Hva er 5g?

5G er (knapt) ekte

Løpet til 5G er på. Alle de fire store amerikanske transportørene har nå en form for 5G trådløs, selv om det hele er begrensede utrullinger i bare noen få byer, mest bruker dyre telefoner som ikke støtter fremtidige landsdekkende 5G-nettverk. Vi sporer rollouts hver måned på vår Race to 5G-side.

De tidlige 5G-utrullingene er mer som en offentlig betatest enn et sluttprodukt. AT&T, Verizon og T-Mobile bruker alle teknologier som bare reiser rundt 600 meter fra en celleplass, noe som betyr at det ikke er mye dekning. Alle fire transportører venter på oppgraderinger til basestasjonene som vil forbedre dekningen, hastigheten og påliteligheten. Rundt slutten av dette året eller begynnelsen av 2020, har AT&T, Verizon og T-Mobile alle tenkt å lansere 5G-nettverk som bruker eksisterende 4G-spekter, som vil ha lavere hastigheter men bredere dekning.

Vi har testet AT&T i Dallas og Las Vegas; Sprint i Dallas og New York; Verizon i Chicago og Providence; og T-Mobile i New York. Hver måned har vi sett bedre ytelse og flere nye enheter. Akkurat nå er det 5G-hotspots fra AT&T, Sprint og Verizon, tre modeller av 5G-telefon fra LG og Samsung, og et tilleggsmoto Moto Mod for Motorola-telefoner som er til salgs.

Det er rotete. Det er veldig tidlige dager. Og hvis du liker ny teknologi, er det veldig spennende.

5G er en investering for det neste tiåret, og i tidligere mobiloverganger har vi sett de fleste av de store endringene skje år etter den første kunngjøringen. Ta for eksempel 4G. De første 4G-telefonene i USA dukket opp i 2010. Men den slags 4G-applikasjoner som forandret vår verden dukket ikke opp senere. Snapchat kom i 2012, og Uber ble utbredt i 2013. Videosamtaler over LTE-nettverk ble også utbredt i USA rundt 2013.

Så etter den planen, mens vi får litt 5G akkurat nå, bør du forvente at de store 5G-applikasjonene skal vokse opp rundt 2021 eller 2022. Inntil da kommer ting til å bli forvirrende som trådløse transportører-jockey for kunder og mindshare.

5G står for femte generasjons mobiltelefon, og de opprinnelige standardene for det ble satt i slutten av 2017. Men en standard betyr ikke at alle 5G vil fungere på samme måte - eller at vi selv vet hvilke applikasjoner 5G vil aktivere. Det vil være sakte, men responsivt 5G, og rask 5G med begrenset dekning. La oss ta deg nedover 5G kaninhullet for å gi deg et bilde av hvordan den kommende 5G-verdenen vil se ut.

1G, 2G, 3G, 4G, 5G

For det første, hvis du hører om 5G Wi-Fi eller AT & T's "5G E" -telefoner, er de ikke 5G-mobiltelefoner. Her er en full forklaring på 5G vs. 5G E vs. 5GHz: Hva er forskjellen?

Og hvis du hører at 5G betyr millimeterbølgetårn på hver lyktestolpe, er det ikke sant. Det er slik noen amerikanske transportører velger å implementere det akkurat nå, men det er ikke en nødvendig eller påkrevd form for 5G. (For eksempel gjør Sprint 5G helt annerledes, som jeg vil forklare nedenfor.)

G i denne 5G betyr at det er en generasjon trådløs teknologi. Mens de fleste generasjoner teknisk sett har blitt definert av dataoverføringshastighetene, har hver også blitt preget av et brudd i kodingsmetodene, eller "luftgrensesnitt", som gjør det uforenlig med forrige generasjon.

1G var analog cellulær. 2G-teknologier, for eksempel CDMA, GSM og TDMA, var den første generasjonen av digitale mobilteknologier. 3G-teknologier, som EVDO, HSPA og UMTS, brakte hastigheter fra 200 kbps til noen få megabit per sekund. 4G-teknologier, som WiMAX og LTE, var det neste inkompatible spranget fremover, og de skaler nå opp til hundrevis av megabit og til og med hastigheter på gigabit-nivå.

5G bringer tre nye aspekter til bordet: større hastighet (for å flytte mer data), lavere latenstid (for å være mer lydhør) og muligheten til å koble til flere flere enheter samtidig (for sensorer og smarte enheter).

Det faktiske 5G-radiosystemet, kjent som 5G-NR, er ikke kompatibelt med 4G. Men alle 5G-enheter i USA, for å starte, vil trenge 4G fordi de vil lene seg på den for å lage innledende tilkoblinger før de handler opp til 5G der den er tilgjengelig. Det er teknisk kjent som et "ikke-frittstående" eller NSA-nettverk. Senere vil våre 5G-nettverk bli "frittstående" eller SA, og trenger ikke 4G-dekning for å fungere. Men det er noen år fri.

4G vil fortsette å forbedre seg med tiden. Qualcomm X24-modemet, som er innebygd i de fleste Android-flaggskipstelefoner fra 2019, støtter 4G-hastigheter opp til 2 Gbps. De virkelige fordelene med 5G vil komme i massiv kapasitet og lav latens, utover nivåene 4G-teknologier kan oppnå.

Den symbiosen mellom 4G og 5G har fått AT&T til å bli litt overentusiastiske om 4G-nettverket. Bæreren har begynt å kalle 4G-nettverket "5G Evolution", fordi det ser forbedring av 4G som et viktig skritt til 5G. Det er selvfølgelig riktig. Men formuleringen er designet for å forvirre mindre informerte forbrukere til å tenke 5G Evolution er 5G, når det ikke er det.

Hva er frekvensen?

Sannsynligvis har de hotteste og mest forvirrende debattene rundt 5G å gjøre med hvilke frekvenser den opererer på. 5G kjører primært i to typer luftbølger: under og over 6GHz.

Lavfrekvente 5G-nettverk, som bruker eksisterende mobil- og Wi-Fi-bånd, drar fordel av mer fleksibel koding og større kanalstørrelser for å oppnå hastigheter 25 til 50 prosent bedre enn LTE, ifølge en presentasjon fra T-Mobile exec Karri Kuoppamaki. Disse nettverkene kan dekke de samme avstandene som eksisterende mobilnettverk og trenger vanligvis ikke flere cellesider. Sprint, for eksempel, setter opp alle de nye 4G-cellene sine som 5G-klare, og den vil bare snu bryteren når resten av nettverket er forberedt.

Landlige nettverk vil sannsynligvis feste seg med lavbånd 5G, fordi lavfrekvente bånd har stort utvalg fra tårn.

For å få superhøye, multi-gigabit-hastigheter, svinger transportørene først til nyere, mye høyere frekvenser, kjent som millimeterbølge. Nede i de eksisterende cellulære båndene er det bare relativt smale kanaler tilgjengelig fordi det spekteret er så travelt og tungt brukt. Men oppe på 28 GHz og 39 GHz er det store, brede spekter av spekter tilgjengelig for å lage store kanaler for veldig høye hastigheter.

Disse bandene har blitt brukt tidligere til backhaul, og koblet basestasjoner til eksterne internettkoblinger. Men de har ikke blitt brukt til forbrukerenheter før, fordi den håndholdte prosessorkraften og miniatyriserte antenner ikke var tilgjengelige. Millimeterbølgesignaler slipper også raskere av med avstand enn lavere frekvenssignaler gjør, og den enorme datamengden de overfører vil kreve flere tilkoblinger til fasttelefoninternett. Så mobiloperatører vil måtte bruke mange mindre basestasjoner med lavere kraft (vanligvis produserer 2-10 watt) i stedet for færre, kraftigere makroceller (som gir 20-40 watt) for å tilby multi-gigabit-hastighetene som millimeterbølgenettverk love.

Heldigvis for dem har transportørene allerede installert de "små celler" i mange større byer for å øke kapasiteten i løpet av 4G-tiden. (Fra kontorvinduet mitt i New York kan jeg se flere små mobiltelefoner.) I disse byene trenger de bare å boltre en ekstra radio på det eksisterende nettstedet for å gjøre det til 5G. Det er imidlertid en kamp andre steder, der transportører har problemer med å overbevise byer for å la dem legge til små celler i forstadsområder. Det tilsvarer tidligere kamp for å etablere mobiltjenester i det hele tatt i mange av disse byene. For hva det er verdt, har små celler en tendens til å være mye mindre kraftige enn makrocellene som brukes for 2G til 4G cellulære systemer: 2-20 watt sammenlignet med 20-40 watt for makroceller.

Det er et tredje sett med luftbølger som brukes i utlandet, noe som kan være en søt flekk: mid-band. Disse frekvensene, som strekker seg fra 3, 5 GHz til 7 GHz, ligger litt over dagens cellulære bånd, men har mengder av spekter (og hastigheter) som begynner å se ut som millimeterbølge. USA faller bak andre land i midtbåndspekteret fordi her borte brukes det for tiden av en mishandling av organisasjoner inkludert satellittbedrifter og marinen, men det er noen forsøk på å frigjøre det.

Midtbånd-nettverk vil ikke kreve så mange cellesider som millimeterbølge, selv om de fremdeles vil være ganske tette; sannsynligvis hver tredje til en halv mil.

Slik fungerer 5G

Som andre mobilnettverk bruker 5G-nettverk et system med cellesider som deler deres territorium i sektorer og sender kodede data gjennom radiobølger. Hvert celleområde må være koblet til en nettverksskelett, enten gjennom en kablet eller trådløs backhaul-tilkobling.

5G-nettverk bruker en type koding kalt OFDM, som ligner på kodingen som 4G LTE bruker. Luftgrensesnittet er imidlertid designet for mye lavere ventetid og større fleksibilitet enn LTE.

Med de samme luftbølgene som 4G, kan 5G-radiosystemet få omtrent 30 prosent bedre hastigheter takket være mer effektiv koding. De vanvittige gigabit-hastighetene du hører om skyldes at 5G er designet for å bruke mye større kanaler enn 4G gjør. Mens de fleste 4G-kanaler er 20MHz, bundet sammen til opptil 160MHz om gangen, kan 5G-kanaler være opptil 100MHz, med Verizon som bruker så mye som 800MHz om gangen. Det er en mye bredere motorvei, men den krever også større, klare blokker med luftbølger enn det som var tilgjengelig for 4G.

Det er her de høye, korte avstanden millimeterbølgefrekvensene kommer inn. Mens lavere frekvenser er okkupert - av 4G, av TV-stasjoner, av satellittfirmaer eller av militæret - hadde det vært en enorm mengde vesentlig ubrukte høyere frekvenser tilgjengelig i USA, slik at transportører lett kunne konstruere brede veier for høye hastigheter.

Andre land, som Canada og europeiske land, fokuserer først på midtbåndfrekvenser bare litt høyere enn eksisterende 4G-systemer, men i USA brukes disse frekvensene av satellittbedrifter og militæret.

5G-nettverk må være mye smartere enn tidligere systemer, da de sjonglerer med mange flere, mindre celler som kan endre størrelse og form. Men selv med eksisterende makroceller , Sier Qualcomm at 5G vil kunne øke kapasiteten med fire ganger over dagens systemer ved å utnytte bredere båndbredder og avanserte antenneteknologier.

Målet er å ha langt høyere hastigheter tilgjengelig, og langt høyere kapasitet per sektor, med langt lavere latenstid enn 4G. De involverte standardorganene sikter mot 20 Gbps hastigheter og 1 ms latenstid, på hvilket tidspunkt veldig interessante ting begynner å skje.

De forskjellige transportørene har lovet 5G-distribusjoner i byer rundt om i landet. Dette kartet viser noen av de annonserte stedene.

Hvem lanserer 5G når?

Du kan se alle de nåværende 5G-bylanseringene på våre Race to 5G-kart.

AT&T lanserte 5G i 12 byer 21. desember 2018 med ett mobilt hotspot for internett, Netgear Nighthawk 5G. Den selger også Samsung Galaxy S10 5G, og den planlegger å selge Note 10+ 5G. Det økte bytellingen til 19 i april. AT&T ser ut til å bare gi ut noen få hotspots per by, og dekker noen få nabolag i hver by. Bare utvalgte, godkjente bedriftskunder kan registrere seg for tjenesten. Det ser ut til at selskapet virkelig ønsker å vente til 5G er mer utbredt med å prøve å selge det til forbrukere.

AT&T bruker 39GHz spektrum for sin første utrulling, etterfulgt av noe 28GHz, og deretter lavbånd, tidligere 3G-spektrum, ved utgangen av dette året.

Sprint lanserte 5G i fire byer i slutten av mai og la Chicago til i juli, og Los Angeles, New York, Phoenix og Washington DC i august. Fordi det bruker mid-band, har det mye bredere dekning i byene enn de andre transportørene gjør, i det minste for nå. Ytterligere lanseringer ser ut til å bli klistret av Sprints pågående drama rundt dens potensielle fusjon med T-Mobile. Bæreren selger HTC Hub-hotspot, og LG V50, OnePlus 7 Pro 5G og Samsung Galaxy S10 5G-telefoner.

Verizon har for øyeblikket begrensede mobile 5G-utrullinger i ni byer, og begrensede hjemme-internettutrullinger i fire. Det selger et 5G-tillegg som passer til Moto Z2 Force-, Z3- og Z4-telefoner, samt LG V50, Samsung Galaxy S10 5G, og Galaxy Note 10+ 5G-telefoner, og Inseego M1000-hotspot.

Verizons 5G-serviceplaner koster $ 10 mer enn de ubegrensede 4G-planene (selv om det er blitt frafalt så langt), for virkelig ubegrensede 5G-data uten deprioritering. Bæreren bruker mest 28GHz spektrum.

T-Mobile lanserte et millimeterbølget 5G-nettverk i seks byer i juni, med Galaxy S10 5G-telefon. Det inkluderer overraskende omfattende dekning på Manhattan, og biter og bobs i andre byer. I motsetning til AT&T og Verizon tilbyr den imidlertid dekningskart. Selskapet sier at det vil lansere et landsdekkende 5G-nettverk ved å bruke 600 MHz lavbåndspekteret senere i år, men akkurat som med Sprint er mye av strategien knyttet til om fusjonen går gjennom eller ikke. Dette lavbåndsnettet, men ikke millimeterbølgenettet, vil bli støttet av den kommende Galaxy Note10 + 5G.

Hastigheten til et trådløst nettverk er knyttet til hvor mye spekter du kan bruke til det. Fordi T-Mobile bare bruker et gjennomsnitt på 31MHz spektrum på 600 MHz i motsetning til de hundrevis av MHz som millimeterbølgenettverkene vil bruke, vil dets lavbånd 5G-nettverk være litt raskere enn 4G, men ikke flere gigabiter raskt. Det vil den fortsatt ha det lave latenstid og mange forbindelsesaspekter ved 5G, noe som gjør det brukbart for spill, selvkjørende biler og smarte byer, for eksempel. I byer vil millimeterbølgenettverket være supersnurt.

"Skal vi se gjennomsnittshastigheten begynne å øke med titalls megabit per sekund? For sikker, " sa T-Mobile CTO Neville Ray. "Vi vil gjerne se gjennomsnittshastighetene tredoble eller flytte til 100 Mbps, men det er en reise som kommer til å ta tid i bransjen."

Hvilke 5G-telefoner kommer ut?

Den første runden med 5G-telefoner støtter bare noen av 5G-systemene som brukes i USA - og forskjellige modeller støtter forskjellige band! Så hvis du vil ha full 5G-blanding av dekning og hastighet, må du sitte ute til sannsynligvis neste vår, når de første all-band 5G-telefonene kommer ut.

For øyeblikket er Samsung Galaxy S10 5G og Note 10+ 5G (på alle fire transportører), LG V50 (på Sprint og Verizon), og en Moto Mod for Moto Z3 og Z4 (på Verizon) alt det som er der akkurat nå.

De fleste av disse telefonene fokuserer på kort rekkevidde, høyhastighetsbånd. Note 10+ 5G for AT&T og T-Mobile vil fungere på breddekning lavhastighetsbåndet, men ikke det raske høyhastighetsbåndet. Det er irriterende forvirrende. Her er et Venn-diagram:

Mange andre selskaper, inkludert Huawei, OnePlus, ZTE, Oppo, Vivo og Xiaomi, lager 5G-telefoner i 2019. Men ingen av disse telefonene ser ut til å være skjebne for USA, og ingen av dem vil være kompatible med amerikanske nettverk. Det er en stor verden der ute.

Vi tror det kommer en 5G iPhone i 2020, men ikke før.

Hva er 5G for?

De fleste av de virkelige verden 5G-demoene vi har sett, involverer bare folk som laster ned Netflix veldig raskt på telefonene sine. Den typen bruk er bare tabellinnsatser, bare for å få nettverkene bygd slik at mer interessante applikasjoner kan utvikle seg i fremtiden.

5G hjemme-internett viser en stor fordel i forhold til 4G: enorm kapasitet. Luftfartsselskaper kan ikke tilby konkurransedyktig pris på 4G hjemme-internett fordi det bare ikke er nok kapasitet på 4G-cellesider for den 190 GB månedlige bruken de fleste hjem nå forventer. Dette kan virkelig øke hjemmets internettkonkurranse i USA, der, ifølge en FCC-rapport fra 2016, 51 prosent av amerikanerne bare har ett alternativ for 25Mbps eller høyere hjemme-internettjeneste. For sin del sier Verizon at 5G-tjenesten virkelig vil være ubegrenset.

5G hjemme-internett er også mye enklere for transportører å rulle ut enn hus-for-hus fiberoptiske linjer. I stedet for å grave opp hver gate, må transportører bare installere fiberoptikk på et celleområde med noen få blokker, og deretter gi kundene trådløse modemer. Verizon-sjefens nettverksansvarlige Nicki Palmer sa at internettjenesten hjemme til slutt vil bli tilbudt uansett hvor Verizon har 5G trådløs, noe som vil gi den mye bredere dekning enn transportørens fiberoptiske FiOS-tjeneste.

På en tur til Oulu, Finland, der det er et 5G utviklingssenter, deltok vi på et 5G hackathon. Toppideene inkluderte en streamingtjeneste for spill; en måte å gjøre hjerneslag gjennom VR; smarte bandasjer som sporer din helbredelse; og en måte for foreldre å samhandle med babyer som sitter fast i rugemaskiner. Alle disse ideene trenger enten høy båndbredde, lav latens eller lav effekt til lave kostnader ved 5G.

I fjor undersøkte vi 5G-startups som Verizon pleier i New York. På transportørens Open Innovation Lab så vi høyoppløselige trådløse overvåkningskameraer, streaming av spill og fysisk terapi i virtual reality.

Spaltisten vår Michael Miller tror at 5G vil være viktigst for industriell bruk, som å automatisere havnehavner og industriroboter.

Driverløse biler kan trenge 5G for virkelig å gå i gang, forklarer redaktøren vår Oliver Rist. Den første generasjonen førerløse biler vil være selvstendig, men fremtidige generasjoner vil samhandle med andre biler og smarte veier for å forbedre sikkerheten og styre trafikken. I utgangspunktet vil alt på veien snakke med alt annet.

For å gjøre dette trenger du ekstremt lave forsinkelser. Mens bilene utveksler veldig små pakker med informasjon, trenger de å gjøre det nesten umiddelbart. Det er her 5Gs tidsforsinkelse på ett millisekund kommer inn spille, når en pakke med data skyter direkte mellom to biler, eller spretter fra en bil til en liten celle på en lyktestolpe til en annen bil. (Ett lett millisekund er omtrent 186 miles, så det meste av at 1ms latens er fremdeles behandlingstid.)

• Hva vil 5G gjøre for landlige områder? Hva vil 5G gjøre for landlige områder?
• Race to 5G: August 2019 Update Race to 5G: August 2019 Update
• Pre-Launch Sprint 5G in New York Gains Coverage, Needs Speed ​​Pre-Launch Sprint 5G in New York Gains Coverage, Trenger hastighet
• T-Mobile-signaler om at billigere 5G-telefoner kommer T-Mobile-signaler om at billigere 5G-telefoner kommer

Et annet aspekt ved 5G er at den vil koble til mange flere enheter. Akkurat nå er 4G-moduler dyre, strømkrevende og krever kompliserte serviceplaner, så mye av tingenes internett har satt seg fast med Wi-Fi og andre hjemmeteknologier for forbrukere, eller 2G for bedrifter. 5G vil ta imot små, rimelige enheter med lite strøm, så den vil koble mange mindre objekter og forskjellige slags omgivelsessensorer til internett.

Hva med telefoner? Den største endringen 5G kan føre til er i virtuell og utvidet virkelighet. Når telefoner forvandles til enheter som er ment å brukes med VR-hodetelefoner, vil den svært lave latensen og de konsistente hastighetene på 5G gi deg en internettforsterket verden, hvis og når du ønsker det. Småcelleaspektene ved 5G kan også hjelpe med dekning i bygningen, da det oppmuntrer alle hjemmeruter til å bli et celleområde.

Vi ser frem til å teste de første implementeringene av 5G når de går live. Vi fortsetter å spore alle utrullingene og teste dem by for by på vår Race to 5G-side.