Одним из требований IMT-Advanced является требование к пропускной способности (до 1 Гбит/с) канала связи между базовой станцией и мобильной станцией. Для того, чтобы обеспечить требуемые значения пропускной способности в LTE-A предусмотрена поддержка до 5-ти частотных каналов по 20 МГц шириной. Таким образом общая ширина канала может достигать 100 МГц. Скорости передачи в этом случае могут достигать 3 Гбит/с в нисходящем канале.
Для того, чтобы обеспечить обратную совместимость с LTE Rel.8 предусмотрена возможность конфигурации каждого канала (carrier) как будто это обычный канал LTE Rel.8. Однако, необязательно, чтобы одновременно все каналы были сконфигурены в этом ключе. Используемые каналы могут занимать соседние частотные диапазоны (continuous), а могут находится и в различных частотных областях (non-continuous). Это позволяет обеспечить дополнительную гибкость при использовании имеющихся у оператора частотных диапазонах. Возможные комбинации частотных диапазонов для объединения специфицируются 3GPP (эти комбинации приводятся ниже).
В случае использования нескольких каналов, которые занимают соседние частотные диапазоны, требуется защитный интервал минимум в 300 КГц. Отметим, что с точки зрения реализации, вариант использования частотных каналов одинакового размера и занимающих соседние частотные диапазоны является наименее трудоемким. В то время как, реализация поддержки частотных каналов разного размера и из различных частотных диапазонов является наиболее трудоемкой.
Как правило, предполагается, что каждый частотный канал обслуживается базовой станцией независимо (распределение ресурсов, HARQ процедуры и т.д.). Однако, возможны варианты совместного обслуживания частотных каналов (cross-carrier). Такой вариант может быть использован, например, в гетерогенных сетях. Для снижения энергозатрат мобильной станции возможно использование только одного частотного канала для передачи данных (primary carrier) с динамическим подключением дополнительных каналов (если мобильная станция поддерживает данную опцию) в случаях, когда необходимо передать большие объемы данных.
Первым релизом LTE, где добавляется поддержка объединения каналов, является Release 10. Однако, определенных комбинаций для объединения каналов было всего 3 (см. таблицу ниже). В следующем релизе (Release 11) происходит существенное расширение разрешенных комбинаций. В Release 12 добавляются комбинации для объединения трех каналов в нисходящем направлении (downlink) и двух каналов в восходящем. Ниже приводятся определенные 3GPP комбинации для объединения каналов.
Основные преимущества Carrier Aggregation заключаются в следующем:
- Увеличение скорости передачи. Увеличение используемого частотного диапазона приводит к возрастанию скоростей передачи данных в секторе.
- Повышение эффективности использования радиоресурсов. Объединение частотных каналов (диапазонов) позволяет добиться не только увеличения спектра, но и другие преимущества от динамического распределения ресурсов для передачи данных в рамках всего объединенного диапазона. Что ведет к увеличению ёмкости сектора и улучшению пользовательского опыта. Например, если пользователь попал в перегруженный сектор на одном частотном диапазоне, то он может быть тут же (распределение радиоресурсов осуществляется динамически каждый TTI, 1 мс) обслужен в другом частотном диапазоне, что позволяет поддерживать уровень пользовательского опыта (Quality of Experience).
- Оптимальное использование частотного ресурса, которым обладает оператор. Подавляющие большинство операторов имеет фрагментированный частотный ресурс, который, к тому же, может быть различного размера и в разных частотных диапазонах. Carrier Aggregation позволяет объединить этот частотный ресурс и использовать его одним блоком для обслуживания абонентов. Кроме этого, стандарт LTE Rel.8 имеет ограничение на максимальную ширину канала в 20 МГц, использование Carrier Aggregation позволяет уйти от этого ограничения и использовать канал с большей шириной (если, конечно, у оператора есть такой ресурс).
Одна из наиболее общих конфигураций для Carrier Aggregation заключается в объединении каналов низкого и высокого частотных диапазонов. При этом, канал на низких частотах имеет большую область покрытия, чем канал на высоких частотах (из-за лучшего распространения низкочастотных волн). Поэтому канал на низких частотах используется для обеспечения покрытия сети, а канал на высоких частотах — для увеличения ёмкости сети.
Для использования функциональности Carrier Aggregation в сети она должна поддерживаться как базовыми станциями, так и мобильными станциями (категории мобильных устройств).
Если вы не нашли интересующую вас информацию по LTE/LTE-A в этой статье, напишите мне об этом письмо на alexey.anisimov86@gmail.com. Я постараюсь ее добавить в кратчайшие сроки.
5G только-только стал развиваться в некоторых странах, и его главные преимущества — это более высокая скорость передачи данных и большая емкость сети, что важно с учетом развития устройств интернета вещей. Все это стало возможным благодаря использованию миллиметровых волн.
Они имеют гораздо более высокие частоты (до пары десятков гигагерц), чем 2G, 3G и 4G, и это вынудило операторов переосмыслить принципы развертывания сетей 5G. Причина в том, что более высокая частота несущей позволяет передавать больше данных за единицу времени, но при этом сигнал затухает гораздо быстрее, и теперь приходится располагать базовые станции гораздо ближе друг к другу.
И хотя 5G только начал свое развитие, и очевидно что новое поколение будет постоянно развиваться и улучшаться, инженеры уже задумываются от 6G. Самая простая идея, которую можно использовать — это продолжить увеличивать частоту, и тем самым автоматически будет расти и скорость передачи данных. Но куда это нас приведет? Как в таком случае будут устроены 7G и 8G? И в какой момент эта экстраполяция на будущие поколения беспроводных сетей больше не будет иметь физического смысла?
Конечно, не стоит рассматривать информацию ниже даже как предположение. Это просто описание того, как будет выглядеть связь на более высоких частотах. Разумеется, будущие поколения сотовой связи будут стремиться к увеличению емкости сети и скорости, но исследователи будут разрабатывать и совершенствовать новые методы, чтобы получить больше пользы от тех же частот.
Так, например, уже существует технология агрегации частот, которая позволяет продвинутым смартфонам использовать сразу несколько диапазонов LTE и получать скорости в несколько сотен мегабит в секунду. Кто знает, что будет в будущем — возможно, ИИ будет «рулить» спектром частот, или придумают кардинально новый способ передачи данных. Ну а мы рассмотрим только чистую физику: увеличение частоты.
6G — терагерцевые волны
Терагерцевые сканеры уже используют в аэропортах.
Каждое новое поколение сотовой связи разрабатывается далеко не один год, и ученые уже предлагают идеи для реализации 6G. Многие склоняются к тому, что этот стандарт будет исправлять недостатки 5G и даст улучшения на количественном уровне. Так, например, 1G открыл нам мобильную телефонию, а 2G улучшил ее и исправил недостатки.
3G дал нам быстрый доступ в интернет, а 4G снизил задержки и увеличил емкость сети. 5G даст нам полноценный интернет вещей и беспроводной AR/VR, а 6G, по предположению, опять же должен дать нам более высокие скорости и, возможно, объединение с Wi-Fi.
Самый простой способ увеличить скорость — это перейти к терагерцевым волнам, от 300 ГГц до 3 ТГц. Это на порядок выше, чем рабочие частоты 5G, что приводит к определенным проблемам: если для миллиметровых волн пятого поколения мобильной связи нужно расставлять передатчики каждые 150 метров, то 6G снизит это расстояние до 10 метров. Иными словами, вышки 6G будут натыканы как роутеры в квартирах, что потенциально приведет к исчезновению Wi-Fi.
Но, с другой стороны, это позволит увеличить скорости до тысячи раз: до 1 терабита в секунду. Для понимания этой величины — вы загрузите с помощью 6G Мстителей: Финал в 4К всего за 7.7 секунды.
Кстати, противники 5G, считающие, что излучение от вышек убивает нас, будут довольны: терагерцевые волны практически полностью останавливаются верхними слоями кожи, так что никакого негативного влияния на организм человека они не несут.
7G — ультрафиолет
С УФ-излучением мы встречаемся каждый день, будучи на Солнце. В солярии стоят именно такие лампы.
Но, вполне возможно, когда 6G получит активное распространение (а это, скорее всего, конец 2020-ых и начало 2030-ых), 4K уже будет устаревшим стандартом, и будет активно развиваться 8K с повышенной частотой кадров и в 3D. Так что по 6G с всего-то терабитом в секунду снова придется качать такие фильмы десятки минут или даже час — непорядок, так что продолжаем развивать мобильную связь.
Дальше на очереди — видимый свет, его частоты простираются от 400 до 750 ТГц. Очевидно, не самая лучшая кандидатура для передачи информации, так как в таком случае обмен данными в прямом смысле слова будет нам мешать видеть. Поэтому идем дальше, в сторону ультрафиолетового излучения.
Помните все тех же противников 5G? Вот тут они будут ликовать: если все поколения вплоть до 6G являются неионизирующими, то есть их беспокойства беспочвенные, 7G будет еще как ионизирующим. Ведь мы загораем на Солнце именно благодаря ультрафиолету. Поэтому каждая вышка сотовой связи в этом плане будет как миниатюрное Солнце, и активные пользователи смартфонов будут в лучшем случае черными от загара, а в худшем — серьезно повысится количество больных раком кожи.
Однако, вполне возможно, что в этом стандарте связи вышки будут посылать сигналы не в разные стороны, а формировать луч до устройства. С одной стороны, это серьезно снизит дальность (только прямая видимость), с другой — пользователи не будут облучаться почем зря.
Что касается скоростей, то это уже десятки петабит в секунду. Все те же Мстители: Финал в 4K скачаются всего за 400 миллисекунд.
8G — рентген
С рентгеновским излучением в больнице встречались, думаю, многие читатели, так что описывать его нет смысла.
Помните мобильные приложения с «рентгеном», которые позволяют раздевать людей при наведении на них камеры? Так вот, с 8G это станет реальностью. Дальше за ультрафиолетом последует рентген, то есть волны с частотами от 2 петагерц до 60 эксагерц (в этих числах от 15 до 19 нулей) и длинами от 0.005 до 100 нм.
И в данном случае распространение информации с помощью луча не поможет — придется облачаться в защитный костюм, чтобы не получить ожоги кожи, лучевую болезнь или рак. С учетом того, что уже сейчас многие люди «живут» в интернете, я не буду особо удивлен, если через пару-тройку десятилетий большинство пользователей действительно согласятся носить защитную одежду, только чтобы получить более быстрый доступ в сеть.
Что касается скоростей, то они покажутся вам фантастикой: сотни эксабит в секунду, время закачки Мстителей в 4К (если их тогда, конечно, еще будет кто-то смотреть и раздавать в таком низком качестве) — 25 наносекунд.
9G — гамма-излучение
Взрыв водородной бомбы — самый доступный нам источник гамма-излучения.
Ладно, все, что написано выше — конечно, фантастика, но вполне реальная. Терагерцевые сканеры используются в аэропортах для безопасного сканирования людей. Рентген используется в больницах для более глубокого сканирования — например, для получения снимка перелома. Но вот дальше рентгена по частотам идет гамма-излучение.
Его длины волн — десятитысячные доли нанометра, а частоты начинаются от десятка эксогерц. Единственный способ, который есть у человечества для создания такого излучения, это ядерный синтез. Короче говоря, при передаче информации с помощью «гаммы» будет использоваться такое же излучение, которое получается при взрыве водородной бомбы. К слову, оно же прилетает от взрывов сверхновых в далеком космосе (так называемые космические лучи).
Про какую-либо мобильную защиту от таких волн можно просто забыть: для того, чтобы вдвое ослабить такое излучение, потребуется свинцовый щит с толщиной в 2 сантиметра. А для ослабления хотя бы в сотню раз, до относительно безопасного уровня, толщину придется увеличить еще на порядок.
Зато скорости определенно порадуют: десятки зеттабит в секунду (21 нолик). Время закачки Мстителей уже не отражает такую величину, поэтому перейдем к большим масштабам: вы сможете загрузить весь объем данных человеческой цивилизации примерно за 3 секунды.
10G — финиш, гамма-лучи сверхвысоких энергий
Такие фотоны рождаются в очень редких катаклизмах галактического масштаба.
10G это конец. Если вы через полсотни лет на AliExpress найдете смартфон с поддержкой 11G — знайте, китайцы вас обманывают. Для этого поколения связи можно использовать гамма-лучи сверхвысоких энергий. Почему именно их? Да потому что физики пока не знают более высокочастотного излучения.
Очень редко из глубин космоса к нам прилетают настолько высокоэнергетические фотоны, что энергия каждого из них сравнима с пулей, выпущенной из пневматической винтовки. Так что при передаче данных с их помощью вам придется покупать смартфоны чаще, чем заряжать, ведь девайсы от такого обмена информацией будут разрушаться на физическом уровне. Кроме того, такие гамма-лучи имеют более чем достаточно энергии для того, чтобы разрушить ДНК, и укрыться от них в масштабах Земли практически нереально.
Что касается скорости… в общем, она будет квекбит в секунду. В СИ пока что официально даже нет такой приставки — все кончается на йотте с 24 нулями. В квекбите их 30. Такое значение просто невообразимо в масштабах нашего мира. Вы сможете играючи загружать всю информацию, собранную человечеством за все время существования, миллиарды раз в секунду. Про Мстителей даже заикаться нет смысла.
Вместо итогов
Конечно, все, описанное выше (кроме, возможно 6G) — чисто физика и не более того, и не стоит относиться к этому серьезно. Очевидно, что бездумное наращивание частот остановится куда раньше гамма-излучения и даже рентгена, и будут использоваться другие способы увеличения скорости. Но какие — покажет лишь будущее.
Пятьдесят лет назад методы нашей коммуникации посчитали бы научной фантастикой. Сегодня вы можете купить смартфон и с его помощью звонить, сидеть в Интернете, играть в игры, запускать приложения и делать намного больше, чем самый смелый автор-фантаст мог предполагать. Что дальше?
В ближайшем будущем, скорее всего, мы увидим, как сотовые телефоны медленно исчезают. Поскольку смартфоны становятся все более распространенными и дешевеют, их принимает больше людей. Этот процесс нарастает. Если вы считаете, что это технологическое достояние не ново, подумайте хорошенько. Первый iPhone был представлен только шесть лет назад. Как и во многих новых технологиях, всегда есть группа энтузиастов, возглавляющих шествие. Иногда вся толпа идет за пионерами — компакт-диски отличный пример. В других случаях, технология устаревает прежде, чем получит широкое признание — как пример, лазер-диски.
Смартфоны относятся к первой категории. Google Android и, собственно, iPhone вывели устройства для любителей на широкий рынок. В 2010 году появился первый смартфон, способный работать в сети 4G. Это был HTC EVO 4G, а сегодня 4G очень распространена в США и Европе.
Интернет будет играть огромную роль в коммуникациях. Голосовые протоколы VoIP уже играют существенную роль во многих сервисах и продуктах. Сайты типа Facebook и Twitter позволяют людям общаться с другими людьми, не выходя из дома. В прошлом только политики могли обращаться ко множеству людей в одночасье. Сегодня это может сделать каждый — благодаря Интернету.
Разумеется, все это приведет к определенным изменениям во всех сферах, от развлечений до политики. Революции творятся с помощью Twitter, информация разлетается быстрее, чем сарафанное радио, а мы все пишем и пишем. Но что будет дальше? Еще дальше? Еще-еще?
Содержание
В ожидании коммуникаций будущего
Первое, что ждет нас в недалеком будущем — это дополненная реальность. В системе дополненной реальности вы можете смотреть на мир сквозь технологический слой. Она может принимать форму смартфона — некоторые из приложений дополненной реальности уже существуют. Другой вариант — очки дополненной реальности. Как вы знаете, Google Glass стали первым колоколом. Вы можете посмотреть на мир вокруг и увидеть в режиме реального времени цифровую информацию о том, на что смотрите.
Классическим примером дополненной реальности является обзор ресторана. Вы можете остановиться перед рестораном и, используя систему дополненной реальности, прочитать отзывы или посмотреть меню, не заходя внутрь. Однако приложения не должны распространяться только на локации. Система дополненной реальности может распространяться и на людей. Представьте, что вы смотрите на незнакомца и видите его имя, профиль в Facebook, ник в Twitter и другую информацию. Очевидно, система дополненной реальности будет иметь проблемы с безопасностью, но об этом уже думают уполномоченные органы.
Теперь представьте видеоконференцию будущего. Несмотря на то, что эта технология существует уже давно, она не особо популярна. Возможно, из-за того, что аппаратное обеспечение работает не ахти, либо стоит слишком много. Но сегодня веб-камеры стали стандартом для многих ноутбуков и даже для телевизоров. Значит, мы готовимся войти в эпоху видеоконференций, подобно тем, что были в «Звездном пути»? Или никто не захочет прихорашиваться каждый раз, когда нужно заказать пиццу?
Одним из минусов видеоконференции является то, что вам приходится оставаться на одном месте в течение длительного срока, либо держать устройство так, чтобы вас постоянно было видно. Привыкнем ли мы к видеоконференциям так, как привыкли к болтовне по телефону? Вряд ли. Возможно, видеоконференции станут специальной частью будущего для особых случаев или коротких переговоров. Не зря Microsoft серьезно озадачилась рабочим телеприсутствием.
Языковые барьеры также должны исчезнуть. Стоит полагать, в самом скором времени появятся устройства, которые смогут переводить языки сиюминутно, тем самым сведя на нет необходимость ходить с переводчиком людям разных стран.
В далеком будущем мы сможем общаться, посылая мысли непосредственно в чужой мозг. Мы разделены десятилетиями от таких технологий, но ученые работают над созданием мозг-компьютерных интерфейсов, которые позволят людям напрямую отдавать команды компьютеру. Телепатия станет доступна в пределах 50 лет.
Технологии общения развиваются семимильными шагами. Конечно, может статься так, что наши прогнозы окажутся ошибочными. Время покажет.
Всем привет! Телефоны с поддержкой 4G уже прочно закреплены в нашей жизни и воспринимаются как обыденность. Краем уха вы, наверное, слышали, что 4G отвечает за беспроводное подключение смартфонов к интернету. Но как работает 4G и какая его роль в функционировании сотовой связи? – Давайте разбираться вместе.
Основы
Подключил к телефону сим-карту, настроил тариф и получил доступ к интернету. После этого в верхней информационной строке можно увидеть символ 3G, 4G, LTE. В чем разница между ними? – Давайте по порядку.
Символ «G» значит поколение (с англ. Generation). То есть 4G – это беспроводная сеть, постоянная на технологии четвертого поколения. Это обозначение является общим для нескольких технологий мобильной связи четвертого поколения. Самая распространенная сегодня 4G технология является стандартом LTE. И, по сути, выступает ее синонимом.
Создали 4G для того, чтобы увеличить пропускную способность, то есть сделать беспроводной интернет быстрее, чем в предшествующем 3G поколении.
При этом зоны покрытия 4G и 3G могут сосуществовать вместе. Смартфон сам выберет ту, что выдает лучший сигнал.
Различия поколений
Какая разница между 4G и 3G:
- 3G – это набор услуг, объединивший в себя высокоскоростной мобильный доступ в интернет и технологию радиосвязи. Данное поколение построено на пакетной передаче данных. Работает на границе сантиметрового и дециметрового волнового диапазона, с пропускной способностью до 3,6 Мбит/с.
- 4G – поколение связи с повышенными требованиями скорости передачи данных. Можно отметить отличие 4G от предшествующего поколения – максимально достижимая скорость в 1 Гбит/с для неподвижных устройств и 100 Мбит/с для подвижных.
По сути – чем отличается 4G от третьего поколения, так это увеличенной пропускной способностью канала, что разрешает еще быстрее прогонять трафик от адресата к адресату.
Уже разработан, в некоторых странах внедрен, а в некоторых проходит тестовые испытания и подготавливает почву для выхода в массы новое поколение сотовой связи 5G. Это телекоммуникационный стандарт связи нового поколения, обеспечивающий для поддерживаемых устройств высокую пропускную способность.
Основные преимущества связи 5G от 4G:
- Уменьшение задержки до 1 мс.
- Увеличение скорости передачи данных 1-2 Гбит/с.
- Количество подключенных устройств на квадратный километр – 1 миллион.
- Увеличенная энергоэффективность.
- Безопасность для человека (в плане здоровья).
- Стабильное и улучшенное качество связи.
Естественно, устройство с поддержкой последнего поколения мобильной связи может работать со всеми предыдущими.
Модернизация сети 4G
Модернизация мобильных сетей проводится постоянно, с увеличением объемов потребляемого человечеством трафика. Мощностей 4G, особенно в городах-миллионниках, уже не хватает, хотя десятилетие назад мир только начал активно переходить с 3G на 4G. За время существования сети 3G и 4G прошли не мало модернизаций.
В 2000 году, когда мир только начинал освоение 3G сетей, два технологических гиганта «Hewlett-Packard» и «NTT DoCoMo» объявили о сотрудничестве по исследованию и разработке сети четвертого поколения. Параллельно с ними также другие компании вели собственные исследования и в результате появилось два годных решения: стандарты LTE и WiMAX.
Последний начал развиваться в качестве альтернативы выделенным линиям DSL. А вот стандарт LTE начал развиваться как продолжения CDMA и UMTS (что относятся к 3G) и изначально не планировался для 4G.
Десятый релиз LTE (LTE Advanced) отвечал всем требованиям 4G и стал его основоположником. Его взяли на вооружения практически все операторы связи, так как для его внедрения не требовалось существенно менять оборудование и можно было реализовать на уже используемой 3G сети. В маркетинговых целях десятый релиз 4G начали указывать как 4G+.
Чтобы увеличить пропускную способность, стали задействовать различные технологии:
- OFDM – цифровая схема модуляции, использующая множество близко расположенных ортогональных поднесущих.
- MIMO – использование N-количества антенн для приема и N-количества для передачи.
Благодаря внедрению в существующую сеть этих технологий, в маркетинге стали просачиваться лозунги о 4.5G сети.
Требования 4G сети
Чтобы не запутаться в этом хаосе стандартов и технологий, МСЭ утвердил требование к сотовой сети, при которой она может трактоваться как 4G:
- Для коммутации пакетов данных используются IP-протоколы.
- Пиковая пропускная способность – 100 Мбит/с для абонентов с высокой мобильностью (10-120 км/ч).
- Пиковая пропускная способность – 1 Гбит/с для статических абонентов (скорость менее 10 км/ч).
- Использование динамического распределения ресурсов для поддержки множества подключенных устройств к единой сети.
- Высокое качество мобильной связи и сопутствующих услуг.
- Хэндовер проходит плавно через сети разных операторов.
Мобильные телефоны стремительно ворвались в жизнь современного человека, навсегда изменив её темп и возможности удалённого общения. Подрастающее поколение не понимает, как раньше можно было обходиться без гаджетов. С момента появления первых мобильных устройств их функциональные возможности постоянно увеличивались, делая их всё более необходимыми и разноплановыми. Этот процесс не остановится и в ближайшие годы, дополняя телефоны новыми технологиями, которые сможет позволить себе любой человек.
С течением времени мобильные устройства, которые ранее использовались только для звонков, всё больше становятся похожими на карманные компьютеры, совмещающие в себе бесконечное количество возможностей.
Распознавание владельца
Первой системой, которая ограничивала доступ к смартфону, был обычный цифровой код. С тех пор принцип многократно менялся, трансформируясь к настоящему моменту в дактилоскопические датчики. У них есть свои недостатки: высокая стоимость и частые поломки.
Производители и разработчики программного обеспечения решили, что пришло время заменить эту систему на более современную и надёжную. В данный момент предлагают 2 равнозначных технологии: считывание рисунка сетчатки глаза и голоса человека.
Пока что есть некоторые сложности, связанные с идентификацией человека по сетчатке глаза, так как сканер имеет высокую цену и повышает стоимость отдельных моделей, но зато он характеризуется высокой степенью точности и надёжности. Что касается голосового датчика, то в Китае его уже внедрили в новую выпускаемую модель — Baidu-Lenovo A586. Первые пользователи успели оценить его преимущества и отметить простоту и удобство такой системы распознавания владельца.
Гибкий дисплей
Дисплеи, которые можно сворачивать в трубочку и складывать пополам, впервые были представлены разработчиками в 2015 году. Эта новая технология с энтузиазмом была встречена большинством производителей мобильных телефонов, которые уже запускают её в производство.
В первую очередь такая гибкость и эластичность позволит продлить век гаджетам, поскольку подобные дисплеи не будут такими хрупкими, как их предшественники. Кроме того, уже презентован эластичный двойной дисплей, части которого можно использовать одновременно или отдельно друг от друга.
Гибкие экраны можно складывать пополам для уменьшения общего размера устройства, в котором при необходимости можно увеличить дисплей в 2 раза простым раскрытием. Этот же принцип лежит в основе гаджетов-браслетов: их можно будет носить просто на руке, но такое удобство никак не скажется на количестве выполняемых функций.
3D-экраны
Совершенно новый подход к общению и использования телефонов демонстрирует компания AMAZON. Они работают над созданием смартфонов с дисплеем, который позволит видеть в 3D-формате без специальных очков. Объёмно можно будет видеть не только элементы интерфейса или иконки, но даже собеседника, находящегося на линии, при условии, что у него будет включена камера.
Такая инновация позволит сделать общение более реальным и производящим впечатление личного присутствия человека. Опасения по поводу того, что смартфоны такого высокого уровня будут слишком дорогими, развеивают специалисты компании, утверждая, что доступная ценовая политика – одно из главных приоритетов этого направления. Эксперты предрекают большой успех новым 3D-экранам и утверждают, что технология выйдет за рамки мобильных телефонов, распространившись и на другие отрасли коммуникативной техники и развлечений.
Дополненная реальность
Дополненная реальность активно применяется в медицине и обучении, а теперь пришла очередь смартфонов. Технология подразумевает наличие в устройстве программы, которая быстро может накладывать на сканируемое изображение виртуальные элементы. Ещё недавно такая способность считалась невозможной, но учёные перевели её в разряд реально существующей.
Для того, чтобы программа сработала, камерой необходимо вывести нужное изображение на экран, на котором отразится вся необходимая информация. Это могут быть данные об интересных местах, исторические справки, обозначения кафе и пр. Больше всего такие мобильные приложения порадуют путешественников, которые смогут получить исчерпывающие данные на незнакомой местности на понятном языке без обращения к прохожим.
5G
После того, как мобильный стандарт 2G, 3G и 4G внедрили уже в большинстве стран, речь зашла о 5G-сети. В связи с нарастающими объёмами информации, передаваемой смартфонами, проблема скорости передачи становится всё актуальнее, поскольку большинство новых приложений и технологий требуют идеальной работы беспроводных сетей.
Пропускная возможность таких сетей с 5G будет гораздо более широкополосной, что позволит получить максимум Гбит/сек, сохранив при этом заряд на телефоне. Особенно актуально это в мегаполисах, где на небольшой территории нагрузка на сеть составляет около 10 тыс. пользователей. В этой технологии заинтересована как бизнес-аудитория, так и рядовые граждане.
При помощи 5G за несколько секунд можно будет скачивать фильмы в высшем качестве и смотреть прямые трансляции масштабных событий. Компания Samsung обещает запуск 5G-технологии к 2020 году. Тестирование такого формата планируется провести в 2018 году во время Чемпионата мира по футболу.
48 ядер
Стремление к совершенству никогда не ограничивается достигнутым. Несмотря на то, что нынешние смартфоны способны к очень быстрой работе и выполнению гигантского количества задач одновременно, этих параметров недостаточно для того, чтобы реализовывать новые технологии.
Компания Intel анонсировала проект, над которым работают её лучшие специалисты. Результатом этой работы станет выпуск мобильного телефона с 48-ядерным мощнейшим процессором, который сможет полностью изменить сферу применения этого мобильного устройства.
С таким потенциалом для смартфона не останется невозможных функций, и вполне вероятно, что он сможет полностью вытеснить компьютеры из повседневной жизни. Мультимедийный контент 48-ядерных устройств будет практически неограниченным: интеллектуальный поиск, трёхмерная передача объёмного видео, совершенная и безошибочная работа голосовых помощников, мультимедийные развлечения и многое другое станет доступно в любое время в любом месте.
Внедрение этой инновации предрекается в ближайшие 5-10 лет.
Аккумуляторы и зарядные устройства
Чем более мощными становятся мобильные телефоны, тем острее проявляется проблема быстро расходуемого заряда батарей. В последнее десятилетие на этом поприще практически не было изобретено ничего нового, поэтому накопилось много моментов, требующих решения.
Во-первых, это размер и вес батарей. Чем дольше время работы батареи, тем она больше и увесистей. Во-вторых, быстрый износ литий-ионных аккумуляторов, который наступает ещё раньше из-за неправильной эксплуатации. В-третьих, длительное время, необходимое для полного заряда аккумулятора, что ограничивает мобильность владельца гаджета.
Графеновые электроды, которые уже представлены учёными из Южной Каролины, способны обеспечить ёмкость, на 50% превышающую стандартные показатели. Время, необходимое для полного заряда при этом сокращается до 10 минут.
Ещё одна новая технология, анонсированная в Калифорнии, базируется на использовании самого твёрдого металла на Земле – магнетита. Огромные запасы этого вещества хранятся в зубах панцирных моллюсков, откуда легко и не дорого можно получить его. Эта перспективная технология уже рассматривается, как очень подходящая для смартфонов.
Самой впечатляющей новинкой стала батарея, разработанная в Иллинойсе, которая имеет ёмкость в 2 тыс. раз больше современной, но при этом не уступает по размерам. Ещё одним позитивным моментом этой новой технологии будет то, что подобный аккумулятор заряжается в тысячу раз быстрее, то есть – в прямом смысле за несколько секунд.
Последняя разработка касается возможности зарядки батарей на расстоянии. Специалисты из Вашингтона презентовали новую технологию, при помощи которой это реально сделать с расстояния 4 м, при этом время, необходимое, чтобы полностью занять ёмкость аккумулятора, не уступает традиционному способу.
Датчики тепла
Ещё одна разработка для мобильных телефонов касается получения термограмм, на которых разными цветами обозначаются области с повышенной или пониженной температурой в зоне видения камеры. Стандартно прохлада указана синим цветом, а тёплые места – красным. Чем ярче окраска, тем больше отклонение от нормы.
Эта разработка имеет практическое применение, поэтому через небольшой промежуток времени может стать приложением, которое производители будут встраивать по умолчанию.
Инфракрасное излучение, считываемое специальным встроенным датчиком, позволяет видеть в тепловом диапазоне. При помощи картинки с тепловыми полями можно определить места, в которых происходит утечка тепла из дома, квартиры, машины и других зон, что даст возможность ликвидировать их. Точно так же можно будет отследить, где в помещение проникают сквозняки и холодный воздух, места утечек горячей или холодной воды из трубопроводов отопления и водоснабжения, дефекты электропроводки, перегрев отдельных бытовых электроприборов и т.д. Кроме того, человек сможет в темноте отслеживать животных или других людей, что тоже может пригодиться.
Мобильные проекторы
Несколько лет назад Lenovo выпустила планшет, который содержит встроенный проектор. Инновация прижилась, но теперь потребители хотели бы иметь её всегда под рукой, поэтому компания намерена внедрить её в телефоны нового поколения.
Прежде всего, новая технология используется для просмотра фильмов. Размер экрана в таком случае ограничивается только размером поверхности, на которую направлен луч. При этом можно использовать наушники и просмотреть кино в хорошем качестве.
Но инновация пригодится не только для развлечения, ещё она может полностью вытеснить мультимедийные проекторы. С помощью этой технологии можно просматривать чертежи, устраивать презентации и слайд-шоу, сопровождать лекции видеорядом и пр.
Поскольку проекторы, которыми планируют снабдить смартфоны, будут довольно высокого качества, то они смогут обеспечить яркую цветную картинку, что пригодится в инженерной сфере, для рекламного бизнеса, в образовании и т.д.
Неубиваемый телефон
По статистике самая частая причина того, что мобильное устройство выходит из строя – повреждение стекла, так как именно эта часть разбивается после падения. Иногда можно отделаться заменой стекла, а иногда приходится приобретать новый гаджет.
Компания Motorola сделала невозможное: запатентовала стекло, которое после повреждения будет способно само себя восстанавливать. Основой такого изобретения стал особый полимер с функцией «памяти первоначальной формы», активизируемой за счёт тепла.
Количество тепловой энергии, необходимое для автоматического запуска восстановления, совсем небольшое: после удара и появления трещин достаточно будет хорошо согреть мобильный телефон в руках, чтобы увидеть, как происходит плавное восстановление, которое раньше можно было наблюдать только в фильмах о будущем.
Производитель гаджетов OUKITEL пошёл дальше: он создал смартфон, не нуждающийся в восстановлении. Корпус выполнен из материалов, которые не поддаются деформациям, устойчивых против воздействия огня и препятствующих попаданию влаги даже под давлением. Более того, после действия всех этих факторов он продолжает исправно работать.
Инновации для смартфонов появляются практически ежемесячно. Этот процесс приведёт к тому, что в скором времени мы сможем получить массу новых возможностей, которые ещё недавно считались недостижимыми.
