Технологии 5G в центре внимания на MWC 2016

Для меня самой большой темой Mobile World Congress этого года была 5G. Везде, где я гулял, я видел какую-то демонстрацию или знак, провозглашающий, что 5G скоро появится, хотя фактический стандарт не должен быть ратифицирован до 2018 года. Но в отличие от перехода на LTE, это, похоже, тот случай, когда почти все хотят быть в числе первых, даже если они не уверены точно, какими будут конечные сети 5G.

У всех основных поставщиков телекоммуникационной инфраструктуры и высокопроизводительных модемов - Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm и Intel - были продемонстрированы демонстрации 5G, и многие из них были весьма впечатляющими, обещая скорость 20 Гбит / с или выше. Но одна вещь, которая стала ясной для меня во время общения со многими из этих поставщиков, заключается в том, что необработанная скорость для любого отдельного пользователя не является главной целью. Вместо этого цель состоит в том, чтобы иметь возможность принимать растущее число пользователей, каждый из которых потребляет все больше и больше контента по беспроводной сети, и одновременно работать с миллиардами других устройств, которые подключены (через Интернет вещей или IoT), но могут иметь очень низкие или нечастые требования к данным.

Самые яркие демонстрации на выставке были сосредоточены на первой области, когда компании говорили об использовании нового спектра, в том числе традиционных диапазонов 4G, нелицензионного спектра (в том числе часто используемого сегодня в Wi-Fi) и спектра mmWave - спектра выше 6 ГГц, который обычно не не путешествуйте так далеко, но гораздо более доступно. И большинство производителей демонстрировали решения, которые включали в себя несколько радиостанций и огромное количество антенн меньшего размера, используя технику под названием MiMo (множественный вход-множественный выход, также используемый в Wi-Fi).

Похоже, что одной из целей является создание единой сети, которая может быть разделена или подразделена многими другими способами с помощью технологии, которая теоретически дает людям более высокую скорость соединения. Теперь, я не думаю, что большинство людей действительно заботятся о разнице между 150 Мбит / с и 1 Гбит / с, когда они смотрят на Facebook на своем телефоне, но большое преимущество более быстрой скорости состоит в том, что каждое соединение может быть включено и отключено от сети намного быстрее, таким образом позволяя больше возможностей.

«У нас проблемы», - говорит Теодор Сайзер, руководитель исследовательской лаборатории Bell Labs от Nokia, потому что мы используем так много мобильных данных, и это использование только продолжает расти. К 2020 году, сказал он, нам понадобятся новые способы для того, чтобы справиться как с резким увеличением нынешних видов использования, так и с миллионами новых устройств, которые, как ожидается, появятся в сети. Он сказал, что для этого нам понадобится более универсальное радио с новым радиоинтерфейсом, предназначенным для подключения миллионов пользователей и многих устройств IoT с низким уровнем данных. Sizer описал решение как «систему систем», в которой конечному пользователю не нужно знать, к какой сети он подключается.

Nokia показала свой радиодоступ AirScale, который, по ее утверждению, является первой коммерчески доступной базовой станцией, поддерживающей 5G. Система использует 8x8 MIMO, и новый дизайн для оптимизации информации в «кадрах», передаваемых LTE, сокращает задержку менее 1 миллисекунды. Nokia также показала приемник, который включает в себя такие вещи, как управление лучом, ранняя поддержка технологий mm Wave и возможность работать как с LTE, так и с 5G. Демонстрация продемонстрировала тестовую систему, способную обеспечить скорость соединения более 20 Гбит / с.

У Rival Ericsson был один из самых больших наборов демонстраций 5G, демонстрирующих поддержку нового доступа «NX» для 5G, а также усовершенствованных версий LTE.

Эрик Дальман, старший эксперт по технологиям радиодоступа для Ericsson Research, сказал, что новый радиоинтерфейс не будет существенно отличаться, но это скорее эволюция, которая охватывает гораздо больший спектр. Он рассказал о том, как NX будет включать в себя возможность «формирования луча» - использование электроники для управления небольшими антеннами, чтобы следить за мобильным пользователем, используя при этом лишь небольшой кусочек спектра. Первоначально в тестировании использовался MU-MIMO (многопользовательский MIMO), а также формирование и отслеживание луча. Компания заявляет, что пропускная способность может достигать 30 Гбит / с. Демки показали соединения более 20 Гбит / с.

Дальман отметил, что сеть 5G будет использовать преимущества спектра mmWave, LTE и Wi-Fi, но сказал, что конечный пользователь этого не увидит. Не менее важным, по его словам, является подключение нескольких сайтов и возможность сделать общую сеть более простой и удобной в управлении.

Отметив, что стремление к более высокой скорости передачи данных и IoT на самом деле «две совершенно разные вещи», Далман объяснил, как Ericsson работает с различными партнерами над конкретными вариантами использования от производства, робототехники и городского общественного транспорта.

Руководители Qualcomm продемонстрировали на своем стенде множество новых технологий, включая технологию mm Wave и использование нескольких антенн и формирование луча для соединений даже в местах без прямой видимости, используя 28 ГГц спектр.

Но одним из важных сообщений компании было то, что 5G - это следующий шаг от 4G LTE, когда несколько руководителей выдвигают идею о том, что для того, чтобы преуспеть с модемами 5G, у вас уже должны быть успехи с модемами 4G, не такими уж тонкими. копай на интеле. В этом году компания подчеркнула свой новый модем X16 LTE, способный развивать скорость 1 Гбит / с.

Компания Qualcomm много сделала для того, чтобы сети 4G, 5G и Wi-Fi должны были работать вместе с одновременным доступом для создания единой сети.

Intel, которая объявила о планах по выпуску нового модема XMM 7480 LTE на выставке, также продвигала 5G. Компания продемонстрировала собственную мобильную пробную платформу 5G, включая сравнительно небольшой тестовый маршрутизатор, и продемонстрировала демонстрацию mm Wave на частоте 60 ГГц.

В своем выступлении генеральный директор Intel группы коммуникаций и устройств Айча Эванс (Aicha Evans) сказала, что «никто не собирается вести в одиночку», и сказала, что 5G потребует беспрецедентного сотрудничества.

Intel работала с Ericsson над несколькими демонстрациями, включая очень заметную демонстрацию от SK Telecom, в которой корейский оператор показывал скорость до 20 Гбит / с, используя базовую станцию ​​Ericsson и метод, называемый сетевой нарезкой.

Нелицензированный спектр

Qualcomm также является крупным сторонником использования нелицензионного спектра и поддерживает как LTE-U (используя LTE по нелицензированному спектру), так и LAA (доступ с поддержкой LTE, который, похоже, набирает обороты в Европе), оба из которых используют регулируемые несущие LTE дополнен нелицензионным спектром.

В этом году появилась MuLTEFire, немного отличающаяся от идеи использования технологии LTE в нелицензируемых диапазонах, но не требуя контрактов с операторами или соединений.

Все крупные игроки - Ericsson, Intel, Nokia и Qualcomm, а также несколько небольших, но, возможно, удивительных компаний, таких как Ruckus Wireless, - появились на презентации, которая обещала «производительность в стиле LTE и простоту в стиле Wi-Fi». Идея состоит в том, что вы получаете больше надежности и производительности, при этом оставаясь простым в развертывании. Во время запуска многие поставщики говорили о том, как легко это может быть, и как это будет частью будущего стандарта 3GPP Release 13, предстоящей эволюции LTE.

Все крупные поставщики LTE работают, но по-прежнему существуют противоречия по поводу использования нелицензированных полос для LTE, часто от организаций, которые заинтересованы в сетях Wi-Fi. Генеральный директор CableLabs Фил МакКинни пожаловался, что MuLTEfire, как и LTE-U, еще не прошел «объективное тестирование», и сказал, что для систем важно иметь возможность совместного использования спектра.

Кстати, в то время как ряд производителей сетевого оборудования 5G говорили о возможном использовании систем 5G в качестве альтернативы широкополосной фиксированной связи, CableLabs говорила о Full Duplex DOCSIS, который также будет моделью кабеля для передачи 10 Гбит / с как вверх, так и вниз. Это только что объявленная спецификация, но симметричный сервис может быть возможен при использовании стандартных промышленных кабельных коробок всего через несколько лет, считает Белал Хамзех, руководитель сетевых технологий в исследовательских лабораториях кабельной промышленности.

Продолжая рост мобильной связи

Потребность в дополнительных мощностях кажется довольно очевидной. В прошлом месяце Cisco обновила глобальный прогноз мобильных данных для индекса Visual Networking Index, чтобы показать, что мобильный трафик во всем мире вырос на 74 процента в 2015 году до 3, 7 эксабайт в месяц. Компания заявляет, что за последние 10 лет трафик мобильной передачи данных вырос в 4000 раз, а за последние 15 лет - почти в 400 миллионов раз. Интересно, что на соединения 4G приходится только 14 процентов мобильных подключений по всему миру (хотя на них приходится 47 процентов трафика), поскольку во многих частях мира 3G и даже более старые сети по-прежнему распространены.

Средняя скорость сотовой связи составляла чуть более 2 Мбит / с, а видео-трафик составлял 55 процентов от общего трафика мобильной передачи данных, говорится в исследовании. В исследовании прогнозируется, что в 2020 году ежемесячный глобальный трафик мобильных данных составит 30, 6 эксабайт, то есть увеличится в восемь раз; в мире будет 11, 6 миллиарда мобильных устройств с 7, 8 миллиардами человек; и видео-трафик увеличится в 11 раз, составив 75 процентов от общего трафика мобильной передачи данных в мире.

тесты

Итак, когда мы можем ожидать увидеть эти сети в реальном мире? Стандартизация не ожидается до 2018 года, но это, похоже, не замедляет число испытаний, проводимых в разных местах по всему миру.

В какой-то момент казалось, что цель состоит в том, чтобы первые сети 5G работали к летним Олимпийским играм 2020 года в Японии, но и операторы, и производители компонентов стали более агрессивными. Несмотря на то, что стандарт вряд ли будет полностью завершен до 2018 или 2019 года, корейские поставщики телекоммуникационных услуг надеются запустить настоящую систему к зимним Олимпийским играм 2018 года, менее чем через два года. Samsung заявила, что начнет испытания 28-ГГц системы в Сеуле как раз к зимней Олимпиаде-2018.

Эрикссон, Huawei и Nokia в настоящее время совместно работают над созданием 5G Test Network Finland (5GTNF). Тем временем Ericsson тестирует стандартную систему 5G на частоте 15 ГГц на улицах Стокгольма.

В США Verizon провела полевые испытания в некоторых городах Нью-Джерси с компанией Samsung, которая сообщила, что она провела более крупное предварительное коммерческое испытание с Nokia в Далласе-Форт-Уэрте, включая проверку того, насколько хорошо сигналы 5G проникают в помещения. Он был довольно агрессивен по расписанию, предполагая, что он может запустить услугу 5G или «pre-5G» уже в следующем году.

Между тем, AT & T также сообщает, что планирует начать тестирование 5G в этом году, и заявил, что планирует работать с Ericsson и Intel, тестируя в Остине.

Из этих тестов еще многое предстоит узнать, в том числе о скорости, помехах и простоте развертывания, а также о том, может ли это работать в качестве замены широкополосной связи в сельских районах. Один большой вопрос будет состоять в том, как эти технологии выдерживают в реальных погодных условиях и в тех местах, где они должны сосуществовать с существующими стандартами LTE, Wi-Fi и Bluetooth.

И, конечно же, существуют конкурирующие идеи в отношении стандартов - напомним, что в большинстве стран мира используется вариант LTE с «дуплексом с частотным разделением», а China Mobile - крупнейший оператор в самой большой стране - использует TDD «дуплекс с временным разделением». Все поставщики говорят о том, что в конечном итоге эти системы должны быть объединены в единый стандарт 5G. ЕС подписал соглашения о сотрудничестве с Китаем, Южной Кореей, Японией и совсем недавно Бразилией, чтобы попытаться обеспечить единый стандарт 5G во всем мире. Но конкурентное давление, в том числе патентное лицензирование, раньше останавливало многие стандарты, поэтому мы не будем знать, пока стандарт не будет готов.

Одна вещь, которая кажется очевидной, это то, что технология 5G приходит, и что мы, вероятно, увидим расширенную версию LTE, усовершенствования «LTE-Advanced» и даже некоторые «технологии до 5G» появятся на рынке в течение следующей пары лет, даже если полноценная сеть 5G еще не готова к работе. Новая сеть должна быть быстрее и поддерживать больше устройств, но для пользователей может быть большой выигрыш только в том, что она остается надежной, позволяя нам получать контент, который мы хотим, по разумной цене.