Tại sao 5g không nhắm vào người dùng điện thoại di động

Sau khi mạng 2G nhường chỗ cho 3G, mạng 3G đã nhường chỗ cho 4G và do đó bạn có thể mong đợi rằng mạng 5G sẽ thay thế 4G LTE. Nhưng điều đó không có khả năng xảy ra, hoặc ít nhất là không sớm, theo một số diễn giả tại Brooklyn 5G Hội nghị thượng đỉnh tại Trường Kỹ thuật Tandon NYU tuần trước.

Thay vào đó, các loa mà tôi đã nói chuyện giải thích rằng 4G dự kiến ​​sẽ tạo thành xương sống hoặc mỏ neo cho các mạng sẽ phát triển tốt trong tương lai và có thể sẽ tiếp tục là cách mà hầu hết chúng ta có được dữ liệu di động của mình, với 5G được sử dụng để bổ sung 4G và cung cấp dữ liệu cho các ứng dụng khác.

"5G là G đầu tiên sẽ không thay thế trước đó", Tod Sizer, người đứng đầu nghiên cứu vô tuyến di động cho Bell Labs nói. Sizer cho biết các giải pháp 4G LTE hiện tại hoạt động rất tốt cho thoại, lướt web và thậm chí cả video, nhưng mạng 5G mới sẽ cung cấp sự linh hoạt hơn cho các ứng dụng như điều khiển máy trên sàn nhà máy, cải thiện độ tin cậy so với Wi-Fi và độ trễ tốt hơn hơn LTE. Nhưng ông cho biết các mạng như vậy có thể sẽ tận dụng cả 4G và Wi-Fi và thêm các khả năng mới lên hàng đầu.

Sự khác biệt lớn tại hội nghị thượng đỉnh năm nay, so với các cuộc họp trước đó, là ngành công nghiệp hiện đang "chuyển từ làm thế nào sang cái gì", Sizer nói, khi các thông số kỹ thuật cho 5G được giải quyết ổn thỏa hơn, mặc dù các ứng dụng không rõ ràng.

Ken Budka, thuộc Bell Labs Consulting, đã nói về cách 5G sẽ kích hoạt "cuộc cách mạng công nghiệp tiếp theo", sẽ được tạo ra bằng cách kết hợp các giao diện và cảm biến kỹ thuật số trên các thiết bị và máy móc với những tiến bộ trong học máy và AI, tất cả trên mạng tương lai.

Chìa khóa cho vấn đề này, Budka nói, là sức mạnh biến đổi của các dịch vụ có độ trễ thấp. Một số ứng dụng yêu cầu băng thông cao và những ứng dụng khác yêu cầu độ trễ thấp, nhưng hầu hết không cần cả ngoại trừ VR và AR.

Budka lưu ý rằng nhìn chung, 5G sẽ đặt mục tiêu cung cấp độ trễ từ một đến ba phần nghìn giây, so với khoảng 100 mili giây trong 4G. Điều này rất quan trọng đối với một số ứng dụng. Chẳng hạn, Budka nói rằng trong một chiếc ô tô di chuyển với tốc độ 100 km mỗi giờ, sự khác biệt về độ trễ giữa 1 ms và 100 ms là một nửa chiều dài xe. Ông cũng liệt kê các ứng dụng khác, bao gồm robot công nghiệp, in 3D trong xây dựng, hợp tác robot và điều khiển máy bay không người lái, và viễn thông, trong đó con người vận hành các thiết bị từ một địa điểm xa.

Từ quan điểm thiết kế, ông đã nói về một mạng lõi truyền thống hoạt động tốt cho 4G và hầu hết các ứng dụng, nhưng sẽ cần một "đám mây cạnh" cho các ứng dụng như VR / AR và kiểm soát hệ thống, trong đó độ trễ là rất quan trọng.

Đài phát thanh mới 5G

Durga Malladi, Phó Giám đốc Kỹ thuật cao cấp của Qualcomm Technologies, đã nói về 5G như là một "kết nối thống nhất" phục vụ ba nhóm ứng dụng rộng rãi với các nhu cầu rất khác nhau. Băng thông rộng di động nâng cao yêu cầu tốc độ nâng cao cho một số ứng dụng và khả năng xử lý nhiều người sử dụng nhiều dữ liệu hơn mỗi năm. Đối với mạng Internet of Things khổng lồ, hầu hết các thiết bị sử dụng rất ít dữ liệu, nhưng mức tiêu thụ điện năng thấp liên tục là chìa khóa, vì các thiết bị này cần phải hoạt động trong nhiều năm với pin nhỏ. Và bạn cũng sẽ có các dịch vụ quan trọng không nhất thiết phải sử dụng nhiều dữ liệu nhưng yêu cầu độ trễ rất thấp.

Malladi đã nói về việc tiếp tục sử dụng 4G làm cơ sở để cung cấp băng thông rộng di động cốt lõi kết nối, và sử dụng tiêu chuẩn Radio mới 5G cho phổ trên và dưới những gì thường được sử dụng cho 4G để trợ giúp trong các trường hợp cơ bản nhưng cũng để cung cấp cho các ứng dụng mới. Điều này bao gồm các băng tần phụ 6GHz để cung cấp vùng phủ sóng di động nhiều hơn và các dải mmWave như băng tần 28 và 39GHz, cung cấp băng thông cao trong khoảng cách ngắn, do đó chúng đang được sử dụng trong các triển khai cố định ban đầu, nhưng cũng có thể được sử dụng trong triển khai di động .

Các công nghệ chính trong 5G New Radio bao gồm Massive MIMO (bao gồm sử dụng nhiều ăng-ten), hỗ trợ mmWave mạnh mẽ, mã hóa kênh tiên tiến và lan truyền DFT và dạng sóng dựa trên OFDM cho cả tải lên và tải xuống. Cả hai phiên bản độc lập và không độc lập của tiêu chuẩn 5G đều đang được phê duyệt vào năm tới (như một phần của đặc tả 3GPP R15), với các triển khai đầu tiên dự kiến ​​vào năm 2019.

Phần lớn cuộc trò chuyện tại hội nghị thượng đỉnh là về tiêu chuẩn Radio mới 5G, với nhiều cuộc thảo luận về đặc thù của nhiều công nghệ, bao gồm chi tiết về nhiều dạng sóng MIMO.

Mikael Höök, Giám đốc Nghiên cứu Vô tuyến cho Nghiên cứu của Ericsson, đã nói về việc radio mới cần thiết cho các trường hợp sử dụng mới, bao gồm băng thông rộng và phương tiện ở khắp mọi nơi, mạng cảm biến, phương tiện thông minh, điều khiển dịch vụ và thiết bị từ xa. Ông nói tiêu chuẩn hóa là trong tốc độ tối đa trên dòng thời gian mới và nó sẽ có các móc "bằng chứng trong tương lai" để cho phép tiến hóa trong tương lai.

Höök cho biết các nguyên tắc đằng sau thiết kế của đài phát thanh mới bao gồm tính linh hoạt phổ, độ trễ thấp, thiết kế tập trung chùm tia, kết nối và liên kết giữa các dải phổ.

Nhiều chi tiết kỹ thuật mà Höök mô tả rất thú vị, đặc biệt là cách hệ thống được thiết kế để cho phép các trường hợp sử dụng khác nhau. Ví dụ, nó bao gồm thích ứng băng thông để nó có thể nghe bằng băng thông hẹp, nhưng chuyển sang băng thông rộng khi nhận được lượng dữ liệu lớn, do đó tiết kiệm điện năng. Các kỹ thuật khác được sử dụng để cung cấp độ trễ thấp và cái mà ông gọi là URLLC ("Truyền thông cực kỳ đáng tin cậy và độ trễ thấp").

Trong các phiên khác trên đài phát thanh mới, đồng nghiệp Huawei Peiying Zhu đã nói chuyện về dạng sóng , số học và mã hóa kênh. Cô đã nói về nhiều thay đổi cần thiết cho đài phát thanh mới, cùng với nhu cầu tồn tại LTE. Sau đó, Zhu đã tham gia với Höök và những người khác trong một cuộc thảo luận. Höök nói rằng có các trường hợp sử dụng và triển khai radio mới, vì vậy chúng tôi biết công nghệ này hoạt động, nhưng sự hấp thu của các dịch vụ mới vẫn còn trong câu hỏi.

Tài liệu chính

Seizo Onoe, CTO và EVP của NTT DOCOMO, đã có một bài phát biểu chung tích cực về 5G, nhưng có thể là thực tế nhất về những thách thức mà nó phải đối mặt.

Onoe cho biết tính kinh tế của 5G là "con voi trong phòng", vì công nghệ sẽ yêu cầu sử dụng nhiều tế bào nhỏ, và sẽ thúc đẩy hiện đại hóa mạnh mẽ và xương sống, và do đó chi phí vốn đáng kể. Tuy nhiên, theo ông, hiệu quả của 5G hứa hẹn sẽ tăng dung lượng dữ liệu mà không làm tăng chi phí vốn - và đặc biệt trích dẫn việc sử dụng Massive MIMO và các công nghệ khác thay vì chỉ nghĩ dịch vụ là "dịch vụ điểm nóng" để sử dụng bổ sung.

Onoe cho biết anh không lo lắng về sự phân mảnh từ các phiên bản đầu và cho biết những người chạy trước nên chịu trách nhiệm về tính tương thích. DOCOMO có kế hoạch triển khai năm 2020, ông nói thêm, đó là thời gian đủ để thiết lập các tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, Onoe đã đưa ra hai "linh cảm đen tối". Trong công nghệ không dây, thế hệ trước thường bùng nổ ngay trước khi ra mắt phiên bản tiếp theo, như đã xảy ra với 3G (HSPA +) được cải tiến trước khi ra mắt 4G LTE. Điều này có thể xảy ra trong khoảng thời gian này, ông nói. Ngoài ra, ngành công nghiệp trong lịch sử đã nhìn thấy thành công lớn chỉ với các thế hệ số chẵn và Onoe tự hỏi liệu ngành công nghiệp này có cần đợi 6G để đạt được mọi thứ họ muốn hay không.

Tuy nhiên, Onoe đã kết luận trên một lưu ý tích cực và nói rằng trong khi có rất nhiều huyền thoại về 5G, ông tin rằng ngành công nghiệp nên "lên dây chuyền 5G" và tạo ra các mô hình kinh doanh mới thông qua sự hợp tác giữa các ngành.

Tiến tới triển khai 5G

Dave Wolter, AVP cho Công nghệ vô tuyến và Kiến trúc RAN tại AT & T, đã nói về cách công ty muốn tăng tốc triển khai trong khi vẫn tuân thủ các tiêu chuẩn và thảo luận về nhiều thử nghiệm mà công ty đã tiến hành.

Wolter lưu ý rằng hạn chót tháng 12 đối với 5G-NR không độc lập (tiêu chuẩn sử dụng LTE làm mỏ neo) là rất quan trọng vì nó liên quan đến tất cả các bộ phận ảnh hưởng đến phần cứng và là cần thiết để các nhà cung cấp silicon có thể bắt đầu thiết kế chip. Ý tưởng là đảm bảo khả năng tương thích với phiên bản độc lập khi hoàn thành vào tháng 6 năm 2018. Wolter cho biết AT & T hy vọng sẽ triển khai NR dựa trên tiêu chuẩn 5G New Radio (NR) sớm nhất là vào tháng 12 năm 2018, nhưng rất có thể là với mạng không dây cố định đầu tiên, nhưng với khả năng di chuyển để theo dõi ngay sau đó. Tuy nhiên, vẫn còn một số chi tiết còn lại để được quyết định, ông lưu ý.

Wolter đã mô tả làm thế nào điều này sẽ phát triển theo thời gian, với khả năng không dây cố định trước tiên, sau đó là nâng cấp lên lõi thế hệ tiếp theo và sau đó là triển khai 5G rộng rãi theo thời gian. Ông cho biết AT & T sẽ ưu tiên chế độ không độc lập và trong khi nó quan tâm đến 5G độc lập, nỗ lực đó sẽ mất thời gian. Ông đã lưu ý rằng không có phổ 6GHZ phụ có sẵn cho 5G ở Mỹ ngoại trừ khoảng 3, 5 GHz, có vấn đề khác. (Hiện tại nó được sử dụng cho Bộ Quốc phòng và các dịch vụ vệ tinh cố định, về mặt lý thuyết có thể chia sẻ phổ.)

Trong khi đó, AT & T quan tâm nhất đến tần số 39GHz và đã thực hiện một số thử nghiệm cả cố định và di động ở mức 28GHz và 39GHz khi hợp tác với Ericsson và Intel, sử dụng các kỹ thuật như theo dõi chùm tia tự động và MIMO lớn.

Tôi đã có cơ hội hỏi Wolter khi anh ấy nghĩ rằng chúng tôi sẽ thấy hỗ trợ 5G trên thiết bị cầm tay và anh ấy nói rằng có thể phải chờ Bản phát hành 16 của 3GPP (trái ngược với các tiêu chuẩn Phát hành 15 hiện đang được phát triển). Nhưng ông cho biết lợi thế lớn của 5G đối với băng thông rộng di động là mật độ cao, mang lại trải nghiệm tốt hơn khi nhiều người đang xem video cùng lúc, cũng như thực tế tăng cường di động và thực tế ảo công việc tốt hơn nhiều.

Trong một cuộc thảo luận nhóm, rõ ràng các nhà khai thác khác nhau trên khắp thế giới có tầm nhìn khác nhau. YongGyoo Lee, SVP cho Korea Telecom, đã nói về việc sẵn sàng cung cấp thông số kỹ thuật để có thể cung cấp một số dịch vụ 5G cho Thế vận hội mùa đông 2018 (mặc dù có vẻ như phần lớn đây sẽ là công nghệ tiền tiêu chuẩn). Tương tự, Onoe của DOCOMO đã nói về việc có một hệ thống chạy cho Thế vận hội Mùa hè 2020.

Tuy nhiên, Frank Seiser, Phó Chủ tịch Đổi mới Công nghệ tại Deutsche Telekom AG, cho biết ông không thấy trình điều khiển nào cho 5G độc lập như đề xuất hiện tại và nói thêm rằng các nhà khai thác châu Âu không có phổ tần không dây cố định mà các nhà khai thác Mỹ muốn sử dụng cũng như sự thúc đẩy của Thế vận hội đó là lái các nhà khai thác Nhật Bản và Hàn Quốc.

Trong các slide trình bày sau hội nghị thượng đỉnh, Seiser đã đưa ra ý tưởng về kiến ​​trúc gốc đám mây với ảo hóa chức năng mạng nhiều hơn và kiến ​​trúc dựa trên dịch vụ nhưng lo ngại rằng các tiêu chuẩn Phát hành 15 hiện tại đang được phát triển không cung cấp cho các tính năng này. Seiser nói rằng cần phải có một sự thúc đẩy chung của ngành về kiến ​​trúc hệ thống 5G sáng tạo hơn nhiều để mang lại tầm nhìn 5G. Hiện tại, Seiser cho biết, anh thấy rất ít rằng bạn có thể làm tốt hơn trong 5G so với LTE, và đó có thể là 6G trước khi chúng tôi giải quyết điều đó.

Trong khi đó, hầu hết mọi người đều thích ý tưởng sử dụng 5G không độc lập và tất cả đều chỉ ra rằng sẽ còn lâu nữa mới có bất kỳ LTE nào hiện tại quang phổ sẽ được sử dụng cho 5G.

Michael J. Miller là giám đốc thông tin tại Ziff Brothers Investments, một công ty đầu tư tư nhân. Miller, người từng là tổng biên tập của Tạp chí PC từ năm 1991 đến 2005, tác giả blog này cho PCMag.com để chia sẻ suy nghĩ của ông về các sản phẩm liên quan đến PC. Không có lời khuyên đầu tư được cung cấp trong blog này. Tất cả các nhiệm vụ được từ chối. Miller làm việc riêng cho một công ty đầu tư tư nhân có thể bất cứ lúc nào đầu tư vào các công ty có sản phẩm được thảo luận trong blog này và không tiết lộ các giao dịch chứng khoán sẽ được thực hiện.