Video: Focus on 5G (September 2024)
För mig var det största temat för årets Mobile World Congress 5G. Överallt jag promenerade såg jag en demo eller ett tecken som förkunnade att 5G kommer snart, även om den faktiska standarden inte är planerad att ratificeras förrän 2018. Men till skillnad från övergången till LTE verkar detta vara ett fall där nästan alla vill ha att vara bland de första, även om de inte är säkra exakt vad de sista 5G-nätverken kommer att visa sig vara.
Alla de stora leverantörerna av telekominfrastruktur och avancerade modem - Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm och Intel - hade 5G-demonstrationer på skärmen vid utställningen, och många var ganska imponerande, lovande hastigheter på 20 GB eller snabbare. Men en sak som blev tydlig för mig när jag pratade med många av dessa leverantörer är att råhastighet för varje enskild användare inte riktigt är i fokus. I stället är målet att kunna rymma ett växande antal användare som var och en konsumerar mer och mer innehåll via det trådlösa nätverket och samtidigt arbeta med miljarder fler enheter som är anslutna (via Internet of Things eller IoT) men kan ha mycket låg hastighet eller sällsynta datakrav.
De snabbaste demonstrationerna på utställningen koncentrerade sig på det första området, med företag som talar om att använda nytt spektrum, inklusive traditionella 4G-band, olicensierade spektrum (inklusive det som ofta används av Wi-Fi idag), och mmWave-spektrum - spektrum över 6GHz, vilket vanligtvis inte reser inte så långt men är mycket mer tillgänglig. Och de flesta av tillverkarna visade lösningar som involverade flera radioapparater och ett stort antal mindre antenner med en teknik som heter MiMo (multipel-ingång-multipel-utgång, också används i Wi-Fi).
Ett av målen verkar vara ett enda nätverk som kan delas upp eller delas många fler sätt, med teknik som teoretiskt ger människor snabbare anslutningshastigheter. Nu tror jag inte att de flesta verkligen bryr sig om skillnaden mellan 150 Mbps och 1 Gbps när de tittar på Facebook på sin telefon, men en stor fördel med den snabbare hastigheten är att varje anslutning kan vara på och utanför nätverket mycket snabbare, vilket möjliggör mer kapacitet.
"Vi är i problem", säger Theodore Sizer, forskningslaboratorium för Nokias Bell Labs, eftersom vi använder så mycket mobildata och denna användning fortsätter bara att växa. År 2020, sade han, kommer vi att behöva nya sätt att hantera både de dramatiska ökningarna i den nuvarande användningen, liksom att hantera miljontals nya enheter som förväntas vara i nätverket. Han sa för att göra detta kommer vi att behöva en mer mångsidig radio med ett nytt luftgränssnitt som är utformat för att ansluta miljontals användare och många IoT-enheter med låg data. Sizer beskrev lösningen som "system av system" där slutanvändaren inte skulle behöva veta vilket nätverk den ansluter till.
Nokia visade sin AirScale-radioåtkomst, som den hävdar är den första kommersiellt tillgängliga basstationen som stöder 5G. Systemet använder 8x8 MIMO och en ny design för hur information optimeras inom "ramarna" som överförs av LTE som minskar latensen under 1 millisekund. Nokia visade också en mottagare som inkluderar saker som strålstyrning, tidig support av mm Wave-teknologier och förmågan att arbeta med både LTE och 5G. En demo visade ett testsystem som kan leverera över 20 Gbps anslutningsförmåga.
Rival Ericsson hade en av de största uppsättningarna av 5G-demonstrationer på utställningen, och visade stöd för "NX" -tillträde för 5G samt utvecklade versioner av LTE.
Erik Dahlman, senior expert på radioåtkomsttekniker för Ericsson Research, sa att det nya radiogränssnittet inte kommer att vara dramatiskt annorlunda, men är mer en utveckling som täcker mycket mer spektrum. Han talade om hur NX skulle inkludera förmågan att göra "stråleformning" - med hjälp av elektronik för att styra små antenner för att följa en mobilanvändare medan han bara använder en liten spektrumskiva. Inledningsvis använder man MU-MIMO (MIMO för flera användare) såväl som strålformning och spårning, där företaget säger att produktionen kan vara så hög som 30 Gbps. Demos visade anslutningar på mer än 20 GB.
Dahlman noterade hur ett 5G-nätverk kommer att dra fördel av mmWave, LTE och Wi-Fi-spektrum, men sa att slutanvändaren inte kommer att se det. Lika viktigt, sade han, är att ansluta flera webbplatser och möjligheten att göra det övergripande nätverket smalare och enklare att hantera.
Dahlman förklarade att drivkraften för högre datahastigheter och för IoT egentligen är "två helt olika saker", förklarade hur Ericsson arbetar med olika partners för specifika användningsfall från tillverkning, robotik, till stadstransporter.
Qualcomm-chefer demonstrerade en mängd nya tekniker vid sin monter, inklusive mm Wave-teknik och använder flera antenner och strålformning för anslutningar även på platser utan direkt siktlinje, med 28 GHz spektrum.
Men ett av företagets stora meddelanden var hur 5G är ett nästa steg från 4G LTE, med flera chefer som driver idén att för att klara bra med 5G-modem måste du redan ha gjort bra med 4G-modem, ett inte så subtilt gräva på Intel. Företaget betonade sitt nya X16 LTE-modem, med kapacitet på 1 Gbps i år.
Qualcomm gjorde en stor affär om hur 4G, 5G och Wi-Fi-nätverk kommer att behöva arbeta tillsammans med samtidig åtkomst för att skapa ett enda nätverk.
Intel, som tillkännagav planer för nästa generations XMM 7480 LTE-modem på utställningen, pressade också 5G. Företaget visade en egen mobil 5G-testplattform, inklusive en relativt liten testruter, och hade demonstrationer inklusive en mm Wave-demo vid 60 GHz.
I en presentation sa Intels GM från kommunikations- och enhetsgruppen Aicha Evans "Ingen kommer att leda ensam" och sade att 5G kommer att kräva ett aldrig tidigare skådat samarbete.
Intel arbetade med Ericsson på ett antal demonstrationer, inklusive en mycket synlig från SK Telecom, där den koreanska transportören visade upp till 20 Gbps genom att använda en Ericsson-basstation och en teknik som kallas nätverksskivning.
Olicensierat spektrum
Qualcomm är också en stor stödjare för att använda olicensierat spektrum, och har stöttat både LTE-U (med LTE över olicensierat spektrum) och LAA (LTE-assisterad åtkomst, som verkar få mer dragkraft i Europa), som båda använder reglerade LTE-bärare kompletterat med olicensierat spektrum.
I år var det ett utkommande parti för MuLTEFire, en något annorlunda idé om att använda LTE-teknik i de olicensierade band, men utan att kräva transportkontrakt eller anslutningar.
Alla de stora spelarna - Ericsson, Intel, Nokia och Qualcomm tillsammans med några mindre men kanske överraskande företag som Ruckus Wireless - dök upp vid lanseringen, vilket lovade "LTE-liknande prestanda, med Wi-Fi-liknande enkelhet." Tanken är att du får mer tillförlitlighet och prestanda, medan du fortfarande är lätt att distribuera. Vid lanseringen talade många av leverantörerna om hur enkelt detta kan vara, och hur det kommer att vara en del av en framtida 3GPP Release 13-standard, en kommande utveckling av LTE.
De stora LTE-leverantörerna är alla ombord, men det finns fortfarande kontroverser om att använda de olicensierade bandet för LTE, ofta från organisationer som har ett intresse av Wi-Fi-nätverk. CableLabs VD Phil McKinney klagade på att MuLTEfire, som LTE-U ännu inte har gått igenom "opartisk testning", och sa att det var viktigt för system att kunna dela spektrum.
Förresten, medan ett antal av 5G-nätverksutrustningstillverkarna talade om att möjligen använda 5G-system som ett alternativ till fastnät bredbandstjänst, talade CableLabs om Full Duplex DOCSIS, som också skulle vara en kabelmodell för att leverera 10 Gbps både upp och ner. Detta är en just tillkännagiven specifikation, men en symmetrisk tjänst kan vara möjlig med användning av standardindustrikabellådor på bara några år, enligt Belal Hamzeh, som leder nätverksteknologier för kabelindustrins forskningslabor.
Fortsatt mobil tillväxt
Behovet av ytterligare kapacitet verkar ganska klart. Förra månaden uppdaterade Cisco sitt Visual Networking Index Global Mobile Data Forecast för att visa att mobiltrafiken världen över ökade med 74 procent 2015, till 3, 7 exabyte per månad. Företaget säger att mobildatatrafiken har ökat 4 000 gånger de senaste tio åren och nästan 400 miljoner gånger de senaste 15 åren. Intressant nog står 4G-anslutningar bara för 14 procent av de globala mobilanslutningarna (även om de står för 47 procent av trafiken), eftersom 3G och till och med äldre nät fortfarande är utbredda i många delar av världen.
Den genomsnittliga mobilanslutningshastigheten var drygt 2 Mbps och videotrafiken stod för 55 procent av den totala mobildatatrafiken, säger studien. Studien förutspår att år 2020 kommer den globala mobila datatrafiken att vara 30, 6 exabyte, en åttafaldig ökning. det kommer att finnas 11, 6 miljarder mobilanslutna enheter i en värld med 7, 8 miljarder människor; och videotrafik kommer att öka med 11 gånger och står för 75 procent av världens totala mobil datatrafik.
tester
Så när kan vi förvänta oss att se dessa nätverk i den verkliga världen? Standardisering förväntas inte förrän 2018, men det verkar inte bromsa antalet försök som pågår på olika platser runt om i världen.
Vid ett tillfälle såg det ut som att målet skulle vara att ha de första 5G-nätverken som körs under OS-sommaren 2020 i Japan, men både transportörer och komponenttillverkare har blivit mer aggressiva. Trots att standarden troligen inte kommer att bli helt klar förrän 2018 eller 2019 tidigast hoppas de koreanska telekomförsäljarna att ha ett riktigt system igång vid vinter-OS 2018, mindre än två år från och med nu. Samsung har sagt att det kommer att starta försök med ett 28 GHz-system i Seoul i tid för vinter-OS 2018.
Ericsson, Huawei och Nokia arbetar nu för att bygga ett 5G Test Network Finland (5GTNF). Samtidigt har Ericsson testat ett pre-standard 5G-system vid 15 GHz på Stockholms gator.
I USA har Verizon gjort fälttester i några New Jersey-städer med Samsung, som sa att det har gjort en större pre-kommersiell rättegång med Nokia i Dallas-Fort Worth, inklusive testning av hur väl 5G-signaler tränger in inomhus. Det har varit ganska aggressivt på tidtabellerna, vilket tyder på att det skulle kunna starta en 5G- eller "pre-5G" -tjänst redan under nästa år.
Samtidigt säger AT&T också att de planerar att börja testa 5G i år, och har sagt att de planerar att arbeta med Ericsson och Intel, testa i Austin.
Det finns fortfarande mycket att lära av sådana tester, inklusive mer om hastighet, störningar och enkel installation, och om detta eventuellt kan fungera som ett bredbandsersättare på landsbygden. En stor fråga kommer att vara hur dessa tekniker håller upp i verkliga väderförhållanden och på platser där det måste samexistera med befintliga LTE-, Wi-Fi- och Bluetooth-standarder.
Och naturligtvis finns det konkurrerande idéer för standarderna - kom ihåg att de flesta av världen använder FD-frekvensdelningsduplex-varianten av LTE, men China Mobile - den största transportören i det största landet - använder TDD "tidsdelningsduplex." Leverantörerna talar alla om att konvergera dessa system så småningom till en enda 5G-standard. EU har tecknat avtal om att arbeta med Kina, Sydkorea, Japan och senast Brasilien för att försöka se till att det finns en enda 5G-standard runt om i världen. Men konkurrenstrycket - inklusive patentlicenser - har stannat många standarder tidigare, så vi vet inte riktigt förrän standarden är klar.
En sak som verkar tydlig är att 5G-tekniken kommer, och att vi troligen kommer att se en utökad version av LTE, förbättringar av "LTE-Advanced" och till och med vissa "pre-5G-teknologier" kommer in på marknaden under nästa par år, även om ett fullständigt 5G-nätverk ännu inte är redo att gå. Det nya nätverket ska vara snabbare och stödja fler enheter, men för användare kan den stora vinsten bara vara att det fortsätter att vara tillförlitligt samtidigt som vi får det innehåll vi vill ha till en rimlig kostnad.
