5G-teknologier tar søkelyset på mwc 2016

For meg var det største temaet for årets Mobile World Congress 5G. Overalt hvor jeg gikk, så jeg noen demo eller skilt som forkynte at 5G kommer snart, selv om den faktiske standarden ikke er beregnet for å bli ratifisert før i 2018. Men i motsetning til overgangen til LTE, ser det ut til å være et tilfelle der omtrent alle vil å være blant de første, selv om de ikke er helt sikre på hva de endelige 5G-nettverkene vil vise seg å være.

Alle de største leverandørene av telekominfrastruktur og avanserte modemer - Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm og Intel - hadde 5G-demoer på skjermen på utstillingen, og mange var ganske imponerende, og lovet hastigheter på 20 GB eller raskere. Men en ting som ble tydelig for meg mens jeg snakket med mange av disse leverandørene, er at råhastighet for enhver bruker ikke er i fokus. I stedet er målet å kunne imøtekomme et økende antall brukere, som hver og en bruker mer og mer innhold over det trådløse nettverket, og samtidig jobbe med milliarder flere enheter som er tilkoblet (via Internet of Things eller IoT), men kan ha svært lave rater eller sjeldne datakrav.

De lekreste demonstrasjonene på showet konsentrerte seg om det første området, med selskaper som snakket om å bruke nytt spekter, inkludert tradisjonelle 4G-band, ulisensiert spektrum (inkludert det som ofte brukes av Wi-Fi i dag), og mmWave-spektrum - spektrum over 6GHz, som vanligvis ikke Jeg reiser ikke så langt, men er mye mer tilgjengelig. Og de fleste produsentene viste løsninger som involverte flere radioer, og et stort antall mindre antenner ved hjelp av en teknikk kalt MiMo (multiple-input-multiple-output, også brukt i Wi-Fi).

Et av målene ser ut til å være et enkelt nettverk som kan deles eller deles mange flere måter, med teknologi som teoretisk sett gir folk raskere tilkoblingshastigheter. Nå, jeg tror ikke de fleste virkelig bryr seg om forskjellen mellom 150 Mbps og 1 Gbps når de ser på Facebook på telefonen sin, men en stor fordel med den raskere hastigheten er at hver tilkobling kan være av og på nettverket mye raskere, og dermed gir mer kapasitet.

"Vi har problemer, " sier Theodore Sizer, leder for forskningslaboratoriet for Nokias Bell Labs, fordi vi bruker så mye mobildata og denne bruken fortsetter bare å vokse. I 2020, sa han, vil vi trenge nye måter å håndtere både de dramatiske økningene i dagens bruk, samt håndtere millioner av nye enheter som forventes å være i nettverket. Han sa for å gjøre dette trenger vi en mer allsidig radio med et nytt luftgrensesnitt designet for å koble sammen millioner av brukere og mange IoT-enheter med lav data. Sizer beskrev løsningen som "system of systems" der sluttbrukeren ikke skulle trenge å vite hvilket nettverk den kobler over.

Nokia viste AirScale-radiotilgangen, som den hevder er den første kommersielt tilgjengelige basestasjonen som støtter 5G. Systemet bruker 8x8 MIMO og en ny design for måten informasjon er optimalisert på "rammene" overført av LTE som kutter latenstid under 1 millisekund. Nokia viste også en mottaker som inkluderer ting som bjelkestyring, tidlig støtte av mm Wave-teknologier og muligheten til å jobbe med både LTE og 5G. En demo viste et testsystem som var i stand til å levere over 20 Gbps tilkobling.

Rival Ericsson hadde et av de største settene med 5G-demoer på utstillingen, og viste støtte for den "NX" nye tilgangen til 5G så vel som utviklede versjoner av LTE.

Erik Dahlman, seniorekspert på radiotilgangsteknologier for Ericsson Research, sa at det nye radiogrensesnittet ikke vil være dramatisk annerledes, men er mer en utvikling som dekker mye mer spekter. Han snakket om hvordan NX ville inkludere muligheten til å gjøre "stråledannelse" - ved å bruke elektronikk for å kontrollere små antenner for å følge en mobil bruker mens han bare brukte en liten spektrumskive. Opprinnelig testing bruker MU-MIMO (multi-user MIMO) samt stråledannelse og sporing, og selskapet sier at gjennomstrømningen kan være så høy som 30 Gbps. Demoer viste tilkoblinger på mer enn 20 GB.

Dahlman bemerket hvordan et 5G-nettverk vil dra fordel av mmWave, LTE og Wi-Fi-spekteret, men sa at sluttbrukeren ikke vil se det. Like viktig, sa han, er å koble sammen flere nettsteder og muligheten til å gjøre det samlede nettverket slankere og enklere å administrere.

Dahlman forklarte at presset for høyere datahastigheter og for IoT egentlig er "to helt forskjellige ting, " hvordan Ericsson jobber med forskjellige partnere om spesifikke brukssaker fra produksjon, robotikk til bymasseoverføring.

Ledere fra Qualcomm demonstrerte en rekke nye teknikker ved standen sin, inkludert mm Wave-teknologi og bruk av flere antenner og stråledanning for tilkoblinger, selv på steder uten direkte siktlinje, ved bruk av 28 GHz spektrum.

Men en av selskapets store meldinger var hvordan 5G er et neste trinn fra 4G LTE, med flere ledere som presser ideen om at for å gjøre det bra med 5G-modemer, må du allerede ha gjort det bra med 4G-modemer, et ikke-så-subtilt grave på Intel. Selskapet la vekt på sitt nye X16 LTE-modem, som er i stand til 1 Gbps hastighet i år.

Qualcomm gjorde en god del om hvordan 4G, 5G og Wi-Fi-nettverk vil trenge å samarbeide med samtidig tilgang for å lage et enkelt nettverk.

Intel, som kunngjorde planer for neste generasjons XMM 7480 LTE-modem på utstillingen, presset også 5G. Selskapet viste sin egen mobile 5G prøveplattform, inkludert en relativt liten testruter, og hadde demonstrasjoner inkludert en mm Wave-demo på 60 GHz.

I en presentasjon sa Intels GM fra kommunikasjons- og enhetsgruppen Aicha Evans at "Ingen kommer til å lede alene" og sa at 5G vil kreve et enestående samarbeid.

Intel jobbet med Ericsson på en rekke demonstrasjoner, inkludert en veldig synlig en fra SK Telecom, der den koreanske transportøren viste opptil 20 Gbps ved å bruke en Ericsson-basestasjon og en teknikk kalt nettverksskive.

Ulicensiert spekter

Qualcomm er også en stor støtte for bruk av ulisensiert spektrum, og har støttet både LTE-U (bruker LTE over ulisensiert spekter) og LAA (LTE assistert tilgang, som ser ut til å få mer trekkraft i Europa), som begge bruker regulerte LTE-transportører supplert med ulisensiert spektrum.

I år ble det en forestilling for MuLTEFire, en litt annen ide om å bruke LTE-teknologi i de ulisensierte bandene, men uten å kreve transportkontrakter eller tilkoblinger.

Alle de store aktørene - Ericsson, Intel, Nokia og Qualcomm sammen med noen mindre, men kanskje overraskende selskaper som Ruckus Wireless - dukket opp ved lanseringen, som lovet "LTE-lignende ytelse, med Wi-Fi-lignende enkelhet." Tanken er at du får mer pålitelighet og ytelse, mens du fortsatt er enkel å distribuere. Ved lanseringen snakket mange av leverandørene om hvor enkelt dette kan være, og hvordan det vil være en del av en fremtidig 3GPP Release 13-standard, en kommende utvikling av LTE.

De store LTE-leverandørene er alle ombord, men det er fortsatt kontrovers om å bruke de ulisensierte bandene til LTE, ofte fra organisasjoner som har en interesse av Wi-Fi-nettverk. KabelLabs administrerende direktør Phil McKinney klaget over at MuLTEfire, som LTE-U ennå ikke har gjennomgått "objektiv testing", og sa at det var viktig for systemer å kunne dele spekteret.

Mens en rekke av produsentene av 5G nettverksutstyr snakket om muligens å bruke 5G-systemer som et alternativ til fastlinje bredbåndstjeneste, snakket for øvrig CableLabs om Full Duplex DOCSIS, som også ville være en kabelmodell for å levere 10 Gbps både opp og ned. Dette er en nettopp kunngjort spesifikasjon, men en symmetrisk tjeneste kan være mulig å bruke standardindustriens kabelbokser på bare noen få år, ifølge Belal Hamzeh, som leder nettverksteknologier for kabelindustriens forskningslaboratorium.

Fortsatt mobil vekst

Behovet for ekstra kapasitet virker ganske klart. Forrige måned oppdaterte Cisco sin Visual Networking Index Global Mobile Data Prognose for å vise at mobiltrafikken over hele verden vokste med 74 prosent i 2015, til 3, 7 exabyte per måned. Selskapet sier at mobildatatrafikken har vokst seg 4000 ganger de siste 10 årene, og nesten 400 millioner ganger de siste 15 årene. Interessant er at 4G-tilkoblinger bare utgjør 14 prosent av verdensomspennende mobilforbindelser (selv om de utgjør 47 prosent av trafikken), fordi 3G og til og med eldre nettverk fremdeles er utbredt i mange deler av verden.

Gjennomsnittlig mobiltilkoblingshastighet var litt over 2 Mbps, og videotrafikken utgjorde 55 prosent av den totale mobildatatrafikken, heter det i studien. Studien spår at i 2020 vil den månedlige globale mobildatatrafikken være 30, 6 exabyte, en åttedoblet økning; det vil være 11, 6 milliarder mobiltilkoblede enheter i en verden med 7, 8 milliarder mennesker; og videotrafikken vil øke med 11 ganger, og utgjør 75 prosent av verdens totale mobilt datatrafikk.

tester

Så når kan vi forvente å se disse nettverkene i den virkelige verden? Standardisering forventes ikke før i 2018, men det ser ikke ut til å bremse antallet forsøk som foregår forskjellige steder i verden.

På et tidspunkt så det ut som målet ville være å ha de første 5G-nettverkene i gang i sommer-OL i 2020 i Japan, men både transportører og komponentprodusenter er blitt mer aggressive. Selv om standarden ikke sannsynligvis vil bli fullstendig ferdig før i 2018 eller 2019 tidligst, håper de koreanske telekomleverandørene å ha et skikkelig system i gang innen vinter-OL 2018, mindre enn to år fra nå. Samsung har sagt at det vil starte forsøk med et 28 GHz-system i Seoul i tide til vinter-OL 2018.

Ericsson, Huawei og Nokia jobber nå sammen for å bygge et 5G Test Network Finland (5GTNF). I mellomtiden har Ericsson testet et pre-standard 5G-system ved 15 GHz på gatene i Stockholm.

I USA har Verizon gjort feltprøver i noen byer i New Jersey med Samsung, som sa at de har gjort en større pre-kommersiell prøve med Nokia i Dallas-Fort Worth, inkludert testing av hvor godt 5G-signaler trenger innendørs. Det har vært ganske aggressivt på timeplanene, og antydet at den kunne lansere en 5G- eller "pre-5G" -tjeneste allerede neste år.

I mellomtiden sier AT&T også at de planlegger å begynne å teste 5G i år, og har sagt at de planlegger å samarbeide med Ericsson og Intel, og tester i Austin.

Det er fremdeles mye å lære av slike tester, inkludert mer om hastighet, forstyrrelser og enkel distribusjon, og om dette muligens kan fungere som en bredbåndserstatning i landlige områder. Et stort spørsmål vil være hvordan disse teknologiene holder seg i værforholdene i den virkelige verden, og på steder der den må sameksistere med eksisterende LTE-, Wi-Fi- og Bluetooth-standarder.

Og selvfølgelig er det konkurrerende ideer for standardene - husk at det meste av verden bruker FD-frekvensdelingsduplex-varianten av LTE, men China Mobile - den største transportøren i det største landet - bruker TDD "tidsdelingsduplex." Leverandørene snakker alle om å konvertere disse systemene etter hvert til en enkelt 5G-standard. EU har signert avtaler for å samarbeide med Kina, Sør-Korea, Japan og sist Brasil, for å prøve å sikre at det er en enkelt 5G-standard rundt om i verden. Men konkurransepress - inkludert patentlisensiering - har stoppet mang en standard før, så vi vet ikke helt før standarden er fullført.

En ting som virker tydelig er at 5G-teknologi kommer, og at vi sannsynligvis vil se en utvidet versjon av LTE, forbedringer av "LTE-Advanced" og til og med noen "pre-5G-teknologier" kommer inn i markedet i løpet av det neste paret år, selv om et komplett 5G-nettverk ennå ikke er klart til å gå. Det nye nettverket skal være raskere og støtte flere enheter, men for brukerne kan den store gevinsten bare være at det fortsetter å være pålitelig og samtidig la oss få innholdet vi ønsker til en rimelig pris.