Artėjant 5 g įvedimui, klausimų išlieka

Prieš porą savaičių dalyvavau Bruklino 5G viršūnių susitikime NYU „Tandon“ inžinerijos mokykloje, kur mane pribloškė padaryta pažanga kuriant 5G tinklus ir vis dar egzistuojantis neaiškumas apie 5G naudojimą ir ekonomiką apskritai.

Daugelis dalyvių patikino, kad iš tikrųjų aš naudosiuosi 5G rageliu iki kitų metų viršūnių susitikimo, ir dauguma buvo įsitikinę, kad mums reikės naujų tinklų, kad galėtume sutvarkyti padidėjusį srautą.

Prisiminkite, kad 5G nėra viena technologija, o visos kartu veikiančios technologijos. Jis apima platų spektrą nuo žemos dažnių juostos (tokios kaip 600MHz), kuri gali nukeliauti ilgą atstumą, tačiau santykinai lėčiau; iki vidutinės juostos (tokios kaip 2, 5 arba 3, 5 GHz); į aukštų dažnių juostą (pvz., 28 arba 39 GHz, kartais vadinamą milimetrine banga ar mmWave), kuri gali būti labai greita - girdėjau, kaip inžinieriai kalba apie 5 ar daugiau Gbps teorinį greitį, bet nekeliauja labai toli.

Mobiliuosius standartus dažniausiai nustato 3GPP standartų įstaiga - grupė, kurią sudaro beveik visi pagrindiniai pasaulinės mobiliosios ekosistemos dalyviai ir kuri sukūrė pagrindinius 3G (kaip rodo pavadinimas) ir 4G LTE (iš pradžių ilgalaikis) standartus. 3G standarto raida). Paprastai šiuos standartus ilgainiui priima dar platesnė ITU ryšių standartų įstaiga. 3GPP beveik kasmet išleido naujus savo standartų išleidimus ir eina link 5G specifikacijos, kurioje pagrindinis dėmesys skiriamas trims pagrindinėms sritims: patobulintam mobiliajam plačiajuosčiam ryšiui (eMBB), ypač patikimam mažo latencijos ryšiui (URLLC) ir masinėms mašinų tipo komunikacijoms. (mMTC).

Iš jų, pirmiausia, dažniausiai galvojame apie vartotojų programas - kad mūsų telefonai veiktų greičiau - ir tuo bus remiamasi didžiojoje dalyje pradinių 5G diegimų. (Kai kurie ankstyvieji tinklai taip pat bus diegiami fiksuotojo belaidžio ryšio tinkle.) Kitos dvi sritys - URLLC ir mMTC - dažniausiai skirtos pramoninėms ar verslo reikmėms, nors jos gali būti skirtos vartotojams, ir aš nuolat girdėjau apie autonomines transporto priemones su mobiliuoju VR. man skamba labiau kaip nišinė programa.

Tačiau gali būti, kad šios labiau pramoninės ir komercinės paskirties programos vystosi kartu su 5G standartais; galų gale, mes jau matome telefonus, žadančius „gigabito LTE“ 4G tinkluose, ir sunku įsivaizduoti, kurioms programoms reikės didesnio greičio individualiems vartotojams. Vis dėlto papildomo greičio ir tinklo projekto, kurį žadėjo „5G“, gali prireikti vien tik norint valdyti augančią srautą. Kitame įraše plačiau papasakosiu apie naudojimo atvejus.

Tinklai, paruošti eiti

Melissa Arnoldi, „AT&T Communications“ technologijų ir operacijų prezidentė, pažymėjo, kad reikia tinklų, kurie efektyviau tvarko srautą, nesvarbu, kokia programa. Jos teigimu, nuo 2007 m. Bendrovės mobiliajame tinkle duomenų srautas išaugo 360 000 procentų ir „lėtėjimo požymių nėra“. Šiuo metu vaizdo įrašai sudaro daugiau nei pusę srauto, ir ji tikisi, kad iki 2020 m. Šis skaičius išaugs iki 75 procentų.

„5G“ yra reikalingas šiam srautui valdyti, taip pat tam, kad būtų galima įjungti tokias programas kaip išplėstinė ir virtualioji realybė, autonominės transporto priemonės ir dronai, sakė Arnoldis, pažymėdamas, kad savarankiškai važiuojantiems automobiliams reikalingas didelis patikimumo ryšys ir beveik realiu laiku latentinis laikotarpis - idealiai mažesnis nei 5 milisekundės.

Arnoldi teigė, kad norint valdyti šį srautą reikės programinės įrangos apibrėžtų tinklų, pažymėdamas, kad AT&T yra pagrindinė ONAP (atvirosios tinklo automatikos platformos) varomoji jėga. Ji tikisi, kad iki metų pabaigos „AT&T“ perkels 65 procentus srauto programinės įrangos apibrėžtais tinklais.

„AT&T“ ketina būti pirmasis JAV vežėjas, turintis 12G mobilųjį standartą iki metų pabaigos. Ji aptarė mažmeninės prekybos pilotą, kurį valdė įmonė Waco, Teksaso valstijoje. Parodyta, kaip „mmWave“ galėtų veikti tokioje aplinkoje, šimtai mažmeninės prekybos tinklo vartotojų, ir pilotai Kalamazū ir South Bend, kur įmonė sukūrė visą 5G galą. iki tinklo pabaigos ir pamatė, kad „mmWave“ signalai gali suteikti 1Gbps greitį iki 900 pėdų, neturėdami jokio poveikio dėl oro sąlygų ir signalų, skverbiančių medžiagas geriau nei tikėtasi.

Arnoldi sakė, kad greitis yra jaudinantis, tačiau didžiausias pokytis yra vėlavimas. Toliau ji aprašė programas, pvz., Mažmeninę prekybą, turinčias svaiginančią virtualią ir papildytą realybę bei skaitmeninius ženklus, o ne manekenus; sveikatos apsauga; gamyba; finansai, pavyzdžiui, bankomatai, siūlantys vaizdo įrašą per 5G fiksuotą belaidį ryšį; viešas saugumas; ir transportavimas.

Billas Stone'as, „Verizon“ technologijų plėtros ir planavimo viceprezidentas, apibūdino 5G kaip daugiafunkcį sprendimą, leidžiantį operatoriams „panaudoti programinę įrangą ir supjaustyti tinklą skirtingais atvejais“. „Verizon“ fiksuotas belaidis ryšys bus pirmasis tinklo segmentas, tačiau tai tik vienas naudojimo atvejis ir greitai juo seka mobilusis plačiajuostis ryšys, teigė Stone.

„Verizon“ palaikymas „Verizon 5G Tech Forum“ padėjo pagreitinti 3GPP procesą, ir nors pirmieji „Verizon“ produktai nebus visiškai pagrįsti standartais, jis ketino pereiti prie 3GPP standarto labai greitai. Jis pabrėžė bendrovės planus, kur įmanoma, naudoti didesnius spektro gabaliukus, didinti mažų elementų tankį ir pereiti prie masyvios MIMO (daugialypės antenos) mmWave juostose, taip pat padidinti antenų skaičių kitose juostose.

Akmuo teigė, kad „Verizon“ tikisi būti pirmasis su 5G fiksuotu belaidžiu ryšiu, ir pažymėjo, kad bandymuose jis jau gali pateikti 80Gbps paslaugą 2 000 pėdų atstumu nuo mazgo. Tačiau jis sakė, kad įmonė tikisi turinti tik vieną tinklą su keliais pjūviais ir kad bendrovės prioritetas yra „Mobilus, mobilus, mobilus“. Tačiau žvelgdamas toliau, jis sakė, kad debesis ir „intelektualusis kraštas“, įgalinantys 5G, ir pramoninės automatikos programos paskatins naujų atvejų atvejus.

„NTT Docomo“ vyriausiasis technologijų architektas Seizo Onoe papasakojo apie „Docomo“ partnerystę su konkrečiomis pramonės šakomis - automobilių, geležinkelių, statybų, sveikatos priežiūros ir kt. - diegiant 5G. Anot jo, argumentus, kodėl reikia įdiegti 5G, net jei naujos programos nėra tikros, vien dėl to, kad operatoriai gali pamatyti padidėjusią duomenų talpą ir patobulintą bitų kainą.

Onoe pakartojo savo praėjusių metų argumentą, kad ankstesnė karta dažnai klesti prieš pat naujos versijos paleidimą, kaip atsitiko su patobulintu 3G (HSPA +) prieš 4G LTE paleidimą ir kad pramonė istoriškai matė didelę sėkmę tik su net -kaip kartos. Tačiau jis pasiūlė, kad įvairių pramonės šakų bendradarbiavimas galėtų tai pakeisti, nes matome, kad kuriamos naujos programos.

Mane labiausiai domino jo mintis, kad 5G gali būti paskutinė karta, kai reikia didelių technologijų proveržių. Onoe teigė, kad nors viena konkreti technologija apibrėžė kiekvieną iš ankstesnių kartų, 5G iš tikrųjų yra technologijų derinys, taigi 5 gali būti galutinis skaičius, nebent mums pavyktų sugalvoti naujovišką technologijos proveržį. Vis dėlto jis pažymėjo, kad „rinkodaros gudrybės“ gali reikšti, kad pamatysime būsimą numerį, ir kad nors tai gali būti sudėtinga, „tai laisvė“.

5G raida

Daugelyje pristatymų buvo išsamesnė specifika apie technologijas ir standartus bei jų raidą.

Peiying Zhu, „Huawei“ bendradarbis, paaiškino, kaip 3GPP šiuo metu patvirtino savo standarto 15 versiją, įskaitant nestandartinę (NSA) versiją, kurioje aprašoma, kaip 5G įrenginiai galėtų veikti tinkle, daugiausia paremtame ta pačia infrastruktūra kaip 4G LTE. tinklai. Ji sakė, kad darbas greitai pereina link standarto (SA) versijos (tokios, kurioje ir radijas, ir tinklo šerdis yra skirti 5G), kaip ir darbas su 16 leidimu, kuris pridės daugiau funkcijų.

15 leidimas daugiausia palaiko patobulintą mobiliojo ryšio pralaidumą (eMBB), tuo tarpu vėlesnės versijos turėtų atitikti platesnį IoT reikalavimų spektrą, įskaitant „ypač patikimą ir mažo vėlavimo ryšį, fiksuotą belaidę prieigą ir didžiulį kompiuterio tipo ryšį“, - teigė Zhu.

15 laidoje yra „5G Naujasis radijas“ su daugybe naujų funkcijų, o Zhu kalbėjo apie įvairių pokyčių poveikį. Ji aptarė, kaip bandymai, naudojant 3, 5 GHz spektrą, parodė, kad vartotojų patirtis padidėjo 10 kartų, o dešimtadalis buvo vėluojanti, o dešimtadalis - esamų sprendimų bitų kainos, todėl 5G tapo labai įspūdingas patobulintam mobiliajam plačiajuosčiam ryšiui. Ir Zhu aptarė kitas detales, kurios galėtų būti „16 leidimo“ ar naujesnių specifikacijų versijų dalis ir įgalintų kitas programas.

„Ericsson Research“ radijo tyrimų direktorius Mikaelis Höök taip pat aptarė standarto raidą, kai jis eina link ITU-2020 vizijos. Jis papasakojo apie tai, kaip naujasis radijas yra „ypač liesas“ (tai reiškia, kad jis sumažina trikdžius ir sumažina galią, kai jo nenaudojama), taip pat pasiūlė suderinamumą į priekį, kad būtų galima pridėti naujų galimybių. Jis taip pat atkreipė dėmesį į tai, kaip ji gali naudoti kelias antenas, kalbėjo apie nedidelį delsą ir sakė, kad platus spektro diapazonas pasiūlys daugybę skirtingų galimybių.

Höök pabrėžė, kad tai gali būti naudojama daugelyje skirtingų programų, pradedant nuo labai greito aprėpties judriose gatvėse ir aikštėse, baigiant fiksuoto bevielio ryšio teikimu priemiesčio aplinkoje. Jis taip pat kalbėjo apie gamyklos automatizavimą.

Po to vykusioje grupinėje diskusijoje buvo daug diskusijų apie tai, ar naujasis radijas tinka daiktų interneto (IoT) taikymui, o Höök paminėjo esamus 4G standartus - tokius kaip NB-IOT - ir kitus, įskaitant „Zhu“ ir „Nokia“ „Antti“. „Toskala“, kalbant apie naujus interneto naudojimo atvejus, kuriems gali prireikti didesnio pralaidumo ar mažesnio delsos.

Pramonės aplinkoje kai kurie ekspertai bandė atsakyti į klausimą, kaip 5G yra palyginti su IEEE 802 (Wi-Fi) standartais, kurie paprastai veikia nelicencijuotu spektru. Höök teigė, kad kai kuriais atvejais nelicencijuotas spektras yra pakankamai geras, bet ne tada, kai reikia „penkių patikimumo devynių“. „Toskala“ atkreipė dėmesį į tokias savybes kaip 3GPP autentifikavimas ir paslaugas, kurias telekomunikacijų bendrovės siūlo teikėjams, tačiau kai kurios auditorijos atstovai tai atmetė. Zhu kalbėjo apie tai, kaip 5G yra suprojektuotas sambūviui, kad ir 5G, ir 802 pagrįsti standartai galėtų veikti tose pačiose vietose.

Kalbėdamas apie 5G išmaniuosiuose telefonuose, „AT&T“, „AT&T Labs“ pažengusiųjų belaidžių technologijų grupės direktorius Arūnas Ghoshas, ​​teigė, kad vis dar kyla verslo modelio klausimas, nes LTE veikia gana gerai. Ghoshas teigė, kad „5G“ yra daugiau apie kitus verslo atvejus, pavyzdžiui, autonominėse transporto priemonėse, kur daugybės automobilių prijungimas gali padėti tokiose srityse, kaip išvengti susidūrimo. Tačiau beveik visi vertinimo komisijos nariai sutiko, kad artimiausiu metu turėtume tikėtis, kad telefonai palaikys tiek 5G, tiek 4G LTE, tiek „mmWave“, tiek tradicinį (sub-6GHz) spektrą.

Visi komisijos nariai beveik sutiko su Ian Wong iš National Instruments, kuris teigė, kad „milimetro banga veikia geriau nei tikėtasi“. Atrodė, kad daugelis sutiko ir su Zhu, kuris teigė, kad būtų gerai turėti 5G dažnių juostas, ir ji pasisakė už 3.5GHz kaip vieną iš tokių juostų.

5G ir už jo ribų

Nors 5G dar tik ruošiasi savo pirmajam paleidimui, tyrimai tęsiami, norint pakelti jį į kitą lygį. Daugelis pranešėjų kalbėjo apie kitus keletą standartų žingsnių, tačiau kiti daugiau dėmesio skyrė būsimiems tyrimams.

Thyaga Nandagopal, Nacionalinio mokslo fondo Skaičiavimo ir komunikacijos fondų (CCF) skyriaus direktoriaus pavaduotojas, papasakojo apie svarbius mokslinius tyrimus, vykdomus universitetuose ir nacionalinėse laboratorijose, tačiau pridūrė, kad tarp šių institucijų yra „mirties slėnis“. korporacijos. Siekdamas užpildyti šią spragą, NSF sukūrė programą, vadinamą Pažangiųjų belaidžių tyrimų platformomis (PAWR), kurioje pramonės konsorciumas ir NSF kiekvienas įneša 50 milijonų dolerių, kad sukurtų keturias miesto masto platformas, kad galėtų atlikti naujos kartos bandymus. belaidės sistemos. Šios platformos yra sukurtos taip, kad tyrėjai galėtų naudotis naujomis sistemomis.

Pirmosios dvi sistemos yra Solt Leik Sityje ir Niujorke. Solt Leik Sityje Jutos universitetas ir Rice'o universitetas kuria projektus, žinomus kaip POWDER (atvirų bevielių duomenų pagrindu vykdomų eksperimentinių tyrimų platforma) ir RENEW (perkonfigūruojama ekosistema naujos kartos belaidžiam bevieliam ryšiui).

Niujorke šis projektas vadinsis COSMOS („Cloud Enhanced Open Software Defined Mobile“ - mobiliųjų telefonų belaidis internetas, išbandytas miesto masto diegimui), kurį vykdys „NYU Wireless“, Kolumbija ir „Rutgers“. COSMOS buvo sukurta išbandyti įvairias naujas technologijas sudėtingoje miesto aplinkoje. Dar dvi platformos planuojamos paskirti iki 2019 m. Liepos mėn.

Iš tiesų konferencijoje Ted Rappaport, „NYU Tandon“ ir „NYU Wireless“ įkūrėjas, pažymėjo, kad jį sužavėjo „mmWave“ technologijos priėmimo greitis. Jis parašė keletą ankstyvųjų pranešimų šia tema ir padėjo 2012 m. Įkurti „NYU Wireless“ ir 2014 m. „Brooklyn 5G“ konferenciją. Tada, pasak jo, skeptiškai nuspręsta, ar „mmWave“ gali veikti; nuo to laiko ji buvo priimta ir yra link komercializacijos.

Paklaustas, ar mažų ląstelių dauginimasis naudojant „mmWave“ technologiją gali būti naujas sveikatos rūpestis, „Rappaport“ teigė, kad jūs „negalite įrodyti neigiamo“. Naudojami radijo dažniai yra šešiais laipsniais mažesni už dažnį, reikalingą tokio tipo jonizuojančiai radiacijai. sukurta rentgeno spinduliais (kurie koreliuoja su padidėjusia vėžio tikimybe). Be to, jis pažymėjo, kad mažos ląstelės ir kryptinės antenos sumažina kontakto galią ir dažnį, ir nurodė mane į Nacionalinio sveikatos instituto tyrimą, kurį jis kartu parašė pavadinimu „Saugus ateinančioms kartoms“, kuris tai parodo.

Vėliau „Rappaport“ parodė man tyrimus, kuriuos jis ir kiti universitetai daro dėl tokių dalykų, kaip 140GHz spektro panaudojimas dar greitesniam ryšiui, galbūt tam, kad ateityje būtų standartas. Kiti konferencijos dalyviai taip pat kalbėjo apie 90 GHz ir aukštesnius D juostos dažnius.

Viskas priklauso nuo jūsų perspektyvos; viena vertus, 5G gali artėti prie finišo linijos, kalbant apie pagaliau pasiruošimą paleisti. Bet kita vertus, daugeliu aspektų tai tik pradedama.