ככל שמתקרב ההפעלה של 5 גרם, נותרו שאלות

לפני מספר שבועות השתתפתי בפיסגת 5G של ברוקלין בבית הספר להנדסה של טנדון בניו יורק, שם נדהמתי מההתקדמות שנעשתה בבניית רשתות 5G והביטחון שעדיין קיים לגבי השימושים והכלכלה של 5G בכלל.

רבים מהמשתתפים הבטיחו לי שבאמת אשתמש במכשיר 5G עד הפסגה של השנה הבאה, ורובם היו משוכנעים כי נצטרך הרשתות החדשות כדי להתמודד עם עלייה בתנועה.

נזכיר כי 5G אינה טכנולוגיה אחת, אלא מגוון טכנולוגיות העובדות יחד. הוא מכסה מגוון רחב של ספקטרום מלהקה נמוכה (כמו 600 מגהרץ) שיכול לנסוע למרחקים ארוכים אך במהירויות איטיות יחסית; לאמצע הפס (כגון 2.5 או 3.5 ג'יגה הרץ); לפס גבוה (כמו 28 או 39 ג'יגה הרץ, המכונה לפעמים גל מילימטר או מ"מ גל), שיכול להיות מהיר מאוד - שמעתי מהנדסים מדברים על מהירויות תיאורטיות של 5 ג'יגה-בתים או יותר - אבל לא נוסעים רחוק.

סטנדרטים ניידים מוגדרים לרוב על ידי גוף התקנים 3GPP, קבוצה הכוללת כמעט את כל השחקנים העיקריים במערכת האקולוגית הסלולרית העולמית, ופיתחה את התקנים הבסיסיים ל- 3G (כפי שהשם מרמז) ו- 4G LTE (במקור לטווח הארוך התפתחות של תקן 3G). בדרך כלל תקנים אלה מאומצים בסופו של דבר על ידי גוף התקנים הרחב אפילו יותר של תקשורת ITU. 3GPP הוציאה מהדורות חדשות של סטנדרטים שלה כמעט על בסיס שנתי, ופונה למפרט של 5G המתמקד בשלושה תחומים עיקריים: פס רחב נייד משופר (eMBB), תקשורת אולטרה-אמינה נמוכה (URLLC) ותקשורת מסיבית מסוג מכונה (mMTC).

מבין אלה, הראשון הוא מה שאנחנו חושבים בדרך כלל כיישום צרכני - מה שגורם לטלפונים שלנו לעבוד מהר יותר - ועל זה יתבססו רוב הפריסה הראשונית של 5G. (חלק מהרשתות המוקדמות יפורסו גם עבור רשת אלחוטית קבועה.) שני התחומים האחרים - URLLC ו- mMTC - מיועדים בעיקר ליישומים תעשייתיים או עסקיים, אם כי יכולים להיות להם יישומי צרכנים, וכל הזמן שמעתי על רכבים אוטונומיים עם VR נייד, אם כי נשמע לי כמו יישום נישה יותר.

אבל יתכן שיישומים אלה יותר תעשייתיים ומסחריים שמתפתחים באמת עם תקני 5G; אחרי הכל, אנחנו כבר רואים טלפונים שמבטיחים "gigabit LTE" ברשתות 4G, וקשה לחזות באילו יישומים ידרשו מהירות רבה יותר לצרכנים בודדים. ועדיין, המהירות הנוספת ותכנון הרשת שהובטח על ידי 5G עשויים להיות נחוצים רק כדי להתמודד עם התנועה הגוברת. אדבר יותר על מקרי שימוש בפוסט הבא שלי.

רשתות מוכנות להפעלה

מליסה ארנולדי, נשיאת טכנולוגיות ותפעול עבור AT&T תקשורת, ציינה את הצורך ברשתות המטפלות ביעילות רבה יותר בתנועה, לא משנה מה היישום. לדבריה, הרשת הסלולרית של החברה ראתה גידול של 360, 000 אחוז בתעבורת נתונים מאז 2007, ואין "שום סימנים להאטה". הסרטון מהווה כיום יותר ממחצית התנועה, והיא צופה כי היא תעלה ל -75 אחוז עד 2020.

ארגון 5G נחוץ לניהול תנועה זו, כמו גם לאפשר יישומים כמו מציאות מוגברת וירטואלית, כלי רכב אוטונומיים ומזל"טים, אמר ארנולד. הוא ציין כי מכוניות בנהיגה עצמית זקוקות לקישוריות אמינה גבוהה וכמעט זמן חביון בזמן אמת - באופן אידיאלי פחות מ 5 אלפיות השנייה.

טיפול בתעבורה זו ידרוש רשתות מוגדרות תוכנה, אמר ארנולד, וציין כי AT&T הייתה הנהג העיקרי מאחורי ONAP (Open Network Automation Platform). היא צופה כי AT&T תעביר 65 אחוז מהתנועה שלה ברשתות המוגדרות על ידי תוכנה עד סוף השנה.

AT&T מתכוונת להיות הספקית האמריקאית הראשונה שיש לה תקן 5G סלולרי זמין עד סוף השנה, ב 12 ערים. היא דנה בפיילוט קמעונאי שהמשרד ניהל בוואקו, טקסס, שהציג מאות משתמשים בחנות קמעונאית כדי להדגים כיצד mmWave יכול לעבוד בסביבה כזו, וטייסים בקלמזו ובסאות 'בנד, שם יצרה החברה סוף 5G מלא. רשת קצה וראתה שאותות mmWave יכולים לספק מהירויות של 1 ג'יגה-סיבייט לשנייה במהירות של עד 900 רגל ללא השפעה בגלל מזג האוויר והאותות החודרים לחומרים טובים מהצפוי.

המהירות מרגשת, אמר ארנולדי, אך ההשהיה היא השינוי הגדול. בשלב הבא היא תיארה אפליקציות, כמו קמעונאיות, עם מציאות מדומה ומוגברת ושילוט דיגיטלי במקום בובות; בריאות; ייצור; כספים, עם דברים כמו כספומטים המציעים וידאו באמצעות 5G אלחוטי קבוע; בטיחות הציבור; ותחבורה.

ביל סטון, סמנכ"ל פיתוח ותכנון טכנולוגי בחברת Verizon, איפיין את 5G כפתרון רב תכליתי המאפשר למפעילים "למנף תוכנה ולפרוס את הרשת למקרי שימוש שונים." עבור Verizon, רשת אלחוטית קבועה תהיה פרוסת הרשת הראשונה, אך מדובר רק במקרה אחד לשימוש, ובעקבותיו יגיע במהירות הפס הרחב הנייד, אמר סטון.

תמיכתה של Verizon בפורום הטכנולוגי Verizon 5G עזרה להאיץ את תהליך ה- 3GPP, ולמרות שמוצריו הראשונים של Verizon לא יהיו מבוססי תקנים לחלוטין, היא התכוונה לעבור לתקן 3GPP במהירות רבה. הוא הדגיש את תוכניות החברה להשתמש בגושי ספקטרום גדולים יותר במידת האפשר, להגדיל את צפיפות התאים הקטנים ולעבור למ MIMO מסיבי (אנטנות מרובות) ברצועות mmWave, כמו גם להגדיל את מספר האנטנות בלהקות אחרות.

סטון אמר כי Verizon מצפה להיות ראשון עם 5G אלחוטי קבוע, וציין כי בבדיקות היא כבר יכולה לספק שירות של 80 ג'יגה-סיביות לשנייה 2, 000 מטר מהצומת. אבל הוא אמר שהחברה בונה על רשת אחת בלבד, עם מספר פרוסות, וכי העדיפות של החברה היא "מובייל, מובייל, מובייל." עם זאת, כשהוא מסתכל רחוק יותר החוצה, אמר כי ענן המותאם 5G ו"קצה אינטליגנטי ", כמו גם יישומי אוטומציה תעשייתית, יניעו מקרי שימוש חדשים.

Seizo Onoe, אדריכל הטכנולוגי הראשי של NTT Docomo, דיבר על האופן בו דוקומו משתף פעולה עם תעשיות ספציפיות - רכב, רכבת, בנייה, שירותי בריאות וכו '- בהפצת 5G. ניתן לטעון להצגת 5G גם אם יישומים חדשים אינם בטוחים, הוא אמר, רק מכיוון שמפעילים יכולים לראות קיבולת נתונים מוגברת עם עלות משופרת לסיבית.

אונו חזר על טענתו מהשנה שעברה, והיא שהדור הקודם לעתים קרובות מתפרץ ממש לפני ההשקה של הבא, כפי שקרה עם 3G משופר (HSPA +) לפני ההשקה של ה- 4G LTE, וכי ההיסטוריה ראתה הצלחה היסטורית רק עם אפילו מספר דורות. אבל, הוא הציע ששיתוף פעולה בין ענפים יכול לשנות את זה, כפי שאנו רואים יישומים חדשים מתפתחים.

הכי התעניינתי ברעיון שלו ש- 5G עשוי להיות הדור האחרון בכל מה שקשור לפריצות דרך טכנולוגיות גדולות. אונו אמר כי בעוד שטכנולוגיה מסוימת אחת הגדירה את כל הדורות הקודמים, 5G הוא למעשה שילוב של טכנולוגיות, ולכן 5 יכולות להיות המספר הסופי אלא אם כן נוכל להמציא פריצת דרך טכנולוגית חדשה. עם זאת, הוא ציין כי "גימיקים שיווקיים" יכולים פירושו שנראה מספר עתידי, ובעוד שזה עשוי להיות גימיקי, "זה חופש."

האבולוציה של 5G

רבים מהמצגות נכנסו לפרטים נוספים על הטכנולוגיה והתקנים וכיצד הם מתפתחים.

Peiying Zhu, עמית Huawei, הסביר כיצד 3GPP אישרה נכון לעכשיו את המהדורה 15 של התקן שלה, כולל גרסת NSA (לא עצמאית), המתארת ​​כיצד מכשירי 5G יכולים לעבוד ברשת שרובם מבוססת על אותה תשתית כמו 4G LTE רשתות. היא אמרה שהעבודה עוברת במהירות לעבר גרסת עצמאי (SA) של אותו תקן (כזה בו גם מכשירי הרדיו וגם ליבת הרשת מיועדים ל- 5G), כמו גם עבודה על המהדורה 16, שתוסיף עוד תכונות.

שחרור 15 תומך ברובו ברוחב הפס הנייד המשופר (eMBB), בעוד שגרסאות מאוחרות צריכות להתאים למגוון רחב יותר של דרישות IoT, כולל "תקשורת חביון אמין במיוחד ונמוכה, גישה אלחוטית קבועה ותקשורת מסיבית מסוג מכונה", אמר ג'ו.

המהדורה 15 כוללת "רדיו חדש 5G", עם מגוון פיצ'רים חדשים, וג'ו דיבר על ההשפעה שיש לשינויים השונים. היא דנה כיצד בדיקות המשתמשות בספקטרום של 3.5 ג'יגה הרץ הראו שיפור של פי 10 בחוויית המשתמש, עם עשירית ההשהיה ושלישית מהעלות לכל סיבית של פתרונות קיימים, מה שהופך 5G למרשים מאוד עבור פס רחב נייד משופר. וזהו דן בפרטים נוספים שיכולים להיות חלק מהגרסאות המהדורה 16 ​​או מאוחר יותר של המפרט שיאפשרו יישומים אחרים.

מיקאל הוק, מנהל מחקרי רדיו למחקר אריקסון, דן גם הוא בהתפתחות התקן כשהוא פונה לחזון ITU-2020. הוא דיבר על כך שהרדיו החדש הוא "רזה במיוחד" (כלומר הוא מוריד את ההפרעה ומוריד את כוחו כאשר אינו בשימוש), תוך שהוא מציע תאימות קדימה, כך שניתן להוסיף יכולות חדשות. גם הוא ציין כיצד הוא יכול להשתמש באנטנות מרובות, דיבר על השהיה נמוכה ואמר כי מגוון הספקטרום הרחב יציע הרבה יכולות שונות.

Höök הדגיש כי הדבר יכול לעבוד ביישומים רבים ומגוונים, החל במתן כיסוי מהיר מאוד ברחובות וכיכרות סואנות, ועד להציע אלחוטי קבוע בסביבות פרבריות. הוא גם דיבר על אוטומציה במפעל.

בדיון בפאנל שלאחר מכן התנהל דיון רב בשאלה האם הרדיו החדש מתאים ליישומי Internet of Things (IoT), כאשר Höök הזכיר תקני 4G קיימים - כמו NB-IOT - ואחרים, כולל אנטי של ג'ו ואנטיי של נוקיה. טוסקאלה, מדבר על מקרים חדשים של שימוש ב- IoT שעשויים לדרוש רוחב פס גבוה יותר או השהיה נמוכה יותר.

במסגרת התעשייה, כמה מחברי הפאנל ניסו לענות על שאלה כיצד 5G משתווה לתקני IEEE 802 (Wi-Fi), העובדים בדרך כלל על ספקטרום ללא רישיון. הוק אמר שבמקרים מסוימים הספקטרום ללא רישיון טוב מספיק, אך לא כאשר אתה זקוק ל"חמש תשע תשע אמינות. " טוסקאלה ציין פיצ'רים כמו אימות 3GPP והשירותים שחברות הטלקום מציעות לספקים, אך חלק מהקהל דחף זאת לאחור. ג'ו דיבר על איך 5G מיועד לדו-קיום, כך שתקנים מבוססי 5G וגם 802 יכולים לעבוד באותם מיקומים.

בארון גוש, AT & T, מנהל קבוצת הטכנולוגיה האלחוטית המתקדמת למעבדות AT&T, דיבר על 5G בסמארטפונים, אמר שעדיין יש שאלה של מודל עסקי, שכן LTE עובד די טוב. גוש אמר כי 5G הוא באמת יותר על מקרים עסקיים אחרים, כמו ברכבים אוטונומיים, כאשר מספר גדול של מכוניות המחוברות יכול לעזור באזורים כמו הימנעות מהתנגשות. אך כמעט כל חברי הפאנל הסכימו שעלינו לצפות כי מכשירים ניידים בעתיד הקרוב יתמכו הן ב- 5G והן ב- 4G LTE, כמו גם בסביבת mmWave וגם בספקטרום המסורתי (תת 6GHz).

כל חברי הפאנל די הסכימו עם איאן וונג מהמכשירים הלאומיים, שאמר כי "גל מילימטר עובד טוב מהצפוי." נראה כי רבים גם הסכימו עם ג'ו, שאמרה שיהיה טוב להקות להקות עולמיות עבור 5G, והיא דגלה ב -3.5 ג'יגה הרץ כלהקה כזו.

5G ומעבר

בעוד 5G בדיוק מתכונן להשקה הראשונה, המחקר ממשיך לקחת אותה לשלב הבא. דוברים רבים דיברו על הצעדים הבאים בתקנים, אולם אחרים התרכזו יותר במחקר עתידי.

טייגה ננדאגופל, סגן מנהל אגף מחשוב ותקשורת (CCF) בקרן הלאומית למדע, דיבר על המחקר המשמעותי שנעשה באוניברסיטאות ובמעבדות הלאומיות, אך הוסיף כי יש "עמק מוות" בין מוסדות אלה לבין תאגידים. כדי לנסות ולגשר על הפער הזה, NSF יצרה תוכנית שנקראה "הפלטפורמות למחקר אלחוטי מתקדם (PAWR)", בה קונסורציום תעשייתי ו- NSF תורמים כל אחת 50 מיליון דולר ליצירת ארבע פלטפורמות בקנה מידה עירוני לביצוע בדיקות לדור הבא. מערכות אלחוטיות. פלטפורמות אלה נועדו לספק לחוקרים גישה פתוחה לבחינת רעיונות למערכות חדשות.

שתי המערכות הראשונות נמצאות בסולט לייק סיטי ובניו יורק. בסולט לייק סיטי, אוניברסיטת יוטה ואוניברסיטת רייס יוצרים פרויקטים המכונים POWDER (פלטפורמה למחקר ניסיוני מונע נתונים אלחוטיים פתוחים) ו- RENEW (מערכת אקולוגית הניתנת להגדרה מחדש עבור אלחוטי מהדור הבא).

בניו יורק, הפרויקט נקרא COSMOS (Cloud Enhanced Open Software Defined Mobile Wireless Tested for City-Scale Deployment), שינוהל על ידי NYU Wireless, קולומביה ורוטגרס. COSMOS תוכנן לבחון מגוון טכנולוגיות חדשות בסביבה עירונית מורכבת. שתי פלטפורמות נוספות אמורות להיות מיועדות ליולי 2019.

אכן בכנס ציין טד רפפורט, מטעם NYU Tandon ומנהל מייסד של NYU Wireless, כי הוא התרשם ממהירות האימוץ של טכנולוגיית mmWave. הוא כתב כמה מהמאמרים המוקדמים בנושא, והיה סייע להקמת NYU Wireless בשנת 2012 ואת ועידת 5G של ברוקלין בשנת 2014. ואז, לדבריו, הייתה ספקנות אם mmWave עשוי לעבוד; מאז התקבלה והיא בדרך למסחור.

כשנשאל האם התפשטות תאים קטנים בטכנולוגיית mmWave יכולה להוות בעיה בריאותית חדשה, רפפורט אמר בעוד שאתה "לא יכול להוכיח שלילי", תדרי הרדיו המשמשים הם שישה סדר גודל בסדר גודל נמוך מתחת לתדר הדרוש לקרינה מייננת מהסוג נוצר על ידי צילומי רנטגן (אשר אכן מתואמים עם הסבירות המוגברת לסרטן). בנוסף, הוא ציין כי תאים קטנים ואנטנות כיווניות מפחיתים את העוצמה ואת שכיחות המגע, והצביע לי על מחקר מכון לאומי לבריאות שכתב יחד עם הכותרת "בטוח לדורות הבאים" שמציג זאת.

בהמשך הראפפורט הראה לי מחקר שהוא ואחרים באוניברסיטה עושים דברים כמו שימוש בספקטרום של 140 ג'יגה הרץ לתקשורת מהירה עוד יותר, אולי עבור איזה תקן עתידי. אחרים בכנס דיברו גם על 90 ג'יגה הרץ ותדרים גבוהים יותר ב- D-Band.

הכל תלוי בפרספקטיבה שלך; מצד אחד, 5G עשוי להתקרב לקו הסיום, מבחינת סוף סוף להיות מוכן לשיגור. אבל מצד שני, במובנים רבים זה רק מתחיל.