Les tecnologies 5G prenen el punt de mira el gener del 2016

Per a mi, el tema més gran del Mobile World Congress d’enguany va ser el 5G. Arreu on em vaig passejar, vaig veure una demostració o un rètol proclamant que el 5G s'apropa aviat, tot i que l'estàndard real no està previst que es ratifiqui fins al 2018. Però a diferència de la transició a LTE, aquest és el cas que gairebé tothom vol. ser entre els primers, encara que no estiguin segurs de quines seran les xarxes finals del 5G.

Tots els principals proveïdors d’infraestructura de telecomunicacions i mòdems de gamma alta - Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm i Intel - tenien demostracions 5G a la fira i molts eren força impressionants, amb velocitats prometedores de 20 Gbps o més ràpides. Però una cosa que es va fer evident mentre parlava amb molts d’aquests venedors és que la velocitat bruta de qualsevol usuari individual no és realment l’atenció. En canvi, l’objectiu és poder allotjar un nombre creixent d’usuaris, cadascun dels quals consumeix cada vegada més contingut a través de la xarxa sense fil i, alhora, treballar amb milers de milions de dispositius més connectats (a través d’Internet de les coses o IoT), però pot tenir requisits de dades de taxa molt baixa o poc freqüents.

Les demostracions més brillants del saló es van concentrar a la primera àrea, i les empreses van parlar sobre l’ús d’espectres nous, incloses les bandes tradicionals 4G, l’espectre sense llicència (inclòs el que s’utilitza sovint per Wi-Fi en l’actualitat) i l’espectre mmWave - espectre per sobre de 6GHz, que normalment no fa No viatjaré tan lluny, però és molt més disponible. I la majoria dels fabricants mostraven solucions que comportaven múltiples ràdios i un gran nombre d'antenes més petites utilitzant una tècnica anomenada MiMo (multi-input-multiple-output, també utilitzada en Wi-Fi).

Un dels objectius sembla ser una sola xarxa que es pugui dividir o subdividir de moltes maneres més, amb una tecnologia que teòricament proporciona a la gent velocitats de connexió més ràpides. Ara, no crec que a la majoria de la gent li importi la diferència entre 150Mbps i 1Gbps quan busquen Facebook al seu telèfon, però un gran avantatge de la velocitat més ràpida és que cada connexió es pot activar i desconnectar de la xarxa molt més ràpidament, permetent així més capacitat.

"Tenim problemes", diu Theodore Sizer, responsable de laboratori de recerca dels Bell Labs de Nokia, perquè utilitzem tantes dades mòbils i aquest ús només continua creixent. El 2020, va dir, necessitarem noves maneres de gestionar tant els augments dramàtics dels tipus actuals d’ús, com de fer front a milions de nous dispositius que s’espera que estiguin a la xarxa. Va dir que per fer-ho, necessitarem una ràdio més versàtil amb una nova interfície d’aire dissenyada per connectar milions d’usuaris i molts dispositius IoT de dades baixes. Sizer va descriure la solució com a "sistema de sistemes" on l'usuari final no hauria de saber que xarxa es connecta.

Nokia mostrava el seu accés a ràdio AirScale, que afirma que és la primera estació base comercial disponible per donar servei a 5G. El sistema utilitza MIMO de 8x8 i un nou disseny per optimitzar la informació en els "fotogrames" transmesos per LTE que redueix la latència per sota d'un mil·lisegon. Nokia també va mostrar un receptor que inclou coses com la direcció del feix, el suport primerenc de les tecnologies Wave mm i la capacitat de treballar tant amb LTE com amb 5G. Una demostració va mostrar un sistema de prova capaç de lliurar més de 20 Gbps de connectivitat.

Rival Ericsson va tenir un dels conjunts de demostracions 5G més grans al programa, mostrant suport per al nou accés "NX" per a 5G, així com les versions evolucionades de LTE.

Erik Dahlman, expert principal en tecnologies d’accés a la ràdio d’Ericsson Research, va dir que la nova interfície de ràdio no serà radicalment diferent, sinó que és una evolució que abasta molt més espectre. Va parlar sobre com NX inclouria la capacitat de fer "feix de feixos": utilitzar l'electrònica per controlar petites antenes per seguir un usuari mòbil mentre utilitzava una petita porció d'espectre. Inicialment, la prova utilitza MU-MIMO (MIMO multiusuari), a més de formar feixos i fer un seguiment, segons la companyia diu que el rendiment pot arribar a 30Gbps. Les demostracions van mostrar connexions de més de 20 Gbps.

Dahlman va assenyalar com una xarxa 5G aprofitarà l'espectre mmWave, LTE i Wi-Fi, però va dir que l'usuari final no ho veurà. Igualment important, va dir, connectar diversos llocs i la capacitat de fer que la xarxa general sigui més fluixa i fàcil de gestionar.

Assenyalant que l’empenta per a taxes de dades més elevades i per a IoT són realment "dues coses completament diferents", Dahlman va explicar com Ericsson treballa amb diferents socis en casos d’ús específics, des de la fabricació, la robòtica, el trànsit urbà massiu.

Els executius de Qualcomm van demostrar una varietat de noves tècniques en el seu estand, incloent la tecnologia Wave mm i utilitzant múltiples antenes i la forma de feix per a connexions fins i tot en llocs sense línia directa de visió, utilitzant 28GHz d'espectre.

Però un dels grans missatges de la companyia va ser com el 5G és un pas següent de 4G LTE, amb diversos executius impulsant la idea que per anar bé amb els mòdems 5G, ja haureu d’haver estat bé amb els mòdems 4G, un no tan subtil cavar a Intel. La companyia va destacar el seu nou mòdem X16 LTE, capaç de velocitat d’1Gbps aquest any.

Qualcomm va treballar molt sobre com caldrà que les xarxes 4G, 5G i Wi-Fi treballin conjuntament amb l'accés simultani per crear una sola xarxa.

Intel, que va anunciar els plans per al seu mòdem XMM 7480 LTE de nova generació, també va impulsar 5G. La companyia va mostrar la seva pròpia plataforma mòbil de prova 5G, incloent un router de prova relativament reduït, i va tenir demostracions incloent una demostració Wave mm a 60GHz.

Aicha Evans, GM de Intel, del grup de comunicacions i dispositius, va dir que "ningú no dirigirà sol" i va dir que el 5G requerirà una cooperació sense precedents.

Intel treballava amb Ericsson en diverses demostracions, incloent-hi una molt visible de SK Telecom, en què la companyia coreana mostrava fins a 20 Gbps mitjançant una estació base d’Ericsson i una tècnica anomenada retallada de xarxa.

Espectre sense llicència

Qualcomm també és un gran defensor de l'ús d'espectre sense llicència i ha recolzat tant LTE-U (utilitzant LTE sobre espectre sense llicència) com LAA (accés assistit per LTE, que sembla que guanya més tracció a Europa), tots dos que utilitzen portadors LTE regulats. complementat amb espectre sense llicència.

Aquest any va sortir una festa de MuLTEFire, una idea lleugerament diferent d’utilitzar la tecnologia LTE en bandes sense llicència, però sense requerir contractes o connexions de transportista.

Tots els grans jugadors (Ericsson, Intel, Nokia i Qualcomm, juntament amb algunes empreses més petites, però potser sorprenents, com Ruckus Wireless), van aparèixer al llançament, que prometia "un rendiment similar al LTE, amb una senzillesa com a Wi-Fi". La idea és que obteniu més fiabilitat i rendiment, i no deixeu de ser fàcil de implementar. En el llançament, molts dels venedors van parlar de la facilitat que podria ser això i de com formarà part d'un futur estàndard 3GPP Release 13, una pròxima evolució de LTE.

Els grans venedors de LTE es troben a bord, però hi ha controvèrsies sobre l’ús de les bandes sense llicència per a LTE, sovint d’organitzacions que tenen un interès a les xarxes Wi-Fi. El director general de CableLabs, Phil McKinney, es queixava que MuLTEfire, com LTE-U, encara no ha passat per "proves imparcials", i va dir que era important que els sistemes puguin compartir espectre.

Per cert, mentre que diversos fabricants d’equips de xarxa 5G parlaven possiblement d’utilitzar sistemes 5G com a alternativa al servei de banda ampla de línia fixa, CableLabs va parlar de DOCSIS Full Duplex, que també seria un model de cable per proporcionar 10Gbps tant amunt com baix. Aquesta és una especificació acabada d’anunciar, però pot ser possible un servei simètric mitjançant caixes de cable estàndard de la indústria en pocs anys, segons Belal Hamzeh, que dirigeix ​​les tecnologies de xarxa per als laboratoris d’investigació de la indústria del cable.

Creixement continu mòbil

La necessitat de capacitat addicional sembla força clara. El mes passat, Cisco va actualitzar el seu índex de xarxes visuals Visualització global de dades mòbils per mostrar que el trànsit mòbil a tot el món va créixer un 74 per cent el 2015, fins a 3, 7 exabytes per mes. La companyia diu que el trànsit de dades mòbils ha crescut 4.000 vegades en els darrers deu anys i gairebé 400 milions de vegades en els darrers 15 anys. Curiosament, les connexions 4G només representen el 14 per cent de les connexions mòbils a tot el món (tot i que representen el 47 per cent del trànsit), ja que a moltes parts del món encara hi ha xarxes 3G i fins i tot més antigues.

La velocitat mitjana de connexió cel·lular va superar els 2Mbps i el tràfic de vídeo va representar el 55 per cent del tràfic total de dades mòbils, segons l'estudi. L’estudi preveu que el 2020, el trànsit global de dades mòbils mensuals serà de 30, 6 exabytes, un vuit cop més; hi haurà 11, 6 mil milions de dispositius connectats a mòbils en un món amb 7.800 milions de persones; i el trànsit de vídeo augmentarà en 11 vegades, representant el 75 per cent del trànsit mundial de dades mòbils.

Proves

Aleshores, quan podem esperar veure aquestes xarxes al món real? No s’espera l’estandardització fins al 2018, però això no sembla disminuir el nombre d’assajos que es realitzen a diversos llocs del món.

En algun moment, semblava que l’objectiu seria tenir les primeres xarxes 5G en funcionament als Jocs Olímpics d’estiu de 2020 al Japó, però tant els transportistes com els fabricants de components s’han tornat més agressius. Tot i que la norma no s’acaba completament fins al 2018 o el 2019 més aviat, els venedors de telecomunicacions coreans esperen tenir un sistema real en funcionament als Jocs Olímpics d’Hivern de 2018, a menys de dos anys a partir d’ara. Samsung ha dit que iniciarà les proves d'un sistema de 28 GHz a Seül a temps per als Jocs Olímpics d'hivern de 2018.

Ericsson, Huawei i Nokia treballen junts per construir una xarxa de proves 5G Finlàndia (5GTNF). Mentrestant, Ericsson ha estat provant un sistema 5G pre-estàndard a 15 GHz als carrers d’Estocolm.

A Estats Units, Verizon ha fet proves de camp en algunes ciutats de Nova Jersey amb Samsung, que han dit que ha realitzat un assaig pre-comercial més gran amb Nokia a Dallas-Fort Worth, incloent proves de la penetració dels senyals 5G a l'interior. Ha estat força agressiu en els horaris, cosa que suggereix que podria llançar un servei 5G o "pre-5G" a partir de l'any vinent.

Mentrestant, AT&T també assegura que té previst començar a provar 5G aquest any i ha dit que té previst treballar amb Ericsson i Intel, provant a Austin.

Encara es poden aprendre moltes proves d’aquest tipus, incloent-ne més sobre velocitat, interferències i facilitat de desplegament, i si possiblement això podria funcionar com a reemplaçament de banda ampla a les zones rurals. Una de les grans qüestions serà com es mantenen aquestes tecnologies en les condicions meteorològiques del món real i en els llocs on ha de conviure amb els estàndards LTE, Wi-Fi i Bluetooth existents.

I, per descomptat, hi ha idees competitives per als estàndards, recordem que la majoria del món utilitza la variant de LTE "duplex de divisió de freqüència" de LTE, però China Mobile, el transportista més gran del país més gran, utilitza TDD "duplex de divisió del temps". Tots els venedors parlen de convergir aquests sistemes eventualment en un únic estàndard 5G. La UE ha signat acords per treballar amb la Xina, Corea del Sud, el Japó i, més recentment, amb el Brasil, per intentar garantir que hi hagi un estàndard únic 5G a tot el món. Però la pressió competitiva –incloent la concessió de llicències de patents– ha parat molts nivells abans, de manera que realment no ho sabrem fins que la norma no estigui completa.

Una cosa que sembla clara és que la tecnologia 5G s'apropa i que és probable que veiem una versió ampliada de LTE, millores a "LTE-Advanced", i fins i tot algunes "tecnologies pre-5G" entren al mercat durant la propera parella. d’anys, fins i tot si una xarxa completa de 5G encara no està preparada. La nova xarxa hauria de ser més ràpida i suportar més dispositius, però per als usuaris, la gran victòria pot ser només que segueixi sent fiable alhora que ens permet obtenir el contingut que desitgem a un cost raonable.