5G-technologieën krijgen de aandacht op MWC 2016

Voor mij was het grootste thema van het Mobile World Congress van dit jaar 5G. Overal waar ik liep, zag ik een demo of bord met de aankondiging dat 5G binnenkort komt, ook al is de werkelijke standaard niet gepland om te worden geratificeerd tot 2018. Maar in tegenstelling tot de overgang naar LTE lijkt dit een geval te zijn waar zowat iedereen wil om tot de eersten te behoren, ook al weten ze niet precies wat de uiteindelijke 5G-netwerken zullen zijn.

Alle grote aanbieders van telecom-infrastructuur en high-end modems - Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm en Intel - hadden 5G-demo's te zien tijdens de show, en velen waren behoorlijk indrukwekkend, veelbelovende snelheden van 20 Gbps of sneller. Maar een ding dat me duidelijk werd toen ik met veel van deze leveranciers sprak, is dat de ruwe snelheid voor elke individuele gebruiker niet echt de focus is. In plaats daarvan is het doel om een ​​groeiend aantal gebruikers te kunnen ontvangen, die elk meer en meer inhoud via het draadloze netwerk consumeren, en tegelijkertijd met miljarden meer apparaten werken die zijn verbonden (via Internet of Things of IoT) maar kan zeer lage of niet-frequente gegevensvereisten hebben.

De meest flitsende demo's van de show concentreerden zich op het eerste gebied, waarbij bedrijven het hadden over het gebruik van nieuw spectrum, inclusief traditionele 4G-banden, niet-gelicentieerd spectrum (inclusief dat dat tegenwoordig vaak door wifi wordt gebruikt), en mmWave-spectrum - spectrum boven 6 GHz, wat meestal niet niet zo ver reizen, maar is veel meer beschikbaar. En de meeste fabrikanten toonden oplossingen waarbij meerdere radio's betrokken waren, en een groot aantal kleinere antennes met behulp van een techniek genaamd MiMo (multiple-input-multiple-output, ook gebruikt in Wi-Fi).

Een van de doelen lijkt een enkel netwerk te zijn dat op veel meer manieren kan worden opgesplitst of onderverdeeld, met technologie die theoretisch mensen snellere verbindingssnelheden geeft. Nu denk ik niet dat de meeste mensen echt om het verschil tussen 150 Mbps en 1 Gbps geven wanneer ze op hun telefoon naar Facebook kijken, maar een groot voordeel van de hogere snelheid is dat elke verbinding veel sneller op en buiten het netwerk kan zijn, waardoor meer capaciteit mogelijk is.

"We zitten in de problemen", zegt Theodore Sizer, hoofd van het Research Lab van Bell's van Nokia, omdat we zoveel mobiele gegevens gebruiken en dit gebruik alleen maar groeit. Tegen 2020, zei hij, hebben we nieuwe manieren nodig om zowel de dramatische toename van het huidige gebruik aan te kunnen, als om te gaan met miljoenen nieuwe apparaten die naar verwachting op het netwerk zullen zijn. Hij zei dat we hiervoor een veelzijdiger radio nodig hebben met een nieuwe luchtinterface die is ontworpen om miljoenen gebruikers en veel low-data IoT-apparaten te verbinden. Sizer omschreef de oplossing als "systeem van systemen" waarbij de eindgebruiker niet hoeft te weten via welk netwerk hij verbinding maakt.

Nokia toonde zijn AirScale-radiotoegang, die volgens hem het eerste commercieel beschikbare basisstation is dat 5G ondersteunt. Het systeem maakt gebruik van 8x8 MIMO en een nieuw ontwerp voor de manier waarop informatie wordt geoptimaliseerd binnen de "frames" die door LTE worden verzonden, waardoor de latentie onder 1 milliseconde wordt verlaagd. Nokia toonde ook een ontvanger met onder meer stuurbekrachtiging, vroege ondersteuning van mm Wave-technologieën en de mogelijkheid om te werken met zowel LTE als 5G. Een demo toonde een testsysteem dat meer dan 20 Gbps connectiviteit kon leveren.

Rivaliserende Ericsson had een van de grootste sets van 5G-demo's op de show, met ondersteuning voor de "NX" nieuwe toegang voor 5G en geëvolueerde versies van LTE.

Erik Dahlman, senior expert in radiotoegangstechnologieën voor Ericsson Research, zei dat de nieuwe radio-interface niet dramatisch anders zal zijn, maar meer een evolutie is die veel meer spectrum beslaat. Hij sprak over hoe NX de mogelijkheid zou hebben om "straalvorming" te doen - met behulp van elektronica om kleine antennes te besturen om een ​​mobiele gebruiker te volgen terwijl slechts een klein deel van het spectrum wordt gebruikt. In eerste instantie wordt gebruik gemaakt van MU-MIMO (multi-user MIMO), evenals bundelvorming en tracking, waarbij het bedrijf zegt dat de doorvoer kan oplopen tot 30 Gbps. Demo's toonden verbindingen van meer dan 20 Gbps.

Dahlman merkte op hoe een 5G-netwerk zal profiteren van mmWave, LTE en Wi-Fi-spectrum, maar zei dat de eindgebruiker het niet zal zien. Even belangrijk, zei hij, is het verbinden van meerdere sites en de mogelijkheid om het algemene netwerk slanker en gemakkelijker te beheren te maken.

Opmerkend dat de drang naar hogere gegevenssnelheden en voor IoT echt "twee totaal verschillende dingen zijn", legde Dahlman uit hoe Ericsson met verschillende partners werkt aan specifieke gebruiksscenario's, van productie tot robotica, tot stedelijke massatransit.

Qualcomm-managers demonstreerden een aantal nieuwe technieken in de stand, waaronder mm Wave-technologie en het gebruik van meerdere antennes en beamforming voor verbindingen, zelfs op locaties zonder directe zichtlijn, met behulp van 28 GHz spectrum.

Maar een van de grote boodschappen van het bedrijf was hoe 5G een volgende stap is van 4G LTE, waarbij meerdere leidinggevenden het idee duwen dat om het goed te doen met 5G-modems, je het al goed moet doen met 4G-modems, een niet-zo-subtiele graven bij Intel. Het bedrijf benadrukte zijn nieuwe X16 LTE-modem, met een snelheid van 1 Gbps dit jaar.

Qualcomm heeft veel gedaan over hoe 4G-, 5G- en Wi-Fi-netwerken moeten samenwerken met gelijktijdige toegang om een ​​enkel netwerk te creëren.

Intel, die tijdens de show plannen aankondigde voor zijn volgende generatie XMM 7480 LTE-modem, duwde ook 5G. Het bedrijf toonde zijn eigen mobiele 5G-proefplatform, inclusief een relatief kleine testrouter, en had demonstraties met een mm Wave-demo op 60 GHz.

In een presentatie zei Intel's GM van de Communications and Devices Group Aicha Evans: "Niemand gaat alleen leiden" en zei dat 5G een ongekende samenwerking vereist.

Intel werkte met Ericsson aan een aantal demo's, waaronder een zeer zichtbare demo van SK Telecom, waarin de Koreaanse koerier tot 20 Gbps liet zien met behulp van een Ericsson-basisstation en een techniek die netwerk-slicing werd genoemd.

Spectrum zonder vergunning

Qualcomm is ook een groot voorstander van het gebruik van niet-gelicentieerd spectrum en heeft zowel LTE-U (gebruik van LTE over niet-gelicentieerd spectrum) als LAA (LTE geassisteerde toegang, die meer tractie lijkt te krijgen in Europa) ondersteund, die beide gereguleerde LTE-dragers gebruiken aangevuld met niet-gelicentieerd spectrum.

Dit jaar was er een feest voor MuLTEFire, een iets ander idee van het gebruik van LTE-technologie in de niet-gelicentieerde bands, maar zonder carriercontracten of -verbindingen.

Alle grote spelers - Ericsson, Intel, Nokia en Qualcomm samen met enkele kleinere maar misschien verrassende bedrijven zoals Ruckus Wireless - verschenen bij de lancering, die "LTE-achtige prestaties beloofden met Wi-Fi-achtige eenvoud." Het idee is dat u meer betrouwbaarheid en prestaties krijgt en toch eenvoudig te implementeren bent. Bij de lancering spraken veel leveranciers over hoe gemakkelijk dit zou kunnen zijn en hoe het deel zal uitmaken van een toekomstige 3GPP Release 13-standaard, een komende evolutie van LTE.

De grote LTE-leveranciers zijn allemaal aan boord, maar er blijft controverse bestaan ​​over het gebruik van de niet-gelicentieerde bands voor LTE, vaak van organisaties die een gevestigde interesse hebben in wifi-netwerken. Cable Mcabs CEO Phil McKinney klaagde dat MuLTEfire, net als LTE-U, nog geen "onbevooroordeelde tests" heeft doorlopen en zei dat het belangrijk was voor systemen om spectrum te kunnen delen.

Trouwens, terwijl een aantal van de 5G-netwerkapparatuurfabrikanten sprak over mogelijk gebruik van 5G-systemen als alternatief voor een vaste lijn breedbanddienst, sprak CableLabs over Full Duplex DOCSIS, dat ook een kabelmodel zou zijn om zowel 10 Gbps op en neer te leveren. Dit is een zojuist aangekondigde specificatie, maar een symmetrische service kan mogelijk zijn met behulp van standaard industriële kabelboxen in slechts een paar jaar, volgens Belal Hamzeh, die netwerktechnologieën leidt voor onderzoekslaboratoria in de kabelindustrie.

Aanhoudende mobiele groei

De behoefte aan extra capaciteit lijkt vrij duidelijk. Vorige maand heeft Cisco zijn Visual Networking Index Global Mobile Data Forecast bijgewerkt om aan te tonen dat mobiel verkeer wereldwijd met 74 procent groeide in 2015 tot 3, 7 exabytes per maand. Het bedrijf zegt dat mobiel dataverkeer de afgelopen 10 jaar 4.000 keer is gegroeid en de afgelopen 15 jaar bijna 400 miljoen keer zo groot. Interessant is dat 4G-verbindingen slechts 14 procent van de wereldwijde mobiele verbindingen vertegenwoordigen (hoewel ze 47 procent van het verkeer vertegenwoordigen), omdat in veel delen van de wereld 3G en zelfs oudere netwerken nog steeds gangbaar zijn.

De gemiddelde snelheid van de mobiele verbinding was iets meer dan 2 Mbps en videoverkeer was goed voor 55 procent van het totale mobiele dataverkeer, aldus de studie. De studie voorspelt dat in 2020 het maandelijkse wereldwijde mobiele dataverkeer 30, 6 exabytes zal bedragen, een achtvoudige toename; er komen 11, 6 miljard mobiele apparaten in een wereld met 7, 8 miljard mensen; en videoverkeer neemt 11 keer toe, goed voor 75 procent van 's werelds totale mobiele dataverkeer.

Tests

Dus wanneer kunnen we deze netwerken in de echte wereld verwachten? Standaardisatie wordt pas in 2018 verwacht, maar dat lijkt het aantal proeven op verschillende plaatsen in de wereld niet te vertragen.

Op een gegeven moment leek het erop dat het doel zou zijn om de eerste 5G-netwerken te laten draaien tegen de Olympische Zomerspelen 2020 in Japan, maar zowel vervoerders als fabrikanten van componenten zijn agressiever geworden. Hoewel de standaard waarschijnlijk niet op zijn vroegst tot 2018 of 2019 klaar zal zijn, hopen de Koreaanse telecomaanbieders een echt systeem operationeel te hebben voor de Olympische Winterspelen van 2018, minder dan twee jaar vanaf nu. Samsung heeft gezegd dat het op tijd voor de Olympische Winterspelen van 2018 in 28GHz-systemen in Seoul begint.

Ericsson, Huawei en Nokia werken nu samen om een ​​5G Test Network Finland (5GTNF) te bouwen. Ondertussen testte Ericsson een pre-standaard 5G-systeem op 15 GHz in de straten van Stockholm.

In de VS heeft Verizon veldtests gedaan in sommige steden in New Jersey met Samsung, die zei dat het een grotere pre-commerciële proef met Nokia heeft uitgevoerd in Dallas-Fort Worth, inclusief testen hoe goed 5G-signalen binnenshuis doordringen. Het was behoorlijk agressief in dienstregelingen, wat suggereert dat het al volgend jaar een 5G- of "pre-5G" -dienst zou kunnen lanceren.

Ondertussen zegt AT&T ook dat het van plan is om dit jaar 5G te gaan testen en dat het van plan is om samen met Ericsson en Intel te gaan testen in Austin.

Van dergelijke tests valt nog veel te leren, waaronder meer over snelheid, interferentie en gebruiksgemak, en of dit mogelijk zou kunnen werken als vervanging van breedband in landelijke gebieden. Een grote vraag zal zijn hoe deze technologieën stand houden in realistische weersomstandigheden, en op plaatsen waar het naast bestaande LTE-, Wi-Fi- en Bluetooth-normen moet bestaan.

En natuurlijk zijn er concurrerende ideeën voor de normen - herinner eraan dat het grootste deel van de wereld de FD "frequency division duplex" -variant van LTE gebruikt, maar China Mobile - de grootste luchtvaartmaatschappij in het grootste land - gebruikt TDD "time division duplex". De leveranciers praten allemaal over het uiteindelijk omzetten van deze systemen in een enkele 5G-standaard. De EU heeft overeenkomsten getekend om samen te werken met China, Zuid-Korea, Japan en recentelijk Brazilië, om te proberen ervoor te zorgen dat er wereldwijd één enkele 5G-norm is. Maar concurrentiedruk - inclusief patentlicenties - heeft menig standaard eerder geblokkeerd, dus we zullen het niet echt weten totdat de standaard compleet is.

Een ding dat duidelijk lijkt te zijn, is dat 5G-technologie eraan komt en dat we waarschijnlijk een uitgebreide versie van LTE, verbeteringen in "LTE-Advanced" en zelfs enkele "pre-5G-technologieën" in de komende paar op de markt zullen zien van jaren, zelfs als een volledig 5G-netwerk nog niet klaar is om te gaan. Het nieuwe netwerk zou sneller moeten zijn en meer apparaten moeten ondersteunen, maar voor gebruikers kan het grote voordeel zijn dat het betrouwbaar blijft, terwijl we de inhoud krijgen die we willen tegen een redelijke prijs.