A mesura que s'aproxima el llançament de 5g, quedaran les preguntes

Fa un parell de setmanes vaig assistir a la cimera del Brooklyn 5G a la NYU Tandon School of Engineering, on em va cridar l’atenció els avenços aconseguits cap a la creació de xarxes 5G i la incertesa que encara existeix sobre els usos i l’economia del 5G en general.

Molts assistents em van assegurar que realment estaria utilitzant un telèfon mòbil 5G a la cimera de l'any vinent i la majoria estaven convençuts que necessitarem les noves xarxes per gestionar l'augment del trànsit.

Recordem que el 5G no és una sola tecnologia, sinó una varietat de tecnologies que treballen juntes. Cobreix un ampli rang d’espectre des de banda baixa (com ara 600 MHz), que pot recórrer una distància llarga però amb velocitats relativament més lentes; a banda mitjana (com 2, 5 o 3, 5GHz); a banda alta (com ara 28 o 39 GHz, de vegades anomenada ona mil·limètrica o mmWave), que pot ser molt ràpida –he escoltat als enginyers parlar de velocitats teòriques de 5 o més Gbps–, però no viatja gaire lluny.

Els estàndards mòbils estan definits majoritàriament per l’organisme de normes 3GPP, un grup que inclou pràcticament la totalitat dels principals actors de l’ecosistema mòbil global i que va desenvolupar els estàndards bàsics per a 3G (com el seu nom indica) i 4G LTE (originalment a llarg termini. evolució de l’estàndard 3G). Normalment aquestes normes són finalment adoptades per l’organisme de normes de comunicacions de la UIT, encara més ampli. 3GPP ha estat publicant nous llançaments dels seus estàndards gairebé anualment i s’està dirigint cap a una especificació 5G que se centra en tres grans àrees: Banda ampla mòbil millorada (eMBB), Comunicacions de baixa llarga fiabilitat (URLLC), i massives comunicacions de tipus de màquina. (mMTC).

D’aquests, el primer és el que normalment pensem com una aplicació per a consumidors: fer que els nostres telèfons funcionin més ràpidament i en això es basarà la majoria de les desplegacions inicials del 5G. (Algunes xarxes primerenques també es desplegaran per a connexió sense fil fixa.) Les altres dues àrees, URLLC i mMTC, es destinen principalment a aplicacions industrials o empresarials, tot i que poden tenir aplicacions de consumidor, i vaig sentir informació sobre vehicles autònoms amb VR mòbil, encara que això Em sembla una aplicació nínxol.

Però pot ser que siguin aquestes aplicacions més industrials i comercials les que evolucionin realment juntament amb els estàndards 5G; al cap i a la fi, ja estem veient telèfons que prometen "gigabit LTE" en xarxes 4G, i és difícil imaginar quines aplicacions necessitaran més velocitat per als consumidors individuals. Tot i així, la velocitat addicional i el disseny de xarxa promès per 5G pot ser necessari només per gestionar el trànsit creixent. En parlaré més sobre casos d’ús a la meva propera publicació.

Xarxes a punt per començar

Melissa Arnoldi, presidenta de Tecnologia i Operacions de AT&T Communications, va assenyalar la necessitat de xarxes que gestionin més trànsit de manera més eficient, independentment de l’aplicació. Va dir que la xarxa mòbil de la companyia ha experimentat un creixement del trànsit de dades del 360.000 per cent des del 2007 i que no hi ha "cap retard". Actualment, el vídeo representa més de la meitat del trànsit i espera que aquest 2020 creixi fins al 75 per cent.

5G és necessari per gestionar aquest trànsit, així com per habilitar aplicacions com ara realitat augmentada i virtual, vehicles autònoms i drons, va dir Arnoldi, que va assenyalar que els automòbils amb conducció autònoma necessiten una connectivitat d'alta fiabilitat i una latència propera a temps real, idealment menys que 5 mil·lisegons.

Arnoldi ha assegurat que per gestionar aquest trànsit es requereixen xarxes definides pel programari, destacant que AT&T ha estat el principal conductor de l'ONAP (Plataforma d'Open Network Automation). Ell espera que AT&T traslladi el 65% del seu trànsit a les xarxes definides per programari a finals d'any.

AT&T pretén ser el primer transportista nord-americà a disposar de l'estàndard mòbil 5G a finals d'any a 12 ciutats. Va parlar d'un pilot minorista que la firma ha dirigit a Waco, Texas, que va comptar amb centenars d'usuaris en una botiga minorista per demostrar com podrien funcionar mmWave en un entorn així, i pilots a Kalamazoo i South Bend, on la companyia va crear un extrem 5G complet. - a la xarxa final i es va veure que els senyals mmWave podrien oferir velocitats d'1 Gbps fins a 900 peus sense impactes a causa del clima i els senyals que penetren materials millor del que s'esperava.

La velocitat és apassionant, va dir Arnoldi, però la latència és el gran canvi. A continuació, va descriure aplicacions, com ara venda al detall, amb virtualitat immersiva i realitat augmentada i senyalització digital en lloc de maniquins; atenció sanitària; fabricació; finançament, amb coses com caixers que ofereixen vídeo de més de 5G sense fils; seguretat Pública; i transport.

Bill Stone, vicepresident de Desenvolupament Tecnològic i Planificació de Verizon, va caracteritzar el 5G com una solució polivalent que permet als operadors "aprofitar el programari i tallar la xarxa per a casos d'ús diferents". Per a Verizon, la connexió fixa fixa serà la primera porció de xarxa, però és només un cas d’ús i ràpidament anirà seguida de banda ampla mòbil, va dir Stone.

El suport de Verizon al Verizon 5G Tech Forum va ajudar a accelerar el procés 3GPP, i si bé els primers productes de Verizon no estaran basats en els estàndards, pretenia passar ràpidament a l'estàndard 3GPP. Va destacar els plans de la companyia per utilitzar trossos més grans d'espectre quan sigui possible, augmentar la densitat de cèl·lules petites i passar a MIMO massiu (múltiples antenes) en bandes mmWave, així com augmentar el nombre d'antenes en altres bandes.

Stone va dir que Verizon espera ser el primer amb 5G sense fils fixos i va assenyalar que en proves ja podria oferir un servei de 80Gbps a 2.000 peus del node. Però va dir que l'empresa compta amb una sola xarxa, amb múltiples llesques, i que la prioritat de la companyia és "Mobile, Mobile, Mobile". Tot mirant, però, va dir que un núvol habilitat per a 5G i "avantatge intel·ligent", així com les aplicacions d'automatització industrial, impulsaran els nous casos d'ús.

Seizo Onoe, arquitecte tecnològic en cap de NTT Docomo, va parlar de com Docomo es col·labora amb algunes indústries (automoció, ferrocarril, construcció, assistència sanitària, etc.) en el llançament del 5G. Es pot argumentar la introducció de 5G, encara que les aplicacions noves no siguin segures, va dir, només perquè els operadors puguin veure la capacitat de dades augmentada amb un cost per bit millorat.

Onoe va repetir el seu argument a partir de l'any passat, que és que la generació anterior sovint es presenta just abans del llançament de la propera, com va passar amb la 3G millorada (HSPA +) abans del llançament 4G LTE, i que la indústria històricament ha tingut un gran èxit només amb un parell. -nombres generacions. Però va suggerir que la col·laboració entre indústries podria canviar això, ja que veiem que es desenvolupen noves aplicacions.

A mi em va interessar molt la seva idea que el 5G podria ser la generació final quan es tracta de grans avenços tecnològics. Onoe va dir que, tot i que una tecnologia en concret ha definit cadascuna de les generacions anteriors, 5G és en realitat una combinació de tecnologies, de manera que 5 podrien ser el nombre final a menys que siguem capaços d’inventar un avanç tecnològic nou. Tot i així, va assenyalar que "trucs de màrqueting" podria significar que veurem un número futur, i que, encara que pugui ser truc, "és llibertat".

L’Evolució del 5G

Moltes de les presentacions van obtenir més detalls sobre la tecnologia i els estàndards, i la seva evolució.

Peiying Zhu, un company de Huawei, va explicar com 3GPP ha aprovat actualment el llançament 15 del seu estàndard, incloent una versió no autònoma (NSA), que descriu com els dispositius 5G podrien funcionar en una xarxa basada majoritàriament en la mateixa infraestructura que 4G LTE. xarxes. Ella va dir que el treball s’està movent ràpidament cap a una versió autònoma d’aquest estàndard (una en què tant les ràdios com el nucli de la xarxa estan dissenyats per a 5G), com és el treball d’una versió 16, que afegirà més funcions.

El llançament 15 dóna suport majoritàriament a l'amplada de banda mòbil (eMBB), mentre que les versions posteriors haurien de complir una gamma més àmplia de requeriments IoT, incloent "comunicacions de llarga durabilitat i baixa latència, accés sense fil fix i comunicacions massives de tipus màquina", va dir Zhu.

El llançament 15 inclou una "ràdio 5G nova", amb diverses funcions i Zhu va parlar de l'impacte que tindran els diversos canvis. Va discutir com les proves que utilitzaven l’espectre de 3, 5 GHz van mostrar una millora de 10 vegades en l’experiència de l’usuari, amb una dècima latència i una dècima el cost per bit de les solucions existents, fent 5G molt impressionant per a banda ampla mòbil millorada. I Zhu va discutir altres detalls que podrien formar part de la versió 16 o versions posteriors de l'especificació que habilitarien altres aplicacions.

Mikael Höök, director de ràdio investigació d'Ericsson Research, també va parlar de l'evolució de la norma perquè es dirigeix ​​cap a la visió UIT-2020. Va parlar de com la nova ràdio és "ultra-magre" (és a dir, que redueix la interferència i les potències quan no s'utilitza), alhora que ofereix una compatibilitat avançada, de manera que es poden afegir noves capacitats. També va assenyalar com es poden utilitzar múltiples antenes, va parlar de baixa latència i va dir que l’ampli espectre oferirà moltes capacitats diferents.

Höök va subratllar que això pot funcionar en moltes aplicacions diferents, des de proporcionar una cobertura molt ràpida en carrers i places ocupades, fins a oferir telefonia fixa en entorns suburbans. També va parlar sobre automatització de fàbriques.

En un col·loqui que va seguir després, es va debatre sobre si la nova ràdio era apropiada per a les aplicacions d'Internet of Things (IoT), amb Höök esmentant els estàndards 4G existents (com NB-IOT) i d'altres, entre els quals Zhu i Antti de Nokia. Toskala, parlant de casos d'ús de IoT nous que podrien requerir una amplada de banda més alta o una latència inferior.

En l'àmbit industrial, alguns panelistes van intentar respondre una pregunta sobre la comparació de 5G amb els estàndards IEEE 802 (Wi-Fi), que normalment funcionen amb espectres sense llicència. Höök va dir que, en alguns casos, l'espectre sense llicència és prou bo, però no quan es necessiten "cinc nou punts de fiabilitat". Toskala va assenyalar funcions com ara l'autenticació 3GPP i els serveis que les empreses de telecomunicacions ofereixen als proveïdors, però alguns van deixar d'afrontar-los. Zhu va parlar sobre com el 5G està dissenyat per a la coexistència, de manera que tant els estàndards basats en 5G com els 802 poden funcionar a les mateixes ubicacions.

Parlant sobre 5G en telèfons intel·ligents, Arun Ghosh, director del grup avançat de tecnologia sense fils de AT&T Labs, d'At&T, va dir que encara hi ha la qüestió d'un model de negoci, ja que LTE funciona força bé. Ghosh va dir que 5G té més informació sobre altres casos comercials, com en vehicles autònoms, on tenir un gran nombre de cotxes connectats pot ajudar en àmbits com l’evitació de col·lisions. Però gairebé tots els panelistes van estar d’acord que hauríem d’esperar que els telèfons compatibles amb els espectres tant de 5G i 4G LTE, com d’espectre mmWave i tradicional (sub-6GHz).

Tots els panelistes van coincidir pràcticament amb Ian Wong, de National Instruments, que va dir que "l'onada mil·limètrica funciona millor del que s'esperava". Molts també semblen estar d’acord amb Zhu, que va dir que seria bo tenir bandes globals per a 5G, i va defensar els 3, 5GHz com a banda d’aquest tipus.

5G i més enllà

Mentre que 5G acaba de preparar-se per al seu primer llançament, la investigació continua fins a arribar al següent nivell. Molts ponents van parlar dels propers passos en els estàndards, però d'altres es van centrar més en les futures investigacions.

Thyaga Nandagopal, sotsdirector de la divisió de bases d'informàtica i comunicació (CCF) de la Fundació Nacional de la Ciència, va parlar de la investigació important que es fa a les universitats i laboratoris nacionals, però va afegir que hi ha una "vall de la mort" entre aquestes institucions i corporacions. Per intentar solucionar aquest desfasament, la NSF ha creat un programa anomenat Platforms for Advanced Wireless Research (PAWR), en el qual un consorci de la indústria i el NSF aporten cadascun 50 milions de dòlars per crear quatre plataformes a escala de ciutat per fer proves de nova generació. sistemes sense fils. Aquestes plataformes estan dissenyades per proporcionar un accés obert als investigadors per provar idees sobre nous sistemes.

Els dos primers sistemes es troben a Salt Lake City i Nova York. A Salt Lake City, la Universitat de Utah i la Universitat de Rice creen projectes coneguts com POWDER (Plataforma per a la recerca sense fils Open Data-Experimental Research) i RENEW (un ecosistema Reconfigurable per a la generació sense fils de darrera generació).

A Nova York, el projecte s'anomena COSMOS (Cloud Inhanced Open Software Defined Mobile Wireless Tested per a la implementació a escala de ciutat), que serà dirigit per NYU Wireless, Columbia i Rutgers. COSMOS va ser dissenyat per provar diferents tecnologies en un entorn urbà complex. Al juliol de 2019, s'ha designat dues plataformes més.

De fet, a la conferència, Ted Rappaport, de NYU Tandon i director fundador de NYU Wireless, va assenyalar que va quedar impressionat per la velocitat d’adopció de la tecnologia mmWave. Va escriure alguns dels primers treballs sobre el tema i va ser fonamental per fundar NYU Wireless el 2012 i la conferència 5G de Brooklyn el 2014. Aleshores, va dir, hi havia escepticisme sobre si podia funcionar mmWave; des de llavors ha estat acceptat i està en vies de comercialització.

Preguntat sobre si la proliferació de cèl·lules petites amb tecnologia mmWave pot ser una nova preocupació per a la salut, Rappaport va dir que, mentre que "no es pot demostrar negatiu", les freqüències de ràdio utilitzades són sis ordres de magnitud per sota de la freqüència necessària per a la radiació ionitzant del tipus. creat per rajos X (que es correlacionen amb una probabilitat més de càncer). A més, va assenyalar que les cèl·lules petites i les antenes direccionals redueixen tant la potència com la incidència del contacte i em va apuntar a un estudi sobre Instituts Nacionals de Salut que va co-escriure titulat "Safe for Generations to Come" que es presenta.

Més tard, Rappaport em va mostrar una investigació que ell i altres de la universitat estan fent coses com ara utilitzar espectre de 140 GHz per a comunicacions encara més ràpides, potser per a algun futur futur. Altres a la conferència també van parlar de 90 GHz i freqüències superiors a la banda D.

Tot depèn de la vostra perspectiva; per una banda, el 5G pot estar a prop de la línia de meta, a fi d’estar finalment llest per llançar. Però de l’altra, de moltes maneres tot just comença.