วของ 4G ด้วยฟังก์ชันเครือข่ายแบบโมดูลาร์ที่ใช้ซอฟต์แวร์เป็นพื้นฐาน
เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์และเวอร์ชวลไลเซชัน
เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ (SDN) และการจำลองเสมือนฟังก์ชันเครือข่าย (NFV) ช่วยให้สามารถกำหนดค่า ปรับขนาด และจัดการเครือข่ายโดยใช้ซอฟต์แวร์ได้ เมื่อรวมกับการแบ่งส่วนเครือข่าย เทคโนโลยีเหล่านี้สนับสนุนแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ ยานพาหนะที่เชื่อมต่อ และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม[ 33 ]
สถาปัตยกรรมแบบบริการ (SBA)
สถาปัตยกรรมแบบบริการ (SBA) ผสานรวมหลักการ SDN และ NFV และแทนที่เฟรมเวิร์ก 4G EPC ด้วยฟังก์ชันเครือข่ายแบบโมดูลาร์ที่สื่อสารผ่านRESTful API แต่ละฟังก์ชันจะลงทะเบียนกับฟังก์ชันที่เก็บข้อมูลเครือข่าย (NRF) ซึ่งช่วยให้สามารถปรับขนาดและทำงานร่วมกันได้อย่างอิสระ[ 34 ]
ฟังก์ชันเครือข่ายหลัก
แต่ละฟังก์ชันเครือข่ายทำหน้าที่ที่กำหนดไว้ภายในแกนหลัก 5G โดยแทนที่หรือขยายองค์ประกอบจาก 4G EPC [ 35 ]
| การทำงาน | คำย่อ | เทียบเท่า 4G |
|---|---|---|
| ฟังก์ชันเซิร์ฟเวอร์การตรวจสอบสิทธิ์ | ออสเตรเลีย | MME; HSS |
| ฟังก์ชันการจัดการการเข้าถึงและการเคลื่อนที่ | เอเอ็มเอฟ | เอ็มเอ็มอี |
| ฟังก์ชันการจัดการเซสชัน | เอสเอ็มเอฟ | เอ็มเอ็มอี; พีจีดับบลิว-ซี |
| ฟังก์ชันระนาบผู้ใช้ | อัพเอฟ | SGW-U; PGW-U |
| ฟังก์ชันควบคุมนโยบาย | พีซีเอฟ | พีซีอาร์เอฟ |
| การจัดการข้อมูลแบบครบวงจร | ยูดีเอ็ม | เอชเอสเอส |
| คลังข้อมูลแบบรวมศูนย์ | ยูดีอาร์ | ฐานข้อมูล HSS |
| ฟังก์ชันการเปิดเผยเครือข่าย | เอ็นเอฟ | ไม่มี |
| ฟังก์ชันการเลือกส่วนเครือข่าย | NSSF | ไม่มี |
| ฟังก์ชันการวิเคราะห์ข้อมูลเครือข่าย | เอ็นดับเบิ้ลยูเอฟเอ | ไม่มี |
| ฟังก์ชันการชาร์จ | CHF | ซีเอสซีเอฟ |
ส่วนประกอบสนับสนุน
ส่วนประกอบเพิ่มเติมจะจัดการการโรมมิ่งและการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย:
- ฟังก์ชันการทำงานร่วมกันที่ไม่ขึ้นกับ 3GPP (N3IWF)
- พร็อกซีป้องกันขอบความปลอดภัย (SEPP)
- ฟังก์ชันเกตเวย์ที่เชื่อถือได้ที่ไม่ใช่ 3GPP (TNGF)
- ฟังก์ชันการทำงานร่วมกันของเครือข่ายไร้สายที่เชื่อถือได้ (TWIF)
- ฟังก์ชันเกตเวย์การเข้าถึงแบบใช้สาย (W-AGF)
แถบความถี่และพื้นที่ครอบคลุม
เครือข่าย 5G ใช้ คลื่นความถี่วิทยุหลายส่วน โดยทำงานในช่วงความถี่หลัก 3 ช่วง ได้แก่ ย่านความถี่ต่ำ ย่านความถี่กลาง และย่านความถี่สูง ซึ่งปรับสมดุลความเร็ว การครอบคลุม และคุณภาพสัญญาณแตกต่างกัน[ 36 ]
ระหว่างปี 2016 ถึง 2019 หน่วยงานกำกับดูแลในหลายภูมิภาค รวมถึงสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรป ได้จัดสรรคลื่นความถี่จำนวนมากสำหรับ 5G ผ่านการประมูลและกฎการออกใบอนุญาตใหม่[ 37 ]ภายในปี 2019 มีมากกว่า 50 ประเทศที่ได้จัดสรรหรือวางแผนที่จะจัดสรรคลื่นความถี่ 5G [ 38 ]ใน3GPP Release 16 มาตรฐานได้เพิ่ม 5G NR-U ซึ่งอนุญาตให้ใช้งานได้ทั้งในคลื่นความถี่ที่ไม่ได้รับอนุญาตและได้รับอนุญาต[ 39 ]
ช่วงความถี่
อินเทอร์เฟซ 5G New Radio (NR) กำหนดช่วงการทำงานหลักสองช่วง:
- ช่วงความถี่ 1 (FR1) – 410 MHz ถึง 7.125 GHz หรือเรียกอีกอย่างว่า sub-6 GHz ครอบคลุมความถี่ต่ำและกลาง และรองรับแบนด์วิดท์ช่องสัญญาณได้สูงสุดถึง 100 MHz ความเร็วในการดาวน์โหลดโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 5 ถึง 900 Mbit/s ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม
- ช่วงความถี่ 2 (FR2) – 24.25–71 GHz หรือที่รู้จักกันในชื่อคลื่นมิลลิเมตรหรือย่านความถี่สูง รองรับแบนด์วิดท์ช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น—สูงสุด 400 MHz ต่อคลื่นพาหะ—และสามารถเข้าถึงอัตราการส่งข้อมูลหลายกิกะบิต สัญญาณเหล่านี้เดินทางได้ในระยะทางสั้นๆ และถูกกีดขวางได้ง่ายโดยกำแพง หน้าต่าง และพืชพรรณ ดังนั้น FR2 จึงถูกใช้เป็นหลักในพื้นที่เมืองที่มีความหนาแน่นสูง เช่น สนามกีฬาและใจกลางเมือง[ 40 ]
การครอบคลุมและพฤติกรรมของสัญญาณ
5G ย่านความถี่ต่ำและกลางให้การครอบคลุมที่กว้างขวางและการรับสัญญาณภายในอาคารที่เชื่อถือได้ สัญญาณย่านความถี่สูงจะอ่อนลงอย่างรวดเร็วและอาจสูญเสียมากกว่า 100 dB เมื่อผ่านวัสดุก่อสร้างทั่วไป[ 41 ]ผู้ให้บริการใช้เสาอากาศบีมฟอร์มมิ่ง เซลล์ขนาดเล็ก และตัวทวนสัญญาณเพื่อขยายระยะและปรับปรุงการครอบคลุมภายในอาคาร
การรวมระบบ Wi-Fi
เทคโนโลยีต่างๆ เช่นLicense Assisted Access (LAA) และLTE-WLAN Aggregation (LWA) ช่วยให้เครือข่ายมือถือสามารถใช้คลื่นความถี่ที่ไม่ต้องขออนุญาตร่วมกับWi-Fi ได้ ระบบ RANบนคลาวด์และโครงสร้างเซลล์ขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นสูงช่วยลดช่องว่างประสิทธิภาพระหว่างการเชื่อมต่อเซลลูลาร์และ Wi-Fi [ 42 ]
ขอบเขตการใช้งาน
ITU -Rกำหนดพื้นที่การใช้งานหลักสามด้านสำหรับ 5G ได้แก่ บรอดแบนด์มือถือขั้นสูง (eMBB) การสื่อสารที่มีความน่าเชื่อถือสูงและมีความหน่วงต่ำ (URLLC) และการสื่อสารระหว่างเครื่องจักรจำนวนมาก (mMTC) [ 43 ]หมวดหมู่เหล่านี้อธิบายถึงการใช้งานหลักของ 5G ได้แก่ การเชื่อมต่อมือถือที่เร็วขึ้น (eMBB) การสื่อสารที่มีความน่าเชื่อถือและตอบสนองสูง (URLLC) และการเชื่อมโยงขนาดใหญ่ระหว่างเครื่องจักร (mMTC) ภายในปี 2020 eMBB ได้ถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลาย ในขณะที่ URLLC และ mMTC ยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา[ 44 ]
หมวดหมู่ ITU-R
บรอดแบนด์มือถือขั้นสูง (eMBB) ให้บริการอินเทอร์เน็ตที่เร็วกว่าและมีความจุสูงกว่า 4G มาก รองรับการใช้งานข้อมูลจำนวนมากในพื้นที่ที่มีผู้คนพลุกพล่าน เช่น ใจกลางเมือง สนามกีฬา และศูนย์กลางการขนส่ง[ 45 ]
ระบบสื่อสารที่มีความน่าเชื่อถือสูงและมีความหน่วงต่ำ (URLLC) ได้รับการออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความรวดเร็ว เช่น ระบบอัตโนมัติในโรงงาน การรักษาทางการแพทย์ทางไกล และระบบควบคุมการจราจร ความล่าช้าในการส่งข้อมูลที่สั้นลงช่วยเพิ่มความแม่นยำและความน่าเชื่อถือ
การสื่อสารแบบเครื่องจักรขนาดใหญ่ (mMTC) เชื่อมต่ออุปกรณ์พลังงานต่ำจำนวนมาก เช่น เซ็นเซอร์และมิเตอร์ เครือข่ายเหล่านี้เป็นรากฐานของอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ (IoT) โดยอนุญาตให้เครื่องจักรแลกเปลี่ยนข้อมูลได้อย่างอิสระในอุตสาหกรรม การขนส่ง และระบบเมือง[ 46 ]
การใช้งานในอุตสาหกรรม
5G ถูกนำมาใช้ในระบบขนส่ง การผลิต และพลังงานที่ต้องการการสื่อสารที่ต่อเนื่องและมีความหน่วงต่ำสมาคมยานยนต์ 5Gพัฒนามาตรฐานการสื่อสารระหว่างยานพาหนะกับทุกสิ่ง ( C-V2X ) ที่ช่วยให้รถยนต์สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลด้านความปลอดภัยกับยานพาหนะและโครงสร้างพื้นฐานที่อยู่ใกล้เคียงได้[ 47 ]โดรนและยานพาหนะอัตโนมัติใช้ 5G สำหรับการนำทาง การควบคุมระยะไกล และการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์[ 48 ]การเชื่อมต่อที่มีความหน่วงต่ำยังช่วยให้สามารถสร้าง แบบ จำลองดิจิทัลทวินซึ่งเป็นสำเนาเสมือนของเครื่องจักรหรืออาคารที่แสดงข้อมูลประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ที่ใช้สำหรับการตรวจสอบและบำรุงรักษาได้
บริการสาธารณะและเชิงพาณิชย์
5G ขยายไปสู่ความปลอดภัยสาธารณะ การเข้าถึงบรอดแบนด์ และการส่งมอบสื่อ บริการฉุกเฉินใช้สำหรับวิดีโอสด ข้อมูล และการสื่อสารแบบกดเพื่อพูดคุย ที่เชื่อถือได้ [ 49 ]การเข้าถึงไร้สายแบบคงที่ (FWA) ให้บริการบรอดแบนด์สำหรับบ้านและธุรกิจโดยใช้ลิงก์วิทยุ 5G แทนการเชื่อมต่อแบบมีสาย โดยเฉพาะในพื้นที่ชนบทที่การวางสายเคเบิลมีค่าใช้จ่ายสูง[ 50 ] การทดลอง ออกอากาศ 5Gในยุโรปแสดงให้เห็นว่าเครือข่าย 5G ในพื้นที่สามารถส่งโทรทัศน์และวิทยุสดไปยังอุปกรณ์หลายเครื่องพร้อมกันได้โดยไม่ต้องใช้แผนข้อมูลมือถือ[ 51 ] [ 52 ] Voice over NR (VoNR) ช่วยให้สามารถโทรออกผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตของ 5G ได้ คล้ายกับVoice over LTE (VoLTE) บน 4G [ 53 ]
ผลงาน
ความเร็ว
5G สามารถส่งข้อมูลได้ในอัตราที่สูงกว่า 4G มากถึงสิบเท่า[ 54 ] [ 55 ]ความเร็วในการดาวน์โหลดสูงสุดตามทฤษฎีสูงถึง 20 Gbit/s [ 56 ]ในทางปฏิบัติ ความเร็วในการดาวน์โหลดเฉลี่ยของ 5G ในสหรัฐอเมริกาได้รับการวัดโดยT-Mobile ที่ประมาณ 186 Mbit/s [ 57 ]ในขณะที่เกาหลีใต้ในปี 2022 เป็นผู้นำของโลกด้วยค่าเฉลี่ยใกล้ 430 Mbit/s [ 58 ] [ 59 ] เครือข่าย 5G ยังได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ความจุและประสิทธิภาพโดยรวมที่มากกว่า 4G มาก โดยคาด ว่าจะเพิ่มขึ้นถึงร้อยเท่า[ 60 ]
5G เวอร์ชันที่ใช้งานอย่างแพร่หลายที่สุดคือsub-6 GHz (mid-band) ซึ่งให้ความเร็วประมาณ 10–1000 Mbit/s และมีระยะครอบคลุมกว้างกว่าย่านความถี่ mmWave C-Band (n77/n78) เปิดตัวในสหรัฐอเมริกาในปี 2022 แม้ว่าการเปิดใช้งานโดยVerizonและAT&Tจะล่าช้าไปชั่วคราวเนื่องจาก ข้อกังวลด้านความปลอดภัย ของ FAAความเร็ว 5G สูงสุดที่วัดได้ในเครือข่ายที่ใช้งานจริงคือ 5.9 Gbit/s (2023) [ 61 ]ความถี่ต่ำ เช่น n5 ครอบคลุมพื้นที่ต่อเซลล์ได้กว้างกว่า แต่ให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลต่ำกว่าประมาณ 5–250 Mbit/s [ 62 ]
ความหน่วง
โดยทั่วไปแล้วความหน่วงของสัญญาณ 5G จะอยู่ที่ประมาณ 8–12 มิลลิวินาที ไม่รวมการส่งซ้ำและการเปลี่ยนเครือข่ายVerizonรายงานความหน่วงประมาณ 30 มิลลิวินาทีในการใช้งานช่วงแรก[ 63 ]เซิร์ฟเวอร์ Edgeที่อยู่ใกล้สถานีฐานสามารถลดเวลาไปกลับลงเหลือประมาณ 14 มิลลิวินาที และลดความผันผวนให้เหลือประมาณ 1.8 มิลลิวินาที[ 64 ]ความหน่วงจะเพิ่มขึ้นอย่างมากในระหว่างการเปลี่ยนเครือข่าย โดยมีช่วงตั้งแต่ 50 ถึง 150 มิลลิวินาที ขึ้นอยู่กับสภาพเครือข่าย[ 65 ]การวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่มุ่งเน้นไปที่การลดการหยุดชะงักเหล่านี้โดยการปรับระยะขอบการเปลี่ยนเครือข่ายและพารามิเตอร์เวลาในการเรียกใช้งาน
อัตราข้อผิดพลาด
5G ใช้รูปแบบการปรับสัญญาณและการเข้ารหัสแบบ ปรับได้ (MCS) เพื่อรักษาระดับอัตราข้อผิดพลาดของบล็อก (BLER) ให้ต่ำ เมื่ออัตราข้อผิดพลาดเกินเกณฑ์ที่กำหนด ระบบจะเปลี่ยนไปใช้ MCS ที่ต่ำกว่าโดยอัตโนมัติ เพื่อให้ความสำคัญกับความน่าเชื่อถือมากกว่าความเร็ว
พิสัย
ระยะการใช้งานของ 5G จะแตกต่างกันไปตามกำลังส่ง ความถี่ และสัญญาณรบกวนคลื่นความถี่สูงระดับมิลลิเมตร (เช่น n258) มีระยะการใช้งานสั้นกว่าคลื่นความถี่กลาง (n78) ซึ่งมีระยะการใช้งานสั้นกว่าคลื่นความถี่ต่ำ (n5) ผู้ให้บริการใช้การจำลองเครือข่ายและการทดสอบภาคสนามเพื่อวัดระยะการใช้งานและความครอบคลุมที่แท้จริงของคลื่นความถี่เหล่านี้ เนื่องจากประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงอาจแตกต่างจากที่โฆษณาไว้
มาตรฐาน
คำว่า 5G ถูกนำมาใช้ครั้งแรกใน มาตรฐาน IMT-2020ของสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศโดยกำหนดอัตราการดาวน์โหลดและอัปโหลดสูงสุดไว้ที่ 20 และ 10 Gbit/s ตามลำดับ[ 66 ]
ต่อมา โครงการความร่วมมือรุ่นที่ 3 ( 3GPP) ได้เสนอ เทคโนโลยี 5G New Radio (NR) สำหรับ IMT-2020 [ 67 ] [ 68 ]
ช่วงความถี่
5G NR ทำงานในสองย่านความถี่:
- FR1 (ต่ำกว่า 6 GHz; 410 MHz ถึง 7.125 GHz): ความถี่ต่ำและกลางที่มีช่วงครอบคลุมกว้างและความเร็วปานกลาง
- FR2 (24.25 GHz ถึง 71 GHz): ความถี่คลื่นมิลลิเมตร (mmWave; สูงกว่า) ที่มีความเร็วสูงกว่าแต่ระยะทางสั้นกว่า[ 69 ]
มีรายงานว่าการใช้งาน FR1 ในระยะเริ่มต้นที่ใช้โครงสร้างพื้นฐาน 4G ซ้ำ ( โหมดที่ไม่ใช่แบบสแตนด์อะโลน ) สามารถให้ปริมาณงานสูงกว่าเครือข่าย 4G ขั้นสูงถึง 15–50 เปอร์เซ็นต์ภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวย [ 70 ]
โหมดการปรับใช้เครือข่าย
เครือข่าย 5G สามารถทำงานในโหมด Non-Standalone (NSA) โดยใช้โครงสร้างพื้นฐาน LTE ที่มีอยู่ หรือโหมด Standalone (SA) โดยใช้เครือข่าย 5G Core (5GC) เฉพาะ[ 71 ]
ข้อกำหนด 3GPP
3GPP และETSIเผยแพร่ข้อกำหนดทางเทคนิคที่สำคัญ ซึ่งรวมถึง:
- TS 23.501 – สถาปัตยกรรมระบบสำหรับระบบ 5G (5GS)
- TS 24.501 – โปรโตคอล Non-Access-Stratum (NAS) สำหรับ 5GS
- TS 23.003 – การกำหนดหมายเลข การกำหนดที่อยู่ และการระบุ[ 72 ]
- TS 26.131 – ข้อกำหนดด้านเสียงสำหรับอุปกรณ์ปลายทางในการโทรศัพท์; ข้อกำหนด
- TS 26.132 – ข้อกำหนดการทดสอบเสียงสำหรับอุปกรณ์โทรศัพท์เสียงและวิดีโอ
- TS 26.441 – ตัวแปลงสัญญาณสำหรับบริการเสียงขั้นสูง; ภาพรวมทั่วไป
หน่วยงานมาตรฐานอื่นๆ
องค์กรอื่นๆ ก็มีส่วนร่วมในการกำหนดมาตรฐาน 5G ด้วยเช่นกัน
ข้อกำหนด DECT -2020กำหนด DECT NR+ ซึ่งเป็นระบบวิทยุแบบตาข่ายที่ไม่ใช้เซลลูลาร์และได้รับการยอมรับจาก ITU ว่าเป็นส่วนหนึ่งของ 5G [ 73 ] [ 74 ]
IEEE กำหนดมาตรฐานสำหรับการเชื่อมต่อแบบใช้สายระหว่าง หน่วยวิทยุระยะ ไกล(RRU)และหน่วยเบสแบนด์ (BBU )
- มาตรฐาน IEEE 1914.1 อธิบายถึงสถาปัตยกรรมของ เครือข่าย fronthaulที่เชื่อมต่อส่วนประกอบเหล่านี้เข้าด้วยกัน
- IEEE 1914.3 กำหนดรูปแบบอีเธอร์เน็ตสำหรับการส่งข้อมูล I/Qโดยอิงตามการแบ่งฟังก์ชันของ 3GPP [ 75 ]
5Gi
5Gi ได้รับการพัฒนาในอินเดียโดย IIT Madras, IIT Hyderabad, Telecommunications Standards Development Society India (TSDSI) และ Centre of Excellence in Wireless Technology (CEWiT) โดยขยายการครอบคลุม 5G ไปยังพื้นที่ชนบทและพื้นที่ห่างไกลผ่านการกำหนดค่าเซลล์ขนาดใหญ่ที่มีการเคลื่อนที่ต่ำ (LMLC) [ 76 ] 5Gi ได้ถูกรวมเข้ากับมาตรฐาน 5G NR ระดับโลกใน 3GPP Release 17 ในเดือนเมษายน 2022 [ 77 ]
อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ
ในอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ (IoT) 3GPP กำหนดวิวัฒนาการของNB-IoTและeMTCเพื่อรองรับ แอปพลิเคชัน พลังงานต่ำในพื้นที่กว้างเช่น เซ็นเซอร์และมิเตอร์ที่เชื่อมต่อ[ 78 ]
เสียงพากย์ (Voice over NR หรือ VoNR)
มาตรฐาน 3GPP ยังกำหนดบริการการสื่อสารขั้นสูงสำหรับอุปกรณ์เสียงและอุปกรณ์เชื่อมต่ออีกด้วย
3GPP นิยาม Voice over NR ว่าเป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถส่งเสียงคุณภาพสูงแบบเนทีฟผ่านเครือข่าย 5G Standalone โดยใช้สถาปัตยกรรมระบบ 5G ซึ่งแตกต่างจากการใช้งาน 5G Non-Standalone ในช่วงแรกๆ ที่อาศัยEvolved Packet System Fallback VoNR ผสานรวมโดยตรงกับ IP Multimedia Subsystem (IMS) ที่ใช้ใน VoLTE โดยใช้โปรโตคอล NAS เพื่อสร้างโฟลว์ QoS ที่มีลำดับความสำคัญสูงซึ่งรองรับข้อกำหนด URLLC สำหรับการรับส่งข้อมูลเสียง การสนับสนุน 5G Standalone เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับ VoNR VoNR ได้รับประโยชน์จากสถาปัตยกรรมความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุงของเครือข่าย 5G Core รวมถึงการปกป้องข้อมูลประจำตัวผู้สมัครใช้บริการที่ดีขึ้น VoNR มอบคุณภาพเสียงที่เหนือกว่าผ่าน ตัวแปลง สัญญาณ Enhanced Voice Services (EVS) ซึ่งต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านเสียงของเทอร์มินัลที่เข้มงวดและขั้นตอนการทดสอบที่เป็นมาตรฐาน[ 79 ] [ 80 ]
โทรศัพท์ส่วนใหญ่ที่วางจำหน่ายตั้งแต่ปี 2023 เป็นต้นไป (เช่น iPhone 15 ซีรีส์และรุ่นเรือธงใหม่กว่า) รองรับ VoNR แต่ความพร้อมใช้งานขึ้นอยู่กับการเปิดใช้งานของผู้ให้บริการในแต่ละพื้นที่
เครือข่ายนอกภาคพื้นดิน
3GPP ยังกำหนดเครือข่ายที่ไม่ใช่ภาคพื้นดิน (NTN) ซึ่งใช้ดาวเทียมและแพลตฟอร์มทางอากาศเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ที่เครือข่ายภาคพื้นดินไม่สามารถใช้งานได้จริง[ 81 ] [ 82 ]
5G ขั้นสูง
5G-Advanced หรือที่รู้จักกันในชื่อ 5.5G หรือ 5G-A ได้รับการกำหนดไว้ใน 3GPP Release 18 ว่าเป็นช่วงเปลี่ยนผ่านระหว่าง 5G และ6Gโดยเพิ่มคุณสมบัติเพื่อการใช้คลื่นความถี่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ความต้องการพลังงานที่ต่ำลง และความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น Release นี้ได้นำเสนอการจัดการเครือข่ายโดยใช้ AI และ ML บริการความเป็นจริงเสมือน และการสนับสนุนการสื่อสารสำหรับระบบอัตโนมัติ[ 83 ] [ 84 ] [ 85 ]
เวอร์ชัน 18 ระบุวิธีการซิงโครไนซ์เวลาที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ซึ่งเป็นอิสระจากGNSSและฟังก์ชันระบุตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ในตัว นอกจากนี้ยังขยายการรองรับการสื่อสารนอกภาคพื้นดินไปยังดาวเทียมและการสื่อสารทางอากาศด้วย
5G เรดแคป
5G Reduced Capability (RedCap) ใน 3GPP Release 17 ได้รับการออกแบบมาเพื่อเชื่อมช่องว่างระหว่างอุปกรณ์ 5G ประสิทธิภาพสูงและเทคโนโลยี IoT พลังงานต่ำ เช่น LTE-M และ NB-IoT โดยสร้างขึ้นเพื่อแก้ไขกรณีการใช้งานระหว่างเทคโนโลยี Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra-Reliable Low-Latency Communications (URLLC) และ Massive Machine-Type Communication (mMTC) [ 86 ]
ฮาร์ดแวร์ 5G

สมาคมผู้จำหน่ายอุปกรณ์เคลื่อนที่ระดับโลก (GSA) ได้รวบรวมฐานข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่รองรับ 5G ชุดแรก โดยระบุรายชื่อผู้ผลิต 23 รายและ 33 รุ่นในหมวดหมู่ต่างๆ เช่น สมาร์ทโฟน ฮอตสปอต และอุปกรณ์สำหรับลูกค้า[ 87 ]การสำรวจในภายหลังบันทึกผลิตภัณฑ์ที่ประกาศมากกว่าหนึ่งร้อยรายการจากผู้จำหน่ายกว่าห้าสิบราย[ 88 ]
ชิปเซ็ตโมเด็ม 5G รุ่นแรกๆได้รับการเผยแพร่โดยIntel , MediaTek , Qualcomm และ Samsung ตามด้วยแพลตฟอร์มเพิ่มเติมในรุ่นผลิตภัณฑ์ต่อมา[ 89 ]
Samsung Galaxy S10 5Gเป็นหนึ่งในสมาร์ทโฟนรุ่นแรกๆ ที่รองรับเครือข่าย 5G [ 90 ]รุ่น 5G รุ่นแรกๆ อื่นๆ ได้แก่Nokia 8.3 5Gซึ่งออกแบบมาสำหรับการใช้งานในช่วงความถี่ต่ำถึงกลาง[ 91 ] Google Pixel 5และ Pixel 4a (5G) [ 92 ]และiPhone 12 series ของAppleซึ่งเป็นรุ่นแรกของบริษัทที่มีความสามารถ 5G [ 93 ] [ 94 ]

ในช่วงต้นทศวรรษ 2020 สมาร์ทโฟนระดับไฮเอนด์ส่วนใหญ่มีคุณสมบัติ 5G ในขณะที่อุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคบางรุ่นยังไม่รองรับอย่างเต็มรูปแบบ ส่งผลให้ประโยชน์ในทางปฏิบัติสำหรับผู้ใช้โทรศัพท์ระดับกลางมีเพียงเล็กน้อย และการใช้งาน 5G ก็ล่าช้ากว่าที่คาดไว้[ 95 ]
ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
ความเสี่ยงด้านเครือข่ายและโปรโตคอล
ในปี 2019 คณะกรรมาธิการยุโรปและหน่วยงานความมั่นคงทางไซเบอร์ของสหภาพยุโรป (ENISA) ได้เตือนว่าเครือข่าย 5G อาจขยายช่องทางการโจมตีสำหรับผู้กระทำการที่เป็นรัฐ และแนะนำให้กระจายซัพพลายเออร์NokiaและEricssonเป็นผู้ผลิตในยุโรปเพียงรายเดียว[ 96 ]
Researchers from ETH Zurich and partner universities found weaknesses in the 5G authentication process that could expose users to new security risks.[97] They concluded that the system was still immature and that its higher data capacity could increase exposure to attacks.[98]
A 2022 study identified a design flaw in the Evolved Packet System (EPS) that could affect device behavior during network switching.[99]
Internet of things risk
Growth of the Internet of things increases the number of devices connected through 5G. IoT Analytics estimated growth from about 7 billion devices in 2018 to over 21 billion by 2025, raising exposure to DDoS attacks, cryptojacking, and other cyberattacks.[100]
Espionage and supply chain risk
Concerns about espionage and data access have influenced national policies. The United States, Australia, and the United Kingdom have restricted or banned Chinese-made equipment.[101]
A 2012 report by the United States House Permanent Select Committee on Intelligence concluded that equipment from Huawei and ZTE could pose national-security risks.[102] Later assessments by U.S. intelligence agencies warned that Huawei products could allow covert data access.[103] In 2022, the FBI reported that Huawei equipment near U.S. military bases could interfere with nuclear communications.[104]
Huawei and the Chinese government deny the allegations. Analysts note that China's National Security Law could require companies to provide data to authorities if requested.[105]
In 2020, the United States Department of State launched The Clean Network initiative to promote data privacy and security among allied nations. By year-end, more than 60 countries and 200 telecommunications companies had joined, including most NATO, EU, and OECD members.[106]
Interference issues
Weather and satellite data
แถบ ความถี่ 5G บางแถบ เช่น n258 ที่ 26 GHz อยู่ใกล้กับความถี่ที่ใช้สำหรับการตรวจวัดระยะไกล แบบพาสซีฟ โดย ดาวเทียม ตรวจอากาศและดาวเทียมสำรวจโลกรวมถึง การวัด ไอน้ำที่ 23.8 GHz [ 107 ]การรบกวนการสังเกตการณ์จากดาวเทียมอาจลดความแม่นยำของ แบบจำลอง การพยากรณ์อากาศเชิงตัวเลขและส่งผลกระทบต่อภาคส่วนต่างๆ เช่น การ บินพาณิชย์[ 108 ]
NASA, NOAAและกองทัพเรือสหรัฐฯเตือนว่าการปล่อยคลื่นนอกย่านความถี่จากการส่งสัญญาณ 5G ใกล้ 24 GHz อาจทำให้การพยากรณ์แย่ลงได้ถึง 30% [ 109 ]การประชุมวิทยุสื่อสารโลกปี 2019 ได้กำหนดขีดจำกัดชั่วคราวไว้ที่ −33 dBWจนถึงปี 2027 ตามด้วย −39 dBW องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) และศูนย์พยากรณ์อากาศระยะกลางแห่งยุโรป (ECMWF) เตือนว่าขีดจำกัดเหล่านี้อาจลดความน่าเชื่อถือของการพยากรณ์ลงได้[ 110 ]
ระบบการบิน
ในปี 2021–2022 สำนักงานบริหารการบินแห่งสหรัฐอเมริกา (FAA) ได้เตือนว่าสัญญาณ 5G บางส่วนอาจรบกวนเครื่องวัดความสูงเรดาร์ ของเครื่องบิน ซึ่งทำงานที่ความถี่ 4.2–4.4 GHz ในขณะที่บริการ 5G ใหม่ใช้ความถี่ 3.7–4.0 GHz [ 111 ]ยุโรปใช้ความถี่ที่ต่ำกว่า (3.4–3.8 GHz) ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงลง[ 112 ]
การสื่อสารผ่านดาวเทียม
การจัดสรร 5G บางส่วนทับซ้อนกับความถี่ที่ใช้โดย ระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม C bandการรบกวนอาจเกิดขึ้นเมื่อเครือข่ายทำงานที่ 3.3–3.6 GHz ใกล้กับการรับสัญญาณดาวเทียมที่ 3.4–4.2 GHz [ 113 ]การลดผลกระทบใช้ ตัวแปลงสัญญาณ ลงแบบบล็อกที่มีสัญญาณรบกวนต่ำและตัวกรองแบบท่อนำคลื่น
การใช้งาน Wi-Fi ร่วมกัน
5G และWi-Fi 6Eใช้ย่านความถี่ 6 GHz ร่วมกัน ซึ่งช่วยให้ใช้สเปกตรัมได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ต้องมีการประสานงานเพื่อป้องกันการรบกวน ทั้งสองระบบทำงานภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ต้องขอใบอนุญาตในสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรป โดยรองรับ เทคโนโลยี NR-Uและ Wi-Fi 6E [ 114 ]
การรับรู้ของสาธารณชน
นักวิเคราะห์ตั้งข้อสังเกตว่าการตลาดของ 5G มักจะกล่าวเกินจริงถึงความสามารถ[ 115 ]ข้อกังวลทั่วไป ได้แก่ ประโยชน์ที่ผู้ใช้ได้รับมีจำกัด ระยะสัญญาณ mmWave สั้น และการเปลี่ยนชื่อการปรับปรุงที่ไม่ใช่ 5G เป็น 5G [ 116 ]
จากการสำรวจในปี 2020 โดยMcKinsey & Companyพบว่าผู้ให้บริการระบุกรณีการใช้งานที่สร้างกำไรได้ทันทีเพียงไม่กี่กรณี[ 117 ]การสำรวจผู้บริโภคแสดงให้เห็นถึงทัศนคติที่หลากหลาย โดยมีความสงสัยเกี่ยวกับคำกล่าวอ้างทางการตลาดและการครอบคลุมที่ไม่สม่ำเสมอในการใช้งานในช่วงแรก[ 118 ]กลุ่มอุตสาหกรรมและผู้ให้บริการเครือข่ายระบุว่า 5G ช่วยให้ความเร็วเพิ่มขึ้นและความหน่วงต่ำลง แม้ว่าผลลัพธ์จะขึ้นอยู่กับการวางโครงสร้างพื้นฐานและคลื่นความถี่ที่มีอยู่ ในทางตรงกันข้ามกับความตื่นเต้นในช่วงแรกเกี่ยวกับโอกาส บริษัทหลายแห่งที่พยายามในการใช้งานได้พบกับความเป็นจริง ผู้ใช้ไม่กระตือรือร้นที่จะอัปเกรดเทคโนโลยี[ 119 ]ห้าปีหลังจากการเปิดตัว ผู้ใช้ส่วนใหญ่ยังคงไม่เปลี่ยนไปใช้มาตรฐานใหม่[ 120 ]
ข้อมูลที่ผิดพลาด
การเรียกร้องด้านสุขภาพ
ความกังวลของสาธารณชนเกี่ยวกับผลกระทบของสัญญาณไร้สายมีมาก่อนเทคโนโลยี 5G ความกังวลที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับมาตรฐานโทรศัพท์มือถือรุ่นก่อนหน้าในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 ตามศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) ระบุว่า "การสัมผัสกับรังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออน ในปริมาณมากและโดยตรง อาจส่งผลให้เนื้อเยื่อเสียหายเนื่องจากความร้อน ซึ่งพบได้ไม่บ่อยและส่วนใหญ่เป็นความกังวลในที่ทำงานสำหรับผู้ที่ทำงานกับแหล่งกำเนิดรังสีที่ไม่ก่อให้เกิดไอออนขนาดใหญ่" [ 121 ]
นักวิจารณ์บางคนโต้แย้งว่าขีดจำกัดการสัมผัสที่มีอยู่นั้นผ่อนปรนเกินไปหรือได้รับอิทธิพลจากการล็อบบี้ของอุตสาหกรรม ข้อกล่าวอ้างที่ว่าการใช้เครือข่ายมือถือ 5G อาจทำให้เกิดมะเร็งนั้นไม่ได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์[ 122 ]
มีการตีพิมพ์หนังสือหลายเล่มที่อ้างสรรพคุณของคลื่นไร้สายโดยไม่ได้รับการตรวจสอบ หนึ่งในนั้นคือหนังสือของโจเซฟ เมอร์โคลาซึ่งอ้างว่ามีความเชื่อมโยงกับโรคสมาธิสั้นโรคหัวใจ และมะเร็งสมอง เมอร์โคลาถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าเผยแพร่ข้อมูลที่ผิดพลาดในช่วงการระบาดของโควิด-19 และถูก สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA) เตือนเรื่องการขายยารักษาโควิด-19 ที่ไม่ได้รับการอนุมัติ[ 123 ] [ 124 ]
ตามรายงานของThe New York Timesข้อโต้แย้งเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพของ 5G ส่วนหนึ่งมีต้นกำเนิดมาจากรายงานที่ไม่ได้รับการตีพิมพ์ในปี 2000 โดยนักฟิสิกส์ Bill P. Curry สำหรับคณะกรรมการโรงเรียน Broward County ซึ่งสรุปอย่างไม่ถูกต้องว่าคลื่นไมโครเวฟความถี่สูงจะถูกดูดซับโดยสมองได้ลึกกว่า[ 125 ]การวิเคราะห์ในภายหลังแสดงให้เห็นว่านี่เป็นความเข้าใจผิดเกี่ยวกับ ผลการวิจัย ในหลอดทดลองผู้เชี่ยวชาญตั้งข้อสังเกตว่าความถี่คลื่นมิลลิเมตรที่ใช้โดย 5G ไม่สามารถทะลุผ่านผิวหนังหรือเข้าถึงอวัยวะภายในได้
ในบทความปี 2019 หนังสือพิมพ์ฉบับเดียวกันรายงานว่าRT Americaส่งเสริมข้อกล่าวอ้างที่เชื่อมโยง 5G กับโรคต่างๆ เช่น มะเร็งสมอง ภาวะมีบุตรยาก และโรคอัลไซเมอร์ เครือข่ายดังกล่าวออกอากาศรายการดังกล่าวหลายรายการในปี 2019 ซึ่งต่อมามีการอ้างอิงโดยบล็อกและเว็บไซต์จำนวนมาก[ 126 ]
ในปี 2019 เมืองต่างๆ เช่นบรัสเซลส์และเจนีวาได้ระงับการติดตั้ง 5G ชั่วคราวเพื่อรอการประเมินรังสี[ 127 ] [ 128 ]สมาคมโทรคมนาคมแห่งสวิตเซอร์แลนด์ระบุว่าการศึกษาต่างๆ ไม่ได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์จากการสัมผัส 5G [ 129 ]
การถกเถียงที่คล้ายกันเกิดขึ้นในเนเธอร์แลนด์สหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักร ซึ่งเทศบาลบางแห่ง ได้ชะลอการใช้งานชั่วคราวหรือออกแถลงการณ์เตือน[ 130 ] [ 131 ]
สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA)ยืนยันว่าขีดจำกัดการสัมผัสพลังงานคลื่นความถี่วิทยุของโทรศัพท์มือถือที่มีอยู่เพียงพอต่อการปกป้องสุขภาพของประชาชน[ 132 ]
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า (EMF) ระดับต่ำสามารถส่งผลกระทบทางชีวภาพที่วัดได้ในพืชและสัตว์ แต่การวิจัยยังไม่สามารถสรุปได้แน่ชัดเกี่ยวกับความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์[ 133 ]การวิเคราะห์แบบเมตาในปี 2019 พบว่าในขณะที่ การศึกษา ในหลอดทดลองและในร่างกาย จำนวนมาก ตรวจพบการตอบสนองทางชีวภาพต่อการสัมผัสคลื่นความถี่วิทยุ แต่หลักฐานไม่ได้พิสูจน์ความเสี่ยงต่อสุขภาพ[ 134 ]
ทฤษฎีสมคบคิดเกี่ยวกับโควิด-19

การเปิดตัวเทคโนโลยี 5G เริ่มขึ้นในช่วงการระบาดของ COVID-19ทำให้เกิดทฤษฎีสมคบคิดที่เชื่อมโยง 5G กับการระบาด[ 135 ]
ข้อกล่าวอ้างเหล่านี้ทำให้เกิดการวางเพลิงเสาโทรคมนาคมในบางส่วนของยุโรป รวมถึงเนเธอร์แลนด์ สหราชอาณาจักร และอิตาลี[ 136 ] [ 137 ] [ 138 ]ในสหราชอาณาจักร มีรายงานว่าเสาโทรศัพท์มือถืออย่างน้อย 61 ต้นถูกวางเพลิง[ 139 ]
ในช่วงเดือนแรก ๆ ของการแพร่ระบาด ผู้ประท้วงต่อต้านการล็อกดาวน์ชาวออสเตรเลียถือป้ายต่อต้าน 5G ซึ่งต่อมาเชื่อมโยงกับกลุ่มทฤษฎีสมคบคิดที่กว้างขึ้น มีทฤษฎีสมคบคิดหลักสองเวอร์ชัน: [ 140 ]
- ข้อกล่าวอ้างแรกระบุว่า รังสีจาก 5G ทำให้ระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอลง ทำให้ผู้คนเสี่ยงต่อการติดเชื้อSARS-CoV-2ซึ่งเป็นไวรัสที่ก่อให้เกิด COVID-19 มากขึ้น
- ข้อกล่าวอ้างที่สองคือ 5G เป็นสาเหตุของ COVID-19 บางเวอร์ชันอ้างว่าการระบาดใหญ่ได้ปกปิดอาการป่วยที่ถูกกล่าวโทษว่าเป็นผลมาจาก 5G ในขณะที่บางเวอร์ชันเสนอว่า COVID-19 เริ่มต้นใน เมือง อู่ฮั่นซึ่งเป็นหนึ่งในเมืองแรกๆ ที่มีการติดตั้ง 5G ในช่วงแรก
การตลาดเทคโนโลยีก่อน 5G
การทำการตลาดเทคโนโลยี pre-5G หมายถึงการส่งเสริม เครือข่าย 4G ที่ได้รับการปรับปรุง ให้เป็นตัวนำร่องหรือทางเลือกแทน5Gก่อนและระหว่างการใช้งาน 5G ในช่วงแรก ผู้ให้บริการเครือข่ายมือถือบางรายใช้คำต่างๆ เช่น "pre-5G", "5G-ready", "4.5G" และ "5G Evolution" สำหรับ เครือข่าย LTE AdvancedหรือLTE Advanced Pro ที่ได้รับการอัปเกรด เครือข่ายเหล่านี้สามารถใช้คุณสมบัติต่างๆ เช่นcarrier aggregation , 256-QAM และ 4×4 MIMOเพื่อเพิ่มอัตราการรับส่งข้อมูล แต่ไม่ได้ใช้5G NRซึ่งเป็นเทคโนโลยีการเข้าถึงคลื่นวิทยุที่เป็นมาตรฐานสำหรับเครือข่าย 5G [ 141 ]
ตัวอย่างที่โดดเด่นคือ5G Evolutionซึ่งเปิดตัวโดยAT&Tในปี 2017 เพื่อทำการตลาดบริการ LTE ความเร็วสูง AT&T อธิบายบริการนี้ว่าเป็น "รากฐานสำหรับการพัฒนาไปสู่ 5G ของเราในขณะที่มาตรฐาน 5G กำลังอยู่ในขั้นตอนการสรุป" แต่สื่อสิ่งพิมพ์ด้านเทคโนโลยีวิจารณ์การสร้างแบรนด์ดังกล่าวว่าทำให้เข้าใจผิด เนื่องจากเครือข่ายพื้นฐานยังคงใช้เทคโนโลยี LTE แทนที่จะเป็น 5G [ 142 ] [ 141 ]
ในปี 2019 Sprintฟ้อง AT&T โดยกล่าวหาว่าการใช้ชื่อแบรนด์ 5G Evolution และ "5GE" ทำให้ผู้บริโภคเข้าใจผิดว่าพวกเขากำลังได้รับบริการ 5G ข้อพิพาทดังกล่าวได้รับการยุติในภายหลัง[ 143 ]ในปี 2020 คณะกรรมการตรวจสอบโฆษณาแห่งชาติแนะนำให้ AT&T หยุดใช้คำว่า "5G Evolution" และคำกล่าวอ้างที่เกี่ยวข้องในการโฆษณา โดยพบว่าคำดังกล่าวทำให้เข้าใจผิด AT&T กล่าวว่าไม่เห็นด้วยกับการตัดสินใจดังกล่าว แต่จะปฏิบัติตามกระบวนการกำกับดูแลตนเอง[ 144 ]
อ่านเพิ่มเติม
- Karipidis, Ken; Mate, Rohan; Urban, David; Tinker, Rick; Wood, Andrew (กรกฎาคม 2023). "เครือข่ายมือถือ 5G และสุขภาพ—การทบทวนสถานะทางวิทยาศาสตร์ของการวิจัยเกี่ยวกับสนาม RF ระดับต่ำเหนือ 6 GHz"วารสารวิทยาศาสตร์การสัมผัสและระบาดวิทยาด้านสิ่งแวดล้อม 31 ( 4): 585– 605. doi : 10.1038/s41370-021-00297-6 . PMC 8263336 . PMID 33727687 .
ลิงก์ภายนอก
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ 5G
5G คือ เทคโนโลยีเครือข่ายโทรศัพท์มือถือรุ่นที่ห้าและรุ่นปัจจุบันและเป็นรุ่นต่อจาก4Gในการใช้งานเชิงพาณิชย์ทั่วไป คำนี้หมายถึงเครือข่ายมือถือที่ใช้ระบบ 3rd Generation Partnership...
ประวัติศาสตร์
มาตรฐานเครือข่ายโทรศัพท์มือถือและลำดับเวลาการพัฒนา
งานวิจัยช่วงแรก (ปี 2008–2012)
ในปี พ.ศ. 2551 NASA และ Machine-to-Machine Intelligence Corporation (M2Mi) ได้ทำการศึกษาการสื่อสารของนาโนดาวเทียมซึ่งมีอิทธิพลต่อแนวคิดเครือข่ายยุคใหม่ในช่วงแรก [ 5 ]
การกำหนดมาตรฐานและการทดลองเบื้องต้น (2013–2018)
ในปี 2556 คณะทำงาน ITU-R 5D ได้เริ่มศึกษาเกี่ยวกับ IMT-2020 ซึ่งต่อมาได้รับการกำหนดเป็นมาตรฐาน 5G อย่างเป็นทางการ [ 8 ]