Чому 5g не націлено на користувачів мобільних телефонів

Після того як мережі 2G поступилися місцем 3G, мережі 3G поступилися місцем 4G, і тому ви можете очікувати, що 5G мережі замінять 4G LTE. Але це, швидше за все, не станеться або, принаймні, не скоро, за даними ряду спікерів Brooklyn 5G Саміт у минулого тижня в інженерній школі Нью-Йорка в Нью-Йорку.

Натомість доповідачі, з якими я спілкувався, пояснили, що очікується, що 4G формуватиме кістяк або прив’язку для мереж, які йдуть добре в майбутнє, і, ймовірно, продовжать залишатись так, як більшість із нас отримують наші мобільні дані, 5G використовується для доповнення 4G та надавати дані для інших програм.

"5G - це перший G, який не замінить попередній", - сказав Тод Сайзер, який очолює дослідження мобільних радіостанцій для Bell Labs. Sizer заявив, що нинішні рішення 4G LTE дуже добре працюють для голосу, веб-серфінгу та навіть відео, але нові мережі 5G забезпечать більшу гнучкість для таких додатків, як керування машинами на заводському поверсі, підвищення надійності порівняно з Wi-Fi та краща затримка ніж LTE. Але він сказав, що такі мережі, швидше за все, використовуватимуть як 4G, так і Wi-Fi та додадуть нові можливості.

Велика різниця на цьогорічному саміті, порівняно з попередніми зустрічами, полягає в тому, що галузь зараз «рухається від того, як до чого», - сказав Сізер, оскільки специфікації для 5G все більш чіткі, хоча програми не такі чіткі.

Кен Будка з Bell Labs Consulting розповів про те, як 5G дасть змогу зробити «наступну промислову революцію», яка відбуватиметься шляхом поєднання цифрових інтерфейсів та датчиків на пристроях та машинах з прогресом у машинному навчанні та AI, і все в майбутній мережі.

Ключовим у цьому, за словами Будка, є трансформаційна потужність послуг із низькою затримкою. Деякі програми вимагають високої пропускної здатності, а інші вимагають низької затримки, але більшості не потрібні обидва, за винятком VR та AR.

Будка зауважив, що загалом 5G має на меті забезпечити затримку від однієї до трьох мілісекунд порівняно зі приблизно 100 мілісекундами в 4G. Це важливо для ряду застосувань. Наприклад, Будка зазначив, що в автомобілі, що рухається зі швидкістю 100 кілометрів на годину, різниця затримок між 1 мс і 100 мс становить половину довжини машини. Він також перелічив інші програми, включаючи промислову робототехніку, 3D-друк у будівництві, кооператив робот і управління безпілотниками, і телеоперація, в якій люди управляють пристроями з віддаленого місця.

З точки зору дизайну він розповів про традиційну основну мережу, яка працює чудово для 4G та більшості застосунків, але про те, що потрібна "крайова хмара" для таких програм, як VR / AR та системне управління, де затримка є вирішальною.

Нове радіо 5G

Дурга Малладі, старший віце-президент з Qualcomm Technologies, розповів про 5G як про "об'єднувальну тканину підключення", яка обслуговує три широкі відра програм із дуже різними потребами. Розширена мобільна широкосмугова потреба в деяких додатках підвищена швидкість і можливість обробляти більше людей, що використовують більше даних щороку. Для масової мережі Інтернет речей більшість пристроїв використовують дуже мало даних, але постійне низьке споживання енергії є ключовим, оскільки цим пристроям потрібно роками працювати на невеликих акумуляторах. А також ви матимете критичні для місії служби, які не обов'язково використовують багато даних, але вимагають дуже низької затримки.

Малладі розповів про продовження використання 4G як бази для забезпечення основного мобільного широкосмугового зв'язку з'єднання, і використання стандарту Нового радіо 5G для спектру вище і нижче, що зазвичай використовується для 4G, щоб допомогти в основних випадках, а також для нових додатків. Сюди входять діапазони нижчого 6 ГГц для забезпечення більш мобільного покриття та діапазонів ммВтхвильові діапазони, такі як діапазони 28- та 39ГГц, які забезпечують високу пропускну здатність на невеликих відстанях, тому вони використовуються в початкових фіксованих розгортаннях, але можуть також використовуватися в мобільних розгортаннях .

Ключові технології 5G New Radio включають в себе Massive MIMO (який передбачає використання декількох антен), надійну підтримку mmWave, вдосконалене кодування каналів та розповсюдження DFT, а також форми сигналів на основі OFDM як для завантаження, так і для завантаження. Як окремі, так і не окремі версії стандартів 5G вже мають бути затверджені наступного року (як частина специфікації 3GPP R15), а перші розгортання очікуються у 2019 році.

Значна частина розмови на саміті стосувалася стандарту Нового радіо 5G, де було багато дискусій про специфіку багатьох технологій, включаючи деталі щодо декількох форм хвилі MIMO.

Мікаел Хьок, директор радіотехнічного дослідження для Ericsson Research, розповів про те, як нове радіо необхідне для нових випадків використання, включаючи широкосмугові та засоби масової інформації скрізь, сенсорні мережі, розумні транспортні засоби, управління сервісом та віддалені пристрої. Він сказав, що стандартизація є в повна швидкість на новій часовій шкалі, і щоб у неї були гачки, які захищають майбутнє, щоб забезпечити подальшу еволюцію.

Хьок сказав, що принципи, що стоять за дизайном нового радіо, включають гнучкість спектру, низьку затримку, дизайн, орієнтований на промінь, підключення та взаємодію між діапазонами спектра.

Багато технічних деталей, описаних Хьоком, були цікавими, зокрема щодо того, як система розроблена для забезпечення різних випадків використання. Наприклад, вона включає адаптацію до пропускної здатності, щоб вона могла слухати, використовуючи вузьку пропускну здатність, але переходити на широку пропускну здатність при отриманні великої кількості даних, економлячи таким чином енергію. Інші методи використовуються для забезпечення низької затримки і того, що він назвав URLLC ("Ультранадійні та низькі затримки зв'язку").

В інших сесіях на новому радіо співрозмовник Huawei Пейінг Чжу виступив з доповіддю форма хвилі , нумерологія та кодування каналів. Вона розповіла про багато змін, необхідних для нового радіо, а також про необхідність спільного існування LTE. Пізніше Чжу приєднався з Хьоком та іншими людьми в дискусії. Хьок сказав, що існують випадки використання та розгортання нового радіо, тому ми знаємо, що технологія працює, але що використання нових послуг все ще під питанням.

Основна інформація докомо

Seizo Onoe, CTO та EVP NTT DOCOMO виступили загалом позитивною промовою про 5G, але, можливо, було найбільш реалістичним щодо викликів, з якими він стикається.

Оно зауважив, що економія 5G - це "слон у приміщенні", оскільки технологія вимагатиме використання багатьох маленьких осередків, і змусить інтенсивну модернізацію та модернізацію хребта, а отже, значні капітальні витрати. Але, за його словами, ефективність 5G пропонує обіцянку збільшити об'єм даних без збільшення капітальних витрат - і, зокрема, посилається на використання Massive MIMO та інших технологій на відміну від того, щоб думати про послугу як "послугу гарячої точки" для додаткового використання.

Оно заявив, що його не турбує фрагментація від ранніх версій і сказав, що передні бігуни повинні брати на себе відповідальність за сумісність. DOCOMO планує впровадження 2020 року, додав він, що є достатньо часу для встановлення стандартів.

Однак Оно дав два "темні передчуття". У бездротових технологіях попереднє покоління часто буріє перед початком наступного, як це сталося з покращеним 3G (HSPA +) перед запуском 4G LTE. Це може статися цього разу, сказав він. Крім того, галузь історично досягла великого успіху лише з парними поколіннями, і Оно замислюється, чи потрібно буде чекати 6G, щоб отримати все, що хоче.

Тим не менш, Оно закінчив позитивну ноту і сказав, що, хоча існує багато міфів про 5G, він вважає, що галузь повинна "потрапити на 5G смугу" і створити нові бізнес-моделі завдяки співпраці в різних галузях.

Прогрес до розгортання 5G

Дейв Волтер, AVP з радіотехнічних технологій та архітектури RAN в AT&T, розповів про те, як компанія хоче пришвидшити розгортання, дотримуючись стандартів, та обговорив різні тести, які компанія проводила.

Волтер зазначив, що грудневий термін для самостійного 5G-NR (стандарту, який використовує LTE в якості якоря) є вирішальним, оскільки він включає всі апаратні компоненти, які впливають на обладнання, і необхідний, щоб постачальники кремнію могли почати розробляти мікросхеми. Ідея полягає у забезпеченні сумісності з автономною версією, коли вона буде завершена в червні 2018 року. Волтер заявив, що AT&T сподівається на стандартне розгортання NR 5G New Radio (NR) на основі стандартів ще в грудні 2018 року, швидше за все, спочатку з фіксованою бездротовою мережею, але з мобільністю слід слідувати незабаром. Тим не менш, залишається ще ряд деталей, які мають вирішитись, зазначив він.

Волтер розповів, як це розвиватиметься з часом, спочатку фіксується бездротовий бездротовий зв'язок, потім оновлення до ядра наступного покоління, а пізніше до широкого розгортання 5G з часом. Він сказав, що AT&T надасть пріоритет несамостійному режиму, і, хоча він зацікавлений у самостійному 5G, ці зусилля потребують часу. Він зауважив, що в США немає 5-ГГц спектру, доступного для 5G, за винятком приблизно 3, 5 ГГц, що має інші проблеми. (Зараз він використовується для Міністерства оборони та фіксованих супутникових служб, які теоретично можуть поділити спектр.)

Тим часом AT&T найбільше зацікавлений у частоті 39 ГГц і зробив ряд тестів як у фіксованому, так і в мобільному режимі на 28 ГГц і 39 ГГц у партнерстві з Ericsson та Intel, використовуючи такі методи, як автоматичне відстеження променів та масовий MIMO.

У мене був шанс запитати Волтера про те, коли він думав, що ми побачимо підтримку 5G у телефонах, і він сказав, що, можливо, доведеться чекати випуску 3GPP 16 (на відміну від стандартів випуску 15, які зараз розробляються). Але він сказав, що великою перевагою 5G для мобільного широкосмугового зв'язку є його висока щільність, яка забезпечує кращий досвід, коли більше людей переглядають відео одночасно, а також робить мобільну доповнену реальність та віртуальну реальність робота Значно краще.

У ході панельної дискусії було зрозуміло, що різні оператори в усьому світі мають різні бачення. YongGyoo Lee, SVP для Korea Telecom, розповів про готовність специфікацій, щоб вона могла запропонувати деякі послуги 5G для Зимових Олімпійських ігор 2018 року (хоча, здається, значна частина цього буде стандартною технологією). Аналогічно, Оное DOCOMO говорило про те, щоб створити систему для літніх Олімпійських ігор 2020 року.

Однак Френк Сейзер, віце-президент з технологій інновацій у Deutsche Telekom AG, заявив, що не бачив драйвера для автономного 5G, як пропонується в даний час, і додав, що європейські оператори не мають ні фіксованого бездротового спектру, який американські оператори хочуть використовувати, ні поштовхом до Олімпіади тобто за рухом японських та корейських операторів.

На слайдах, представлених пізніше на саміті, Seiser висунув ідею обласної архітектури з набагато більшою віртуалізацією функцій мережі та архітектурою, що базується на сервісах, але хвилюється, що чинні стандарти випуску 15, що розробляються, не передбачають цих функцій. Сейзер заявив, що для досягнення ідеї 5G необхідний спільний галузевий поштовх для набагато більш інноваційної архітектури системи 5G. Наразі, сказав Сейзер, він бачить мало, що можна зробити краще в 5G проти LTE, і що це може бути 6G, перш ніж ми вирішимо це.

Тим часом майже всім сподобалася ідея використання несамостійного 5G, і всі зазначили, що минуло б багато часу перед будь-яким із поточних LTE спектр буде використовуватися для 5G.

Майкл Дж. Міллер - головний інформаційний директор у приватній інвестиційній фірмі Ziff Brothers Investments. Міллер, який був головним редактором PC Magazine з 1991 по 2005 рік, створив цей блог для PCMag.com, щоб поділитися своїми думками щодо продуктів, що стосуються ПК. У цьому блозі не пропонуються інвестиційні поради. Усі обов'язки відмовляються. Міллер працює окремо для приватної інвестиційної фірми, яка може в будь-який час інвестувати кошти в компанії, продукти яких обговорюються в цьому блозі, і жодного розголошення операцій з цінними паперами не буде здійснюватися.