Op weg naar 5g-netwerken

Terwijl we door het Mobile World Congress liepen, was het gemakkelijk om allerlei demo's te zien met de aanduiding "5G", alsof de volgende generatie draadloze technologie - de stap verder dan 4G of LTE - om de hoek ligt. Het is niet.

Formele voorstellen voor 5G-technologie zijn namelijk pas vanaf het najaar van 2017 te wijten aan de International Telecommunications Union (ITU), en het is onwaarschijnlijk dat we op zijn vroegst tot 2020 een definitieve technische specificatie en netwerken zullen zien die aan die eisen voldoen. In plaats daarvan waren de demonstraties meestal van technologieën waarvan individuele bedrijven denken dat die deel zouden kunnen uitmaken van die volgende standaard, of misschien een brug kunnen slaan naar 5G. Deze omvatten veel werk aan het gebruik van spectrum zonder licentie, misschien met millimetergolven; over het samenvoegen van zowel een licentie als een licentie zonder licentie, inclusief LTE-Advanced en Wi-Fi; en om het netwerk zelf intelligenter, betrouwbaarder en veiliger te maken.

Ondertussen publiceerde de door de operator geleide Next Generation Mobile Networks (NGMN) alliantie haar "5G White Paper", waarin wordt beschreven wat veel luchtvaartmaatschappijen in 5G willen, en de contouren van deze verschillende inspanningen lijken te convergeren.

De meest interessante demo's van de pre-5G-technologieën kwamen van de grote hardware-infrastructuuraanbieders Alcatel-Lucent, Ericsson en Nokia; evenals een paar van de vervoerders die proberen zichzelf te positioneren om vroeg in 5G-implementaties te zijn.

Bijna alle leveranciers definieerden 5G als hopend op een capaciteitsverhoging van de netwerken met 1.000x, zodat ze 1000 keer meer apparaten aankunnen die op het netwerk zijn aangesloten. Merk op dat deze verhoogde capaciteit niet betekent dat een individuele gebruiker informatie 1000 keer zo snel zal downloaden als vandaag, maar dat het netwerk in zijn geheel sneller zal zijn. Toch kunnen verbindingen voor veel gebruikers sneller zijn - het idee is om een ​​apparaat de informatie die het nodig heeft zo snel mogelijk te krijgen en het vervolgens van het netwerk te halen.

Een dergelijke oplossing zal waarschijnlijk een veel dichtere verzameling cellen gebruiken om informatie te verzenden en ontvangen, in nieuwe configuraties. Een aantal bedrijven, waaronder Intel, demonstreerden hoe ze het netwerk konden "verdichten".

Een ander deel van de oplossing is om meer spectrum te gebruiken, zowel het gelicentieerde spectrum waar LTE als oudere technologieën momenteel werken en het spectrum zonder vergunning. Spectrum zonder licentie omvat enkele banden zoals de 2, 4 en 5 GHz-banden die vaak worden gebruikt voor Bluetooth en Wi-Fi; en steeds meer spectrum boven 6 GHz omvat wat vaak millimetergolfbanden (mmWave) wordt genoemd. Alle grote radiobedrijven, en zelfs onderzoeksgroepen zoals IMEC, toonden mmWave-demo's.

In feite is bijna iedereen het erover eens dat de volgende fase meer naadloze verbindingen tussen het gelicentieerde en niet-gelicentieerde spectrum omvat. De Wireless Broadband Alliance heeft bijvoorbeeld tijdens de show zijn Next Generation Hotspot-technologie (met behulp van de Passpoint-certificering van de Wi-Fi Alliance) ingesteld en gebruikers met geldige SIM-kaarten op sommige netwerken kunnen verbinding maken met deze hotspots, met technologie waarmee u kunt schakelen tussen LTE- en wifi-netwerken zonder het te merken. (Het had beter kunnen worden gepubliceerd en op meer locaties kunnen worden aangeboden, maar het werkte redelijk goed.)

Hier waren enkele van de interessantere demo's op de beursvloer:

SK Telecom toonde een nieuwe RAT (radiotoegangstechnologie) die in staat was tot 7, 55 Gbps piekgegevens via een 28 GHz-verbinding.

Haesung Park, manager van de zakelijke R&D van SK Telecom, zei dat het bedrijf vooral keek naar spectrum boven 6 GHz, zoals het spectrum dat wordt gebruikt door WiGig, omdat het spectrum daaronder valt onder de bestaande 3GPP-voorschriften. Om dit het meest logisch te maken, zei hij, is een "continue brede band de sleutel", dus dragers zullen naar grotere spectrumbanden kijken. Maar hij merkte op dat hogere frequenties niet de penetratie van de hedendaagse 4G-banden hebben, zodat de lagere frequentie nog steeds nodig zou zijn.

Het bedrijf zei dat zijn plan naadloos netwerken tussen LTE-Advanced en nieuwe radiotechnologie zou omvatten; en zou waarschijnlijk NFV-functies (Network Function Virtualization) omvatten om het netwerk beter te beheren. Park zei dat SK Telecom een ​​testnetwerk wil bouwen om in 2018 een pre-5G-oplossing te presenteren, met plannen voor een definitieve uitrol in 2020.

Nokia had het eigenlijk over het streven naar een capaciteitsverhoging van 10.000x (!), Door een compleet 5G-systeem te gebruiken met macrocellen, dichtere cellen en een ultra dichte laag van nog kleinere cellen, meestal met een spectrum boven 6 GHz. In een emulatie van een dergelijk systeem kan Nokia "meerdere gigabit per sessie" leveren, aldus Agnieska Szufarska, manager van radioonderzoek.

De demo's van Nokia bij MWC omvatten een gefaseerd array-aandachtssysteem, met mmWave-technologie in het bereik van 70 GHz. Deze straalvolgdemonstratie omvatte 64 stralen die elk drie graden bestrijken, bestuurd door een directionele antenne met hoge versterking. De hele vergadering was achter glas, maar best interessant om een ​​apparaat te zien bewegen en gevolgd worden.

Ericsson had een aantal interessante demo's, waaronder het laten zien hoe een mobiel apparaat in staat zou kunnen zijn om meer dan 5 Gbps aan connectiviteit te koppelen aan een basisstation van de volgende generatie met behulp van straalvormende radio's.

Volgens Miguel Blockstrand, directeur van productlijn-apparaatverbindingen, is 5G "geen big bang", maar zal het eerder gebeuren door de implementatie van verschillende technologieën op verschillende tijdstippen. LTE zal in feite deel uitmaken van 5G-oplossingen, merkte hij op, net als veel technologieën die gebruik maken van een spectrum zonder licentie.

Een grote drijvende factor, zei hij, is het toenemende gebruik van mobiel-naar-mobiel (M2M) -technologieën en de evolutie van het internet der dingen. Om dit allemaal te laten werken, zijn analyses en gedragsvoorspelling vereist, waardoor het netwerk meer betrouwbaarheid, veerkracht en dekking biedt en de latentie wordt verminderd. Dit is belangrijk voor toepassingen zoals autonome auto's, chirurgie op afstand of opgraven op afstand (zoals een demo die Ericsson in zijn stand had).

Interessant is dat Qualcomm zijn demo's niet als 5G heeft bestempeld, omdat het ruimte ziet om veel van zijn nieuwe technologieën uit te rollen als onderdeel van voortdurende vooruitgang bij LTE. Het bedrijf zegt al dat het manieren onderzoekt om te werken met traditioneel gelicentieerd spectrum en niet-gelicentieerd spectrum (LTE-U), terwijl het LTE- en Wi-Fi-banden samenvoegt en dergelijke functies in zijn LTE-Advanced-modems opneemt terwijl ze klaar zijn. Qualcomm ziet een meer geleidelijke introductie van 5G in plaats van een oerknal, waarin we eindigen met een verenigd platform, waarin nieuwe geavanceerde vormen van LTE, Wi-Fi en 5G-technologieën samen worden geïntegreerd. Dit zal zowel traditionele basisstations als veel meer kleine cellen gebruiken.

"Wij zijn van mening dat u naar verschillende toepassingen moet kijken, niet alleen naar hogere tarieven of meer capaciteit", zegt Rasmus Hellberg, senior directeur technische marketing van Qualcomm. Met de groei van het internet der dingen moet 5G een enorm aantal apparaten kunnen verbinden en nieuwe diensten en industrieën ondersteunen, zei hij.

Nieuw gebruik van draadloze netwerken, zoals het besturen van zelfrijdende auto's, vereist betrouwbaarheid, ultra lage latentie en beveiliging, merkte hij op. Een ding dat ik interessant vond aan de aanpak van Qualcomm is de weergave van een "randloos netwerk" waarbij de gebruikersapparaten feitelijk deel uitmaken van het netwerk, met behulp van cognitieve technologie of machine learning om te kiezen uit meerdere mogelijke netwerkpaden.