Inhoud
- Wat is 5G en wat kunnen we ervan verwachten?
- 5G Niet-standalone versus standalone
- Wat betekent 5G voor consumenten?
- 5G versus 4G - belangrijkste verschillen
- 5G-netwerken over de hele wereld
- Amerikaanse 5G-uitrol
- Europa loopt voorop
- Ambitieus Azië
- Hoe zit het met 5G-smartphones?
- 5G frequentiebanden
- Verwant
22 juli 2019
Wat is 5G en wat kunnen we ervan verwachten?
5G verhoogt de hoeveelheid spectrum die wordt gebruikt om gegevens te verzenden en ontvangen aanzienlijk.
Hier volgt een overzicht van de belangrijkste 5G-technologietermen die u moet kennen.
- mmWave - zeer hoge frequentie tussen 17 en 100 GHz en hoge bandbreedte voor snelle gegevens. De meeste providers richten zich op gebruik in het bereik van 18-24 GHz. Redelijk korte-afstandstechnologie die zal worden gebruikt in dichtbevolkte gebieden.
- Sub-6GHz - werkt op wifi-achtige frequenties tussen 3 en 6 GHz. Kan worden ingezet in small cell hubs voor gebruik binnenshuis of krachtiger outdoor basisstations voor een gemiddeld bereik zoals bestaande 4G LTE. Het meeste 5G-spectrum is hier te vinden.
- Low-band - zeer lage frequenties onder 800 MHz. Bestrijkt zeer lange afstanden en is omnidirectioneel om algemene ruggengraatdekking te bieden.
- bundelvorming - gebruikt in mmWave- en sub-6 GHz-basisstations om golfvormen te richten op consumentenapparaten, zoals stuiterende golven van gebouwen. Een belangrijke technologie om de bereik- en richtingsbeperkingen van hoogfrequente golfvormen te overwinnen.
- Enorme MIMO - meerdere antennes op basisstations bedienen meerdere eindgebruikersapparaten tegelijk. Ontworpen om hoogfrequente netwerken veel efficiënter te maken en te combineren met beamforming.
Hoewel veel providers graag mooie ontwikkelingen in mmWave-technologie bespreken, zullen 5G-netwerken eigenlijk een combinatie van alles zijn. De verschillende technologieën zijn in drie lagen te bedenken, wat Huawei in veel van zijn kranten netjes uitlegt.
Lage banden die kunnen worden hergebruikt van radio en tv vormen de "dekkingslaag" op sub 2 GHz. Dit biedt een breed en diep binnenbereik en vormt de ruggengraat van het netwerk. Er is de "Super Data Layer" samengesteld uit hoogfrequent spectrum bekend als mmWave dat geschikt is voor gebieden die extreem hoge datasnelheden of populatiedekking vereisen. Dan zit de "dekking en capaciteitslaag" tussen 2 en 6 GHz, wat een goede balans tussen beide biedt.
Kortom, met 5G kunnen consumenten verbinding maken met en profiteren van de voordelen van dit brede spectrum voor snellere en betrouwbaardere dekking.
5G Niet-standalone versus standalone
De sleutel tot het begrijpen van de verschillen tussen 5G NSA en SA ligt in de netwerkbackend. De eerste 5G-netwerken op basis van de NSA-standaard gebruiken de bestaande 4G LTE-infrastructuur om het controlevliegtuig af te handelen. Het Control Plane verwerkt het signaalverkeer, beheert hoe gebruikersapparaten verbinding maken met basisstations, controleert abonnementen, enz. Ondertussen is het gegevensvlak wat u en ik eigenlijk gebruiken om gegevens te verzenden en ontvangen.
In zekere zin kan 5G NSA worden beschouwd als een extra snelle gegevenspijp die is aangesloten op de bestaande 4G LTE-infrastructuur. De goedkeuring van de 5G Standalone (SA) -specificatie ziet de overgang van het besturingsvlak naar de 5G Core en markeert veel grotere veranderingen voor de manier waarop netwerken werken.
5G Standalone implementeert het 5G Core and Control Plane.
Naast de introductie van het Control Plane via 5G-radiotechnologieën, ondersteunt Standalone meer flexibele netwerkslicing en subcarriercodering.
Network Slicing is een vorm van virtuele netwerkarchitectuur die grotere flexibiliteit biedt om delen van het back-endnetwerk samen te delen, te delen en te koppelen. Hierdoor kunnen netwerkexploitanten hun klanten flexibeler verkeer, applicaties en diensten aanbieden. Dit idee wordt gezien als de sleutel tot het realiseren van ideeën zoals autonome voertuigen en slimme steden.
De wijzigingen aan subdragers zijn iets moeilijker uit te leggen. Technologieën die hierin zijn opgenomen, omvatten schaalbare OFDM en sub-carrier-afstanden, OFDM met vensters, flexibele numerologie en schaalbare transmissietijdintervallen. Simpel gezegd, frames die gegevens bevatten, kunnen groter en sneller zijn wanneer een hogere doorvoer met hoge efficiëntie vereist is. Als alternatief kunnen deze frames kleiner worden gemaakt om een veel lagere latentie voor realtime-toepassingen te bereiken.
De eerste 5G-netwerken worden gebaseerd op de niet-zelfstandige specificatie, voordat grotere wijzigingen met de volledige zelfstandige specificatie na 2021 worden aangebracht.
Netwerksegmentering kan al worden gedaan met 4G-netwerken, maar 5G wil de flexibiliteit verbeteren en de ondersteuning standaardiseren. De nog te voltooien specificatie van 5G Standalone (SA) (3GPP versie 16) zal meer details onthullen over de back-end technologieën die de volgende generatie netwerken zullen aandrijven.
Volgende lezen: Geloof de vervoerders niet, de 5G-revolutie is nog jaren weg (SA vs NSA)
Wat betekent 5G voor consumenten?
Belangrijker dan de vraag "wat is 5G", is hoe het de consumenten daadwerkelijk zal beïnvloeden. Kortom, als u behoefte hebt aan snelheid, zal 5G helpen nieuwe deuren te openen.
IMT-2020 5G-radiobasisstations moeten ten minste 20 Gbps download- en 10 Gbps uploadsnelheden bieden aan consumenten. Dit verwijst naar een gedeelde link, dus de werkelijke snelheden zullen lager zijn. De specificatie stelt dat individuele gebruikers een minimale downloadsnelheid van 100 Mbps en uploadsnelheden van 50 Mbps moeten zien. Sommigen van u hebben misschien het geluk om deze snelheden al op uw LTE-Advanced-netwerk te zien, maar dit wordt een basisniveau voor alle consumenten op 5G-netwerken.
5G-basisstations zullen stationaire gebruikers moeten dekken tot voertuigen met een snelheid tot 500 km / u (310 ~ mijlen), dus uw gegevensverbinding zal hopelijk in de toekomst niet in de trein vallen. Vijfde generatie netwerken moeten consumenten een maximale latentie van slechts 4 ms bieden. Er is ook sprake van een latentie van 1 ms voor ultra-betrouwbare communicatie met lage latentie (URLLC). Ter vergelijking: mijn 4G LTE-verbinding in Londen heeft een twijfelachtige latentie van 82 ms, terwijl het Amerikaanse gemiddelde ongeveer 61 ms is.
5G wil ook gelijktijdige connectiviteit mogelijk maken met duizenden low power internet of things (IoT) -apparaten en apparaat-naar-apparaat (D2D) -connectiviteit ondersteunen voor verbindingen met lage latentie tussen apparaten in de buurt.
5G versus 4G - belangrijkste verschillen
In vergelijking met 4G LTE zullen 5G-netwerken consistent sneller zijn. Minimale gebruikerssnelheidssnelheden stijgen van slechts 10 Mbps tot 100 Mbps, een toename van 10x. Latency is ingesteld om met een vergelijkbare hoeveelheid te dalen, van 10 ms tot slechts 1 ms in vergelijking met LTE-Advanced. De grote toename van de bandbreedte betekent ook dat 5G tot een miljoen apparaten per vierkante kilometer kan verwerken, nog eens een 10-voudige toename ten opzichte van LTE-A, allemaal met een 10x boost voor energie-efficiëntie van het netwerk.
Zoals we eerder hebben besproken, neemt ook het aantal netwerktechnologieën enorm toe. LTE heeft in de loop der jaren veel verbeteringen ondergaan. Van de introductie van 256QAM en carrier-aggregatie met LTE-A tot ondersteuning voor breder gebruik van spectrum zonder licentie via LAA, LWA en Multefire met LTE-A Pro. Dit is de reden waarom het huidige 4G-netwerk veel sneller is dan het netwerk dat tijdens de eerste implementatie al die jaren geleden is gebouwd.
5G gaat nog een stap verder, door het gebruik van 256QAM verplicht te stellen en carrieraggregatietechnologie te verbeteren om meer flexibele carrierbanden te ondersteunen over ongelicentieerde spectrum-, sub-6GHz- en mmWave-frequenties. De onderstaande afbeelding van Arm helemaal terug in 2016 verklaart dit kernverschil vrij bondig.
5G-netwerken over de hele wereld
De wereld maakt zich op voor de lancering van 5G, zowel netwerkexploitanten als apparaatfabrikanten. Net als bij de invoering van 4G LTE-netwerken, zal 5G een gefaseerd proces zijn en sommige landen zullen hun netwerken ver voor anderen lanceren.
Medio 2019 is de datum om in de gaten te houden, omdat zowel 5G-smartphones als netwerken beschikbaar zullen zijn voor de eerste golf van consumenten. De implementatie zal naar verwachting niet op een meer wereldwijde schaal toenemen tot 2020 en 2021. Zelfs tegen 2023 wordt verwacht dat slechts 50 procent van de consumenten een 5G smartphone- en netwerkverbinding zullen hebben.
Amerikaanse 5G-uitrol
De VS is een van de eerste landen die in de eerste helft van 2019 op zijn 5G-netwerken flitsen bij een aantal luchtvaartmaatschappijen en in een behoorlijke selectie van steden. Amerikaanse luchtvaartmaatschappijen zijn enkele van de grootste voorstanders van millimetergolftechnologie geweest. Verizon was de eerste met consument 5G via zijn vaste draadloze toegangsservice, maar Sprint en T-Mobile lopen vlak achter met uitrol medio 2019.
Een van de luchtvaartmaatschappijen in het land is echter al betrapt op snel en los spelen met de 5G-term. AT & T's "5G-evolutie" is geen 5G-netwerk in welke zin dan ook, het is gewoon een evolutie van de hedendaagse LTE-geavanceerde netwerken.
Als u op de hoogte wilt blijven van de nieuwste implementatiegegevens terwijl elke Amerikaanse luchtvaartmaatschappij zijn 5G-implementatie uitvoert, bekijk dan de onderstaande links.
- T-Mobile 5G
- AT&T 5G
- Sprint 5G
- Verizon 5G
Europa loopt voorop
Europa loopt achter op de VS en de eerste 5G-netwerken van het continent zullen naar verwachting niet eerder dan eind 2019 worden ingeschakeld. Hoewel bredere implementaties pas in 2020 of later zijn gepland.
Het VK is waarschijnlijk de eerste met 5G beschikbaar in de grote steden. EE is van plan zijn dienst dit jaar in 16 steden te lanceren. Ondertussen zien O2, Vodafone en Three er nog steeds uit voor een 2020 5G-lanceringsdatum. Op het continent hebben exploitanten enkele van hun plannen naar voren gebracht, maar grote spelers Orange, Deutsche Telekom en Telefonica hebben zich alleen gecommitteerd aan een tijdschema voor de lancering van 2020.
Een deel van deze vertraging is dat de Europese ministers van telecommunicatie pas eind 2017 hun 5G-routekaart voor het blok hebben onthuld.
De technische harmonisatie over spectrumbanden is niet gepland tot 2019, met een laagfrequente 700 MHz-toewijzing gepland voor 2020 en de beschikbaarheid wordt zelfs later in 2022 verwacht.
Ambitieus Azië
Japan en Zuid-Korea hebben gedurende de 5G-ontwikkelingscyclus leiding gegeven aan infrastructuurtests en zullen daar bij de VS zijn wanneer ze worden ingezet.
In Zuid-Korea begonnen grote luchtvaartmaatschappijen hun commerciële 5G-implementatie in de eerste helft, zo niet het eerste kwartaal van 2019. Zuid-Korea raakte 1 miljoen 5G-abonnees in slechts 69 dagen na de eerste lancering. Een landelijke uitrol zal naar verwachting worden voltooid tegen 2022. In Japan zijn de Olympische Spelen in 2020 het volgende doelwit voor 5G-millimetergolfproeven in dichte stedelijke gebieden, en een overeenkomst tussen Nokia en NTT DoCoMo zal later dat jaar van start gaan.
China wordt snel een belangrijke 5G-speler, getipt om zijn Aziatische rivalen te versnellen en te concurreren met de VS om inzettijd. Het land is de thuisbasis van grote telecominfrastructuurbedrijven zoals Huawei en ZTE, die apparatuur leveren aan vervoerders over de hele wereld. China heeft ook $ 180 miljard geïnvesteerd in infrastructuur op het vasteland, vier keer de investering van Japan. China Mobile test dit jaar zijn diensten in de grote steden en plant een volledige commerciële lancering in 2020.
Hoe zit het met 5G-smartphones?
Er zijn momenteel niet veel smartphones gebouwd voor 5G-netwerken op de markt. De 5G Moto Mod die beschikbaar is voor de Moto Z3 van Motorola, geldt waarschijnlijk als de eerste. Een aantal smartphonefabrikanten hebben ook hun eerste 5G-smartphones uitgebracht die samenvielen met vroege netwerklanceringen.
Er zijn momenteel geen smartphoneprocessorchips met geïntegreerde 5G-modems erin. In plaats daarvan moeten telefoonfabrikanten bestaande processors koppelen met externe 5G-modems, samen met de vereiste radioantennemodules. We verwachten dus niet dat de eerste 5G-telefoons krachtiger zijn dan hun 4G LTE-rivalen. In feite kunnen ze grotere batterijen nodig hebben om het extra stroomverbruik van 5G aan te kunnen.
Als u er een wilt kopen, is hier een lijst met 5G-smartphones die momenteel op de markt zijn:
- Samsung Galaxy S10 5G
- Huawei Mate 20 X 5G
- LG V50 ThinQ
- OnePlus 7 Pro 5G
- Oppo Reno 5G
- Xiaomi Mi Mix 3 5G
- ZTE Axon 10 Pro
Natuurlijk wordt van een aantal andere grote fabrikanten, waaronder HTC, Google en anderen, allemaal bevestigd dat ze werken met de X50-modem van Qualcomm voor aankomende 5G-telefoons.
- Alles wat u moet weten over elke tot nu toe bevestigde 5G-telefoon
- Waarom er geen 5G-modems zijn in SoC's van de volgende generatie
5G frequentiebanden
Net als bij 4G ondersteunen netwerken en smartphones verschillende frequentiebanden voor gegevensoverdracht. Naast de bestaande LTE-banden standaardiseert 5G New Radio een aantal nieuwe voor aankomende netwerken. 5G is opgesplitst in twee bereiken, de eerste voor frequenties tussen 400 MHz en 6 GHz. Bereik 2 is goed voor mmWave-banden tussen 24 en 53 GHz.
Verwant
- 5G gaat je hersenen niet microgolven
- 5G hype komt eraan. Val er niet voor.
- 5G: Wanneer krijgt uw smartphone het?
- 5G versus Gigabit LTE: de verschillen verklaard
- De eerste 5G-antennes van Qualcomm zijn hier
- Samsung kondigt eerste multi-mode 5G-modem aan, maar wanneer komt het op telefoons?
