Công nghệ 5G gây chú ý tại mwc 2016

Đối với tôi, chủ đề lớn nhất của Đại hội Thế giới Di động năm nay là 5G. Ở mọi nơi tôi đi bộ, tôi thấy một số bản demo hoặc dấu hiệu tuyên bố rằng 5G sẽ sớm ra mắt, mặc dù tiêu chuẩn thực tế không được phê chuẩn cho đến năm 2018. Nhưng không giống như việc chuyển đổi sang LTE, đây dường như là một trường hợp mà mọi người đều muốn là một trong những người đầu tiên, ngay cả khi họ không chắc chắn chính xác mạng 5G cuối cùng sẽ trở thành như thế nào.

Tất cả các nhà cung cấp chính về cơ sở hạ tầng viễn thông và modem cao cấp - Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm và Intel - đều có các bản demo 5G được trưng bày tại triển lãm và nhiều thiết bị khá ấn tượng, hứa hẹn tốc độ 20Gbps hoặc nhanh hơn. Nhưng một điều đã trở nên rõ ràng với tôi khi nói chuyện với nhiều nhà cung cấp này là tốc độ thô đối với bất kỳ người dùng cá nhân nào không thực sự là trọng tâm. Thay vào đó, mục tiêu là có thể đáp ứng số lượng người dùng ngày càng tăng, mỗi người đang tiêu thụ ngày càng nhiều nội dung qua mạng không dây và đồng thời làm việc với hàng tỷ thiết bị được kết nối (thông qua Internet of Things hoặc IoT) nhưng có thể có yêu cầu dữ liệu rất thấp hoặc không thường xuyên.

Các bản demo hào nhoáng nhất tại triển lãm tập trung vào khu vực đầu tiên, với các công ty nói về việc sử dụng phổ tần mới, bao gồm cả băng tần 4G truyền thống, phổ tần không được cấp phép (bao gồm cả thường được sử dụng bởi Wi-Fi ngày nay) và phổ mmWave - phổ trên 6GHz, thường không phổ biến Đi du lịch xa nhưng có sẵn nhiều hơn. Và hầu hết các nhà sản xuất đã cho thấy các giải pháp liên quan đến nhiều radio và một số lượng lớn ăng ten nhỏ hơn sử dụng một kỹ thuật gọi là MiMo (nhiều đầu vào-nhiều đầu ra, cũng được sử dụng trong Wi-Fi).

Một trong những mục tiêu dường như là một mạng duy nhất có thể được phân chia hoặc chia nhỏ theo nhiều cách khác nhau, với công nghệ về mặt lý thuyết mang lại cho mọi người tốc độ kết nối nhanh hơn. Bây giờ, tôi không nghĩ rằng hầu hết mọi người thực sự quan tâm đến sự khác biệt giữa 150Mbps và 1Gbps khi họ đang xem Facebook trên điện thoại của họ, nhưng một lợi thế lớn của tốc độ nhanh hơn là mỗi kết nối có thể bật và tắt mạng nhanh hơn nhiều, do đó cho phép nhiều công suất hơn.

"Chúng tôi đang gặp rắc rối", Theodore Sizer, Trưởng phòng thí nghiệm nghiên cứu cho Bell Labs của Nokia cho biết, bởi vì chúng tôi đang sử dụng quá nhiều dữ liệu di động và việc sử dụng này chỉ tiếp tục phát triển. Đến năm 2020, ông nói, chúng ta sẽ cần những cách mới để xử lý cả sự gia tăng mạnh mẽ trong các loại sử dụng hiện tại, cũng như đối phó với hàng triệu thiết bị mới dự kiến ​​sẽ có trên mạng. Ông nói để làm điều này, chúng tôi sẽ cần một đài phát thanh linh hoạt hơn với giao diện không khí mới được thiết kế để kết nối hàng triệu người dùng và nhiều thiết bị IoT dữ liệu thấp. Sizer mô tả giải pháp này là "hệ thống các hệ thống" nơi người dùng cuối không cần biết nó đang kết nối với mạng nào.

Nokia đã cho thấy truy cập vô tuyến AirScale mà hãng tuyên bố là trạm gốc thương mại đầu tiên hỗ trợ 5G. Hệ thống sử dụng MIMO 8x8 và thiết kế mới cho cách thông tin được tối ưu hóa trong các "khung" được truyền bởi LTE giúp cắt giảm độ trễ dưới 1 mili giây. Nokia cũng cho thấy một máy thu bao gồm những thứ như điều khiển chùm tia, hỗ trợ sớm các công nghệ Wave mm và khả năng hoạt động với cả LTE và 5G. Một bản demo cho thấy một hệ thống thử nghiệm có khả năng cung cấp kết nối hơn 20 Gbps.

Rival Ericsson đã có một trong những bộ demo 5G lớn nhất tại triển lãm, cho thấy sự hỗ trợ cho quyền truy cập mới "NX" cho 5G cũng như các phiên bản LTE đã phát triển.

Erik Dahlman, chuyên gia cao cấp về công nghệ truy cập vô tuyến cho nghiên cứu của Ericsson, cho biết giao diện vô tuyến mới sẽ không khác biệt đáng kể, nhưng là một sự tiến hóa bao trùm nhiều phổ hơn. Ông đã nói về cách NX sẽ bao gồm khả năng thực hiện "hình thành chùm tia" - sử dụng thiết bị điện tử để điều khiển ăng-ten nhỏ để theo dõi người dùng di động trong khi chỉ sử dụng một lát phổ nhỏ. Ban đầu thử nghiệm sử dụng MU-MIMO (MIMO nhiều người dùng) cũng như theo dõi và hình thành chùm tia, với công ty cho biết thông lượng có thể lên tới 30Gbps. Các bản demo cho thấy các kết nối hơn 20Gbps.

Dahlman lưu ý cách mạng 5G sẽ tận dụng phổ tần mmWave, LTE và Wi-Fi, nhưng cho biết người dùng cuối sẽ không thấy nó. Quan trọng không kém, ông nói, đang kết nối nhiều trang web và khả năng làm cho toàn bộ mạng lưới gọn gàng hơn và dễ quản lý hơn.

Lưu ý rằng việc thúc đẩy tốc độ dữ liệu cao hơn và cho IoT thực sự là "hai điều hoàn toàn khác nhau", Dahlman giải thích cách Ericsson làm việc với các đối tác khác nhau trong các trường hợp sử dụng cụ thể từ sản xuất, đến robot, đến vận chuyển hàng loạt đô thị.

Các giám đốc điều hành của Qualcomm đã trình diễn một loạt các kỹ thuật mới tại gian hàng của mình, bao gồm công nghệ Wave mm và sử dụng nhiều ăng ten và định dạng chùm cho các kết nối ngay cả ở những vị trí không có đường ngắm trực tiếp, sử dụng phổ tần 28GHz.

Nhưng một trong những thông điệp lớn của công ty là 5G là bước tiếp theo của 4G LTE, với nhiều giám đốc điều hành đưa ra ý tưởng rằng để làm tốt với modem 5G, bạn phải làm tốt với modem 4G, một cách không tinh tế đào tại Intel. Công ty nhấn mạnh modem X16 LTE mới, có khả năng tốc độ 1Gbps trong năm nay.

Qualcomm đã thực hiện một thỏa thuận lớn về cách các mạng 4G, 5G và Wi-Fi sẽ cần phối hợp với truy cập đồng thời để tạo một mạng duy nhất.

Intel, công bố kế hoạch cho modem XMM 7480 LTE thế hệ tiếp theo của mình tại triển lãm, cũng đang đẩy mạnh 5G. Công ty đã cho thấy nền tảng dùng thử 5G di động của riêng mình, bao gồm một bộ định tuyến thử nghiệm tương đối nhỏ và có các bản trình diễn bao gồm bản demo Wave mm ở tốc độ 60 GHz.

Trong một bài thuyết trình, GM của Tập đoàn truyền thông và thiết bị Aicha Evans của Intel đã nói rằng "Không ai sẽ lãnh đạo một mình" và cho biết 5G sẽ cần sự hợp tác chưa từng có.

Intel đã làm việc với Ericsson trên một số bản demo, bao gồm một bản demo rất rõ ràng từ SK Telecom, trong đó nhà mạng Hàn Quốc đã hiển thị tới 20Gbps trong suốt quá trình sử dụng trạm gốc của Ericsson và một kỹ thuật gọi là cắt mạng.

Phổ không có giấy phép

Qualcomm cũng là một người ủng hộ lớn trong việc sử dụng phổ không có giấy phép và đã hỗ trợ cả LTE-U (sử dụng LTE trên phổ không được cấp phép) và LAA (truy cập hỗ trợ LTE, dường như đang tăng thêm lực kéo ở châu Âu), cả hai đều sử dụng sóng mang LTE được điều chỉnh bổ sung với phổ không có giấy phép.

Năm nay chứng kiến ​​một bữa tiệc sắp diễn ra cho MuLTEFire, một ý tưởng hơi khác về việc sử dụng công nghệ LTE trong các băng tần không được cấp phép, nhưng không yêu cầu các hợp đồng hoặc kết nối của nhà mạng.

Tất cả những người chơi lớn - Ericsson, Intel, Nokia và Qualcomm cùng với một số công ty nhỏ hơn nhưng có lẽ đáng ngạc nhiên như Ruckus Wireless - đã xuất hiện tại buổi ra mắt, hứa hẹn "hiệu suất giống như LTE, với sự đơn giản giống như Wi-Fi". Ý tưởng là bạn có được độ tin cậy và hiệu suất cao hơn, trong khi vẫn dễ dàng triển khai. Khi ra mắt, nhiều nhà cung cấp đã nói về việc điều này có thể dễ dàng như thế nào và nó sẽ là một phần của tiêu chuẩn 3GPP Release 13 trong tương lai, một sự phát triển sắp tới của LTE.

Các nhà cung cấp LTE lớn đều có mặt trên tàu, nhưng vẫn còn tranh cãi về việc sử dụng các băng tần không được cấp phép cho LTE, thường là từ các tổ chức có quyền lợi trong mạng Wi-Fi. Giám đốc điều hành của CableLabs Phil McKinney phàn nàn rằng MuLTEfire, giống như LTE-U vẫn chưa trải qua "thử nghiệm không thiên vị", và nói rằng điều quan trọng là các hệ thống có thể chia sẻ phổ.

Nhân tiện, trong khi một số nhà sản xuất thiết bị mạng 5G nói về việc có thể sử dụng hệ thống 5G như một giải pháp thay thế cho dịch vụ băng rộng cố định, thì CableLabs đã nói về Full Duplex DOCSIS, cũng sẽ là mô hình cáp để cung cấp 10Gbps cả lên và xuống. Đây là một đặc điểm kỹ thuật vừa được công bố, nhưng một dịch vụ đối xứng có thể có thể sử dụng các hộp cáp công nghiệp tiêu chuẩn chỉ trong vài năm, theo Belal Hamzeh, người đứng đầu các công nghệ mạng cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu ngành cáp.

Tiếp tục tăng trưởng di động

Nhu cầu về năng lực bổ sung có vẻ khá rõ ràng. Tháng trước, Cisco đã cập nhật Dự báo dữ liệu di động toàn cầu của Visual Index Index cho thấy lưu lượng truy cập di động trên toàn thế giới đã tăng 74% trong năm 2015, lên 3, 7 exabyte mỗi tháng. Công ty cho biết lưu lượng dữ liệu di động đã tăng gấp 4.000 lần trong 10 năm qua và gần 400 triệu lần trong 15 năm qua. Thật thú vị, kết nối 4G chỉ chiếm 14 phần trăm kết nối di động trên toàn thế giới (mặc dù chúng chiếm 47 phần trăm lưu lượng), bởi vì ở nhiều nơi trên thế giới 3G và thậm chí các mạng cũ vẫn còn phổ biến.

Tốc độ kết nối di động trung bình là hơn 2Mb / giây và lưu lượng video chiếm 55% tổng lưu lượng dữ liệu di động, nghiên cứu cho biết. Nghiên cứu dự đoán rằng vào năm 2020, lưu lượng dữ liệu di động toàn cầu hàng tháng sẽ là 30, 6 exabyte, tăng gấp tám lần; sẽ có 11, 6 tỷ thiết bị kết nối di động trong một thế giới với 7, 8 tỷ người; và lưu lượng truy cập video sẽ tăng gấp 11 lần, chiếm 75% tổng lưu lượng dữ liệu di động của thế giới.

Xét nghiệm

Vậy khi nào chúng ta có thể thấy những mạng này trong thế giới thực? Tiêu chuẩn hóa không được dự kiến ​​cho đến năm 2018, nhưng điều đó dường như không làm chậm số lượng thử nghiệm đang diễn ra ở nhiều nơi trên thế giới.

Tại một thời điểm, có vẻ như mục tiêu sẽ là có các mạng 5G đầu tiên được vận hành bởi Thế vận hội mùa hè 2020 tại Nhật Bản, nhưng cả nhà mạng và nhà sản xuất linh kiện đã trở nên hung hăng hơn. Mặc dù tiêu chuẩn không có khả năng hoàn thành sớm nhất cho đến năm 2018 hoặc 2019, các nhà cung cấp viễn thông Hàn Quốc đang hy vọng sẽ có một hệ thống thực sự được vận hành bởi Thế vận hội mùa đông 2018, chưa đầy hai năm nữa. Samsung cho biết họ sẽ bắt đầu thử nghiệm hệ thống 28GHz tại Seoul trong thời gian diễn ra Thế vận hội mùa đông 2018.

Ericsson, Huawei và Nokia hiện đang hợp tác để xây dựng Mạng thử nghiệm 5G Phần Lan (5GTNF). Trong khi đó, Ericsson đã thử nghiệm hệ thống 5G tiền tiêu chuẩn ở tốc độ 15GHz trên đường phố Stockholm.

Tại Mỹ, Verizon đã thực hiện các thử nghiệm thực địa tại một số thành phố ở New Jersey với Samsung, cho biết họ đã thực hiện một thử nghiệm tiền thương mại lớn hơn với Nokia ở Dallas-Fort Worth, bao gồm cả việc kiểm tra tín hiệu 5G xâm nhập trong nhà tốt như thế nào. Nó đã khá tích cực về thời gian biểu, cho thấy rằng nó có thể ra mắt dịch vụ 5G hoặc "trước 5G" vào đầu năm tới.

Trong khi đó, AT & T cũng cho biết họ có kế hoạch bắt đầu thử nghiệm 5G trong năm nay và cho biết họ có kế hoạch hợp tác với Ericsson và Intel, thử nghiệm ở Austin.

Vẫn còn nhiều điều phải học từ các thử nghiệm như vậy, bao gồm nhiều hơn về tốc độ, sự can thiệp và dễ triển khai, và liệu điều này có thể hoạt động như một sự thay thế băng thông rộng ở các vùng nông thôn hay không. Một câu hỏi lớn sẽ là làm thế nào các công nghệ này nắm giữ trong điều kiện thời tiết trong thế giới thực và ở những nơi phải cùng tồn tại với các tiêu chuẩn LTE, Wi-Fi và Bluetooth hiện có.

Và tất nhiên, có những ý tưởng cạnh tranh cho các tiêu chuẩn - nhắc lại rằng hầu hết thế giới sử dụng biến thể song song "phân chia tần số" của LTE, nhưng China Mobile - nhà mạng lớn nhất ở quốc gia lớn nhất - sử dụng "song công phân chia thời gian" TDD. Các nhà cung cấp đều nói về việc hội tụ các hệ thống này cuối cùng thành một tiêu chuẩn 5G duy nhất. EU đã ký thỏa thuận hợp tác với Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản và gần đây nhất là Brazil, để cố gắng đảm bảo rằng có một tiêu chuẩn 5G duy nhất trên toàn thế giới. Nhưng áp lực cạnh tranh, bao gồm cả cấp phép bằng sáng chế, đã bị trì hoãn nhiều tiêu chuẩn trước đó, vì vậy chúng tôi sẽ không thực sự biết cho đến khi tiêu chuẩn hoàn tất.

Một điều có vẻ rõ ràng là công nghệ 5G đang đến và chúng ta có thể sẽ thấy một phiên bản mở rộng của LTE, các cải tiến cho "LTE-Advanced" và thậm chí một số "công nghệ tiền 5G" tham gia vào thị trường trong vài năm tới trong nhiều năm, ngay cả khi mạng 5G đầy đủ chưa sẵn sàng hoạt động. Mạng mới phải nhanh hơn và hỗ trợ nhiều thiết bị hơn, nhưng với người dùng, chiến thắng lớn có thể là nó tiếp tục đáng tin cậy trong khi cho phép chúng tôi có được nội dung chúng tôi muốn với chi phí hợp lý.