Ο οριστικός οδηγός για το 5G: Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε

Είναι δίκαιο να πούμε ότι τα τελευταία δύο χρόνια, δεν υπήρξε καμία λέξη που να έχει τόσο ισχυρό αντίκτυπο στο μάρκετινγκ όσο η λέξη 5G. Η λέξη σημαίνει τόσο πολύ που η βιομηχανία την προωθεί σε κάθε γωνιά και γωνιά. Τα νέα smartphones υποστηρίζουν 5G. Οι αναπτύξεις νέων παρόχων μιλούν για υπηρεσίες 5G. Οι πωλητές τσιπ μιλούν για μόντεμ 5G και SoC. Οι κατασκευαστές συσκευών πωλούν το 5G ως το «επόμενο μεγάλο πράγμα» που θα «αλλάξει τη ζωή των χρηστών». Ανάλογα με το με ποιον μιλάτε, θα ακούσετε διαφορετικά πράγματα για το 5G. Είναι ήπια αναβαθμισμένη ευρυζωνική κινητή τηλεφωνία 4G ή είναι η τεχνολογία που θα συνδέσει τις βιομηχανίες και υπηρεσίες, τροφοδοτούν έναν τεράστιο αριθμό συσκευών IoT και χρησιμεύουν ως βασική υποστήριξη για το μέλλον καινοτομία? Τι είναι ακριβώς το 5G; Αξίζει το hype;

Το 5G θα είναι ένα μεγάλο μέρος της εποχής των κινητών τη δεκαετία του 2020 και θα είναι δύσκολο να διαχωριστεί το σιτάρι από την ήρα. Τι πρέπει να γνωρίζουν οι καταναλωτές; Αυτός είναι ο σε βάθος οδηγός μας για το 5G όπου θα δώσουμε τις απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις.

Τι είναι το 5G;

Το 5G είναι το δίκτυο κινητής τηλεφωνίας πέμπτης γενιάς. Το 5G NR (New Radio) είναι η διεπαφή αέρα που τροφοδοτεί το 5G, διαδέχοντας το 4G LTE. Η προδιαγραφή 5G αναπτύχθηκε από την 3GPP, φορέας βιομηχανικών προτύπων. Έκδοση 15 της προδιαγραφής ολοκληρώθηκε το 2018, ενώ Έκδοση 16 ολοκληρώθηκε τον Ιούνιο του 2020.

Παρόμοια με το 4G, το 5G είναι ένα κυψελοειδές δίκτυο κινητής τηλεφωνίας που τροφοδοτεί την ευρυζωνική κινητή τηλεφωνία. Χρησιμοποιεί πρόσθετα κύματα ραδιοσυχνοτήτων (RF) που δεν ήταν διαθέσιμα στο 4G, αλλά η βασική αρχή είναι η ίδια: δίκτυα χωρίζονται σε κυψέλες και οι συσκευές αποκτούν συνδεσιμότητα κινητής τηλεφωνίας μέσω σύνδεσης σε ραδιοκύματα που εκπέμπουν από έναν εγκατεστημένο φορέα κόμβος. Τα μεγάλα οφέλη του 5G έναντι του 4G είναι η αυξημένη χωρητικότητα, το υψηλότερο εύρος ζώνης και οι υψηλότερες ταχύτητες.

Το φόντο

Κάθε δέκα περίπου χρόνια, τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας λαμβάνουν αναβάθμιση τεχνολογίας όσον αφορά το πρότυπο. Τα δίκτυα 1G της δεκαετίας του 1980 ήταν αναλογικά δίκτυα. Η κυκλοφορία του 2G GSM ήταν ένα μεγάλο ορόσημο το 1991, καθώς τα δίκτυα 2G ήταν ψηφιακά δίκτυα. Τα δίκτυα 2G, για παράδειγμα, έφεραν υποστήριξη για την αποστολή μηνυμάτων SMS. Υπήρχαν τρεις τύποι δικτύων 2G: GSM, TDMA και CDMA. Τα δίκτυα 2G GSM αργότερα έφεραν στοιχειώδη και αργά δεδομένα κινητής τηλεφωνίας με τη μορφή GPRS και EDGE (2,5G και 2,75G αντίστοιχα). Η περιήγηση στον Ιστό με 2G σήμαινε την αναμονή για λίγα λεπτά για να φορτώσει μια ιστοσελίδα, αλλά αυτή ήταν μόνο η αρχή του Διαδικτύου για κινητά.

Τα πρώτα εμπορικά δίκτυα 3G κυκλοφόρησαν το 2001. Ενώ το 2G σήμαινε ψηφιακή φωνητική κλήση, το 3G σήμαινε δεδομένα κινητής τηλεφωνίας. Ακριβώς όπως το 2G, το 3G ήταν πολλαπλών τύπων: W-CDMA (το οποίο χρησιμοποιήθηκε σε παγκόσμια τηλέφωνα και αργότερα εξελίχθηκε σε HSPA), UMTS και CDMA2000 για να αναφέρουμε μερικά. Χρειάστηκε πολύς χρόνος για να πολλαπλασιαστούν τα δίκτυα 3G σε όλο τον κόσμο. Η Ινδία, για παράδειγμα, δεν είχε δίκτυα 3G μέχρι το 2010. Ενώ το κινητό Διαδίκτυο ήταν μια βιώσιμη επιχείρηση με το 3G, οι ταχύτητες δεδομένων δεν ήταν τόσο καλές, καθώς το 3G UMTS είχε στόχο ταχύτητας δεδομένων μόνο 144 Kbps στην αρχή. Το HSPA και το HSPA+ (3,5G) πράγματι βελτίωσαν τις ταχύτητες δεδομένων, αλλά ως επί το πλείστον, η περιήγηση στο διαδίκτυο σε 3G ήταν μια αργή εμπειρία με ταχύτητες που κυμαίνονταν από 1Mbps έως 10Mbps κατά μέσο όρο.

Στη συνέχεια ήρθαν τα δίκτυα 4G LTE, ξεκινώντας το 2010. Το 4G ήταν το πρότυπο που έκανε πραγματικότητα τα γρήγορα, χρησιμοποιήσιμα δεδομένα κινητής τηλεφωνίας. Είχε στόχο ταχύτητας λήψης δεδομένων 100 Mbps, αλλά πολλά δίκτυα 4G αυτές τις μέρες έχουν χαμηλότερες ταχύτητες λήψης λόγω συμφόρησης. Ξεκλείδωσε νέες βιομηχανίες όπως το ride-sharing. Έφερε τηλεφωνία βασισμένη σε IP με τη μορφή Voice over LTE (VoLTE). Το 4G LTE ήταν ο διάδοχος τόσο του παγκόσμιου 3G (WCDMA/UMTS/HSPA) όσο και του EVDO Rev A. Τα δίκτυα 4G ήταν τα καλύτερα μέχρι τώρα και τα smartphone με 4G ήταν πιο ισχυρά από ποτέ. Το 4G έχει επαναληφθεί από το LTE-Advanced και οι εξελίξεις στο 4G συνεχίζονται με νέα τσιπ μόντεμ που κυκλοφορούν κάθε χρόνο. Το 4G είναι μια ώριμη τεχνολογία που έχει αλλάξει τον κόσμο.

Ωστόσο, με τις συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις δεδομένων, το 4G δεν μπορούσε να συμβαδίσει. Τα δίκτυα 4G άρχισαν να γίνονται συμφόρηση και καθώς περισσότεροι καταναλωτές τα χρησιμοποιούσαν, οι ταχύτητες δεδομένων άρχισαν να πέφτουν.

Η ώρα για μια νέα κυτταρική γενιά είχε φτάσει.

Τα δίκτυα και τα μόντεμ 5G βρίσκονται σε ανάπτυξη εδώ και τέσσερα χρόνια, αλλά το εμπορικό 5G άρχισε να γίνεται πραγματικότητα μόλις το 2019. Το 2020, κυκλοφόρησαν περισσότερα δίκτυα 5G και περισσότερες συσκευές 5G κυκλοφόρησαν στην αγορά. Το 5G δεν είναι ακόμα μια κυρίαρχη πραγματικότητα για περισσότερο από τον μισό κόσμο, αλλά μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια, αυτό θα αλλάξει. Η ανάπτυξη των δικτύων 4G είναι λίγο-πολύ πλήρης και έτσι, οι πάροχοι στρέφουν την προσοχή τους στο 5G.

Οι εφαρμογές του 5G: δεδομένα κινητής τηλεφωνίας και φωνή, εταιρικές λύσεις και IoT

Το 5G είναι ένας ευρύς όρος. Σε γενικές γραμμές, έχει εφαρμογές σε τρία πεδία:

• Δεδομένα κινητής τηλεφωνίας και φωνή
• Επιχειρηματικές λύσεις
• Συνδεσιμότητα IoT

Το 5G για χρήστες smartphone ασχολείται με το πρώτο πεδίο. Ο επιχειρηματικός τομέας, αναμφίβολα, θα επωφεληθεί επίσης από αυτό, με εφαρμογές σε βιομηχανίες όπως ως αυτοκίνητα χωρίς οδηγό, έξυπνες πόλεις, χρήσεις στον ιατρικό τομέα, έξυπνα μηχανήματα, έξυπνη κατασκευή, και τα λοιπά. Όσον αφορά τον τρίτο τομέα, το IoT, οι βιομηχανίες τηλεπικοινωνιών και κινητής τηλεφωνίας έχουν διακηρύξει εδώ και χρόνια ότι το 5G θα συνδέει συσκευές Internet of Things (IoT) σε τεράστιους αριθμούς. Τα πάντα γύρω μας θα είναι συνδεδεμένα. Θα συμβεί; Πιθανώς. Για τους χρήστες smartphone, τα δύο τελευταία πεδία είναι ακαδημαϊκά ενδιαφέροντα, αλλά είναι το πρώτο πεδίο - δεδομένα κινητής τηλεφωνίας και φωνή - το οποίο έχει σημασία για τους τελικούς χρήστες.

Για τους χρήστες smartphone, το 5G αναφέρεται σε ταχύτερα δεδομένα—πολύ, πολύ πιο γρήγορα σε ορισμένες περιπτώσεις. Τα νέα δίκτυα υπόσχονται επίσης απίστευτα χαμηλή καθυστέρηση, ίση με την ενσύρματη ευρυζωνική σύνδεση. Αυτό θα είναι πολύ σημαντικό για περιπτώσεις χρήσης, όπως το παιχνίδι cloud για πολλούς παίκτες που βασίζονται σε εξαιρετικά χαμηλό λανθάνοντα χρόνο. Ενώ τα δίκτυα 4G δεν κατάφεραν ποτέ να μειώσουν την καθυστέρηση σε επίπεδα ενσύρματης ευρυζωνικής σύνδεσης, το 5G υπόσχεται ακριβώς αυτό.

Το 5G θα έχει επίσης πολύ υψηλότερο εύρος ζώνης και χωρητικότητα δεδομένων δικτύου. Υποτίθεται ότι δεν θα είναι τόσο κατακλυσμένο όσο το 4G όταν ένας τεράστιος αριθμός χρηστών αρχίσει να χρησιμοποιεί το δίκτυο. Για τους παρόχους που έχουν κατακλύσει τα δίκτυα 4G, το 5G θα αντιπροσωπεύει βελτιωμένη ποιότητα υπηρεσιών, λιγότερο χρόνο διακοπής λειτουργίας και καλύτερη εμπειρία πελάτη.

Ωστόσο, όλα έχουν να κάνουν με τις ταχύτητες. Η προδιαγραφή 5G στοχεύει σε μέγιστες ταχύτητες κατερχόμενης ζεύξης 20 Gbps, που είναι δέκα φορές περισσότερες από το υψηλότερο τσιπ μόντεμ 4G LTE (το οποίο φτάνει τα 2 Gbps). Φυσικά, τα 20 Gbps είναι μόνο ένας θεωρητικός στόχος μέχρι στιγμής. Τα καλύτερα τσιπ μόντεμ που κυκλοφορούν από τους προμηθευτές τσιπ Qualcomm και Samsung μπορούν να φτάσουν μέχρι το θεωρητικό μέγιστο των 10 Gbps όταν χρησιμοποιούν κύμα χιλιοστών 5G.

Με αυτές τις ταχύτητες, οι καταναλωτές θα περιμένουν φυσικά το 5G να είναι μια τάξη μεγέθους ταχύτερο από τα υπάρχοντα δίκτυά τους 4G LTE. Είναι όμως πιο περίπλοκο από αυτό. Δίκτυα όπως η T-Mobile και τα δίκτυα 5G χαμηλής ζώνης της AT&T είναι ελαφρώς πιο γρήγορα από τα δίκτυα 4G. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να είναι ακόμη πιο αργοί. Ένα δίκτυο 5G δεν σημαίνει απαραίτητα ότι θα είναι σημαντικά ταχύτερο από ένα δίκτυο 4G, επειδή όλα έχουν να κάνουν με το φάσμα ραδιοσυχνοτήτων. Η τρύπα του κουνελιού εδώ είναι αρκετά βαθιά, επομένως μπορείτε να έχετε δίκτυα 5G με ταχύτητες κατερχόμενης ζεύξης δεδομένων μόνο 30-50 Mbps, ενώ άλλα δίκτυα 5G μεσαίας ζώνης μπορούν να φτάσουν έως και 500-600 Mbps. Τα δίκτυα ποικίλλουν. Δίκτυο τύπους ποικίλλουν επίσης.

Η τεχνολογία πίσω από το 5G: OFDM, φάσμα και λειτουργίες

Μιλώντας γενικά, το 5G τροφοδοτείται από την ίδια τεχνολογία που τροφοδοτεί το 4G: ορθογώνια πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (OFDM). Το OFDM είναι ένας τύπος ψηφιακής μετάδοσης και μια μέθοδος κωδικοποίησης ψηφιακών δεδομένων σε πολλαπλές συχνότητες φορέα. Είναι στιβαρό και αποτελεσματικό, επομένως είναι η τεχνολογία της επιλογής. Το 5G ενσωματώνει τεχνολογίες αμφίδρομης διαίρεσης συχνότητας (FDD) και αμφίδρομης διαίρεσης χρόνου (TDD), όπως ακριβώς το 4G (FDD-LTE και TDD-LTE).

Το βασικό χαρακτηριστικό που διαχωρίζει το 5G από το 4G είναι το φάσμα. Το φάσμα είναι το εύρος των ηλεκτρομαγνητικών συχνοτήτων που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση δεδομένων μέσω του αέρα. Το 5G μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα ευρύτερο φάσμα κυμάτων RF από το 4G, γεγονός που του δίνει τη δυνατότητα να παρέχει υψηλότερες ταχύτητες και μεγαλύτερη χωρητικότητα δεδομένων. Τα 10-20MHz του φάσματος 5G σε μια χαμηλή ζώνη όπως τα 600MHz θα δώσουν ταχύτητες που κυμαίνονται από 50Mbps-100Mbps, αλλά καθώς ανεβείτε στο φάσμα συχνοτήτων, οι ταχύτητες αυξάνονται επίσης γρήγορα.

Το φάσμα 4G μπορεί επίσης να επαναχρησιμοποιηθεί χάρη σε μια τεχνολογία που ονομάζεται Dynamic Spectrum Sharing (DSS). Αυτό είναι που μεταφορείς όπως Η AT&T κάνει στις Η.Π.Α. Ωστόσο, οι υψηλότερες ταχύτητες 5G θα επιτευχθούν μόνο με υψηλότερες συχνότητες.

Υπάρχουν δύο τρόποι λειτουργίας 5G: η μη αυτόνομη λειτουργία (NSA) και η αυτόνομη λειτουργία (SA). Αυτήν τη στιγμή, σχεδόν κάθε πάροχος βασίζεται στο NSA 5G. Εδώ, το δίκτυο 5G εξαρτάται από σταθμούς βάσης 4G και ένα κεντρικό δίκτυο 4G. Η μεταφορά ζεύξης δεδομένων σε τέτοια δίκτυα χρησιμοποιεί εγκαταστάσεις δικτύου 4G. Η NSA είναι πιο εύκολη για τους παρόχους να αναπτύξουν καθώς μπορούν να επαναχρησιμοποιήσουν τα βασικά δίκτυα 4G και τις εγκαταστάσεις δικτύου τους. Το μειονέκτημα εδώ είναι ότι εξαρτάται από παλαιότερη τεχνολογία που χρησιμοποιείται για το 4G, επομένως οι ταχύτητες δεν θα είναι τόσο υψηλές, ενώ η καθυστέρηση δεν θα πέσει τόσο χαμηλή όσο μπορεί να πάει στη λειτουργία SA. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν οφέλη από το ίδιο το πρωτόκολλο 5G που οι καταναλωτές ελπίζουμε να συνειδητοποιήσουν.

Η λειτουργία SA είναι το αληθινό όνειρο 5G που οι πάροχοι έχουν αρχίσει πραγματικά να πιέζουν. Και τα δυο Η T-Mobile στις Η.Π.Α. και η Verizon προσφέρουν εμπορικά αυτόνομα δίκτυα 5G, αλλά η AT&T εξακολουθεί να σέρνει τα πόδια της επί του παρόντος. Τα δίκτυα SA 5G είναι εντελώς ανεξάρτητα από το 4G, καθώς χρησιμοποιούν κεντρικό δίκτυο 5G και ανεξάρτητες εγκαταστάσεις δικτύου. Η μεταφορά συνδέσμων δεδομένων εδώ δεν βασίζεται στην τεχνολογία 4G, πράγμα που σημαίνει ότι τα δίκτυα SA μπορούν να υπόσχονται πολύ υψηλότερες ταχύτητες και πολύ χαμηλότερο λανθάνοντα χρόνο.

Οι νεότερες εκδόσεις smartphone που τροφοδοτούνται από τα πιο πρόσφατα μόντεμ υποστηρίζουν και τις δύο λειτουργίες, που σημαίνει ότι υποστηρίζουν μελλοντικά δίκτυα SA εκτός από τα τρέχοντα δίκτυα NSA.

Επεξηγήθηκαν οι ζώνες δικτύου

Sub-6GHz - Χαμηλή ζώνη και μεσαία ζώνη

Υπάρχουν δύο τύποι 5G. Το ένα είναι το 5G κάτω των 6 GHz, το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ως ο πραγματικός διάδοχος του 4G LTE. Το άλλο είναι το κύμα χιλιοστών 5G (mmWave). Όταν διαβάζετε για τις ταχύτητες κατερχόμενης ζεύξης 1 Gbps και τις απαιτήσεις οπτικής επαφής προς τον κόμβο, διαβάζετε για το mmWave. Όταν διαβάζετε για αξιόπιστα δίκτυα 5G που λειτουργούν πραγματικά σε εσωτερικούς χώρους και με πραγματικές ταχύτητες 100-500 Mbps, διαβάζετε για τα κάτω των 6 GHz.

Οι περισσότεροι καταναλωτές θα βιώσουν μόνο κάτω από 6 GHz, επειδή παγκοσμίως, οι πάροχοι είναι αρκετά έξυπνοι ώστε να αντιμετωπίζουν το mmWave με προσοχή. Ωστόσο, σε ορισμένες χώρες όπως οι ΗΠΑ, οι πάροχοι έχουν (κυνικά, κατά τη γνώμη μου) εκτόξευση του mmWave πρώτα λόγω της αρχικής έλλειψης διαθέσιμου φάσματος κάτω των 6 GHz. Ενώ χώρες όπως η Ρωσία, η Ιαπωνία και η Νότια Κορέα έχουν ενταχθεί στο bandwagon του mmWave, η συντριπτική πλειονότητα του κόσμου έχει επιλέξει να το παίξει ασφαλές με κάτω των 6 GHz.

Τι σημαίνουν όμως αυτοί οι όροι;

Sub-6GHz 5G (αναφέρεται επίσης ως sub-6) σημαίνει ότι οι ραδιοσυχνότητες των ζωνών δικτύου είναι χαμηλότερες από 6GHz. (Επιπλέον, όλες οι ζώνες 4G είναι κάτω των 6 GHz.) Το mmWave, από την άλλη πλευρά, σημαίνει Οι ραδιοσυχνότητες των ζωνών είναι υψηλότερες από 6 GHz. Οι ζώνες κυμάτων mm κυμαίνονται από 24 GHz έως 100 GHz, αλλά στην πράξη, οι πάροχοι έχουν αναπτύξει δίκτυα που κυμαίνονται από 26 GHz έως 39 GHz μέχρι στιγμής.

Το Sub-6GHz είναι δύο τύπων: χαμηλής ζώνης και μεσαίας ζώνης.

Το 5G χαμηλής ζώνης είναι παρόμοιες με τις ζώνες FDD-LTE που χρησιμοποιούνται σήμερα σε δίκτυα 4G. Αυτές οι ζώνες έχουν τις χαμηλότερες ραδιοσυχνότητες από το 5G "layer cake" μεταγλωττισμένο από την T-Mobile. Η T-Mobile έχει ένα "εθνικό" δίκτυο 5G 600 MHz στις ΗΠΑ, για παράδειγμα, ενώ η AT&T έχει ένα παρόμοιο δίκτυο 700 MHz. Ζώνες χαμηλών ραδιοσυχνοτήτων όπως αυτές είναι οι καλύτερες για να διεισδύσουν σε εμπόδια όπως κτίρια, δέντρα και να φτάσουν όσο το δυνατόν περισσότερο γεωγραφικά από έναν συγκεκριμένο κόμβο εγκατεστημένο σε φορέα. Αυτό καθιστά αυτές τις ζώνες τη βέλτιστη επιλογή για την παροχή εξαιρετικής εσωτερικής κάλυψης. Αντίθετα, ωστόσο, οι χαμηλές συχνότητές τους σημαίνουν ότι έχουν τη χαμηλότερη ικανότητα μεταφοράς δεδομένων, κάτι που, με τη σειρά του, σημαίνει ότι οι ταχύτητες δεν είναι τόσο υψηλές όσο θα περίμενε κανείς από το 5G.

Οι συνήθεις ερωτήσεις στην Αναζήτηση Google ρωτούν ήδη: "Γιατί το 5G είναι τόσο αργό;" Σε κάποιο βαθμό, αυτό είναι ένα συγκεκριμένο θέμα των ΗΠΑ. Οι ΗΠΑ έχουν πάει all-in με χαμηλή ζώνη και mmWave, χάνοντας το κρίσιμο μέρος της εξίσωσης στη μέση ζώνη. Τόσο η T-Mobile όσο και τα εθνικά δίκτυα 5G της AT&T είναι διαθέσιμα σε εκατοντάδες εκατομμύρια ανθρώπους, αλλά οι ταχύτητες δεδομένων τους δεν είναι καθόλου εντυπωσιακές. Το πολύ, μπορεί να φτάσουν μόνο μερικές εκατοντάδες megabit ανά δευτερόλεπτο σε ταχύτητα λήψης, αλλά στον πραγματικό κόσμο, είναι πολύ περισσότερο πιθανόν να φτάσουν τα 50-100Mbps, με ταχύτητες να φτάνουν στα 20-30Mbps, κάτι που δεν διακρίνεται από το μέσο 4G.

Τα δίκτυα 5G σε άλλα μέρη του κόσμου, όπως η Νότια Κορέα, η Ιαπωνία και το Ηνωμένο Βασίλειο, δεν υποφέρουν από αυτό το πρόβλημα, καθώς έχουν τονίσει την ανάγκη για μεσαία ζώνη. Τα δίκτυα χαμηλής ζώνης θα συνεχίσουν να αποτελούν μέρος του layer cake, αλλά προς το παρόν, οι ΗΠΑ δίνουν υπερβολική έμφαση σε αυτά. Το πρόβλημα επιδεινώνεται από το γεγονός ότι οι φορείς δεν διαθέτουν το κρίσιμο φάσμα που είναι απαραίτητο για να επιτρέψουν σε αυτά τα δίκτυα χαμηλής ζώνης να επιτύχουν το πλήρες δυναμικό τους όσον αφορά τις ταχύτητες δεδομένων.

Η μεσαία ζώνη είναι η βέλτιστη επιλογή για την κατασκευή ενός δικτύου 5G. Οι συχνότητες μεσαίας ζώνης όπως η δημοφιλής ζώνη των 3,5 GHz καθώς και η ζώνη των 2,5 GHz δεν είναι οι καλύτερες διεισδυτικά εμπόδια σε αντίθεση με τις συχνότητες χαμηλής ζώνης ούτε μπορούν να μεταφέρουν τόσα δεδομένα όπως το mmWave συχνότητες. Δεν είναι τα καλύτερα ούτε για εσωτερική κάλυψη ούτε για τις υψηλότερες ταχύτητες δεδομένων, αλλά είναι τα καλύτερα ολοκληρωμένα. Η κάλυψη μεσαίας ζώνης είναι αποδεκτή εφόσον οι φορείς είναι πρόθυμοι να εγκαταστήσουν τον κατάλληλο αριθμό κόμβων σε οποιαδήποτε δεδομένη τοποθεσία. Επίσης, οι ταχύτητες δεδομένων δεν αποτελούν πρόβλημα, εφόσον υπάρχει αρκετό διαθέσιμο φάσμα για χρήση από τους παρόχους. Εξάλλου, οι ζώνες 4G όπως η ζώνη TDD-LTE 40 (2300 MHz) είναι επίσης μεσαίας ζώνης και φορείς όπως η Jio και η China Mobile τις έχουν χρησιμοποιήσει με επιτυχία στην Ινδία και την Κίνα αντίστοιχα.

Το ζήτημα του φάσματος είναι όπου οι αερομεταφορείς των ΗΠΑ αντιμετώπισαν οδόφραγμα. Μέχρι τώρα, κανένας από τους τρεις μεγάλους παρόχους στις ΗΠΑ δεν έχει αναπτύξει δίκτυο μεσαίας ζώνης για εκατοντάδες εκατομμύρια ανθρώπους. Μετά τη συγχώνευση με τη Sprint, η T-Mobile έχει άρχισε να δημιουργεί ένα δίκτυο μεσαίας ζώνης, αλλά είναι διαθέσιμο μόνο σε λίγες πόλεις μέχρι στιγμής. Η Verizon και η AT&T δεν έχουν ακόμη αναπτύξει δίκτυα 5G μεσαίας ζώνης επειδή δεν διαθέτουν καν το διαθέσιμο φάσμα. Οι ΗΠΑ. Η FCC απελευθέρωσε πολύτιμο φάσμα στη C Band νωρίτερα φέτος, πολύ αργότερα από άλλες χώρες. Τόσο η Verizon όσο και η AT&T ανέπτυξαν έκτοτε τα δίκτυά τους μεσαίας ζώνης στις αρχές του 2022, πολύ αργότερα από ό, τι ο υπόλοιπος κόσμος και αργότερα από ό, τι είχαν υποσχεθεί αρχικά και οι δύο εταιρείες.

Οι καταναλωτές δικτύων 5G μεσαίας ζώνης σε χώρες όπως η Νότια Κορέα έχουν αναφέρει μεγάλες ταχύτητες και αυτό είναι το μοντέλο που θα πρέπει να ακολουθήσει ο υπόλοιπος κόσμος.

Η αμφιλεγόμενη φύση του mmWave

Το mmWave 5G είναι ένα εντελώς διαφορετικό θέμα. Αποδεικνύεται ότι όλες οι αντιρρήσεις που είχαν πολλοί ενημερωμένοι στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών στο mmWave ήταν σωστές. Ναι, φέρνει απίστευτα υψηλές ταχύτητες—οι ταχύτητες μπορούν τακτικά να σπάσουν το φράγμα του 1Gbps για κατερχόμενη σύνδεση. Ναι, έχει χαμηλή καθυστέρηση. Ωστόσο, τίποτα από αυτά δεν έχει σημασία σε σημαντικό βαθμό όταν λαμβάνετε υπόψη τους περιορισμούς της τεχνολογίας.

Το mmWave απαιτεί μια οπτική επαφή στον κόμβο που είναι εγκατεστημένος από τον φορέα. Οι ζώνες mmWave χρησιμοποιούν απίστευτα υψηλές ραδιοσυχνότητες, ξεκινώντας από τα 24 GHz και φτάνουν μέχρι τα 40 GHz. Αυτές οι συχνότητες μπλοκάρονται από εμπόδια όπως κτίρια, δέντρα, ακόμα και το χέρι του χρήστη. Ακόμη και η βροχή θα υποβαθμίσει το σήμα και η γεωγραφική εμβέλεια αυτών των συχνοτήτων είναι μόνο περίπου 500 μέτρα. Σημαίνει ότι εάν οι φορείς δεν εγκαταστήσουν κόμβους σε κάθε λωρίδα, δρόμο και γειτονιά, ένα σήμα mmWave δεν θα είναι ποτέ διαθέσιμο στους περισσότερους καταναλωτές. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη διαμόρφωση δέσμης και να τοποθετήσετε πολλές μονάδες κεραίας σε ένα τηλέφωνο, αλλά δεν μπορείτε να ξεπεράσετε τη φυσική στο τέλος της ημέρας. mmWave Extended Range για Σταθερή ασύρματη πρόσβαση Το (FWA) βρίσκεται επί του παρόντος σε ανάπτυξη, το οποίο θα επεκτείνει την κάλυψή του σε περίπου 7 χιλιόμετρα, αν και είναι πιθανό να απέχει πολύ ακόμα από το να φτάσει στους καταναλωτές και δεν θα λειτουργήσει πραγματικά με smartphone.

Ναι, αυτοί οι περιορισμοί οφείλονται στη φυσική. Υπάρχει λόγος για τον οποίο δεν χρησιμοποιήθηκε τόσο μεγάλο φάσμα σε αυτές τις υψηλές συχνότητες. Η χρήση τους για ένα δίκτυο κινητής τηλεφωνίας που στην πραγματικότητα εξαρτάται από τα ραδιοκύματα που φτάνουν όσο πιο μακριά μπορούν είναι κακή ιδέα. Είναι μια κακή ιδέα καταρχήν, και οι μεταφορείς μόλις τώρα αρχίζουν να το συνειδητοποιούν. Στις ΗΠΑ, για παράδειγμα, η T-Mobile έχει σταματήσει να προωθεί το δίκτυο mmWave 5G που είναι διαθέσιμο σε επιλεγμένες τοποθεσίες σε επιλεγμένες πόλεις της χώρας. Το δίκτυο mmWave της AT&T δεν είναι καν διαθέσιμο σε γενικούς καταναλωτές, καθώς περιορίζεται σε επιχειρήσεις. Είναι μόνο η Verizon που εξακολουθεί να διαφημίζει το δίκτυο mmWave "5G Ultra Wide Band", αλλά μόλις εξαλειφθεί ο παράγοντας καινοτομίας των ταχυτήτων 1Gbps, υπάρχει πολύ μικρή χρησιμότητα σε αυτά τα νέα δίκτυα.

Μπορεί να προβληθεί το επιχείρημα ότι το mmWave 5G λειτουργεί καλύτερα όταν προορίζεται για πολυσύχναστες ρυθμίσεις όπως ορόσημα, στάδια, αίθουσες συνεδριάσεων κ.λπ. Θα εξακολουθούσα να διαφωνώ, καθώς το 5G μεσαίας ζώνης είναι απλώς ένας πολύ καλύτερος συμβιβασμός. Τι ακούγεται καλύτερα: 1Gbps 5G με σήμα που εξαφανίζεται μόλις απομακρυνθείτε από το δημόσιο ορόσημο ή 600Mbps 5G με σήμα που στην πραγματικότητα συμβαδίζει όταν πηγαίνετε σε εσωτερικό χώρο; Ξέρω ποιο θα διάλεγα. Επιπλέον, είναι μια πολύ πιο εύκολη επιλογή και για τους παρόχους: ξοδέψτε λιγότερα χρήματα για την εγκατάσταση κόμβων mmWave και έχετε ένα δίκτυο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από περισσότερα άτομα σε μια ευρύτερη γεωγραφική περιοχή.

Ευτυχώς, όπως ανέφερα, η συντριπτική πλειονότητα των παρόχων έχει μείνει μακριά από το mmWave. Η κυκλοφορία του 5G σε μέρη όπως η Σαουδική Αραβία, η Ευρώπη και η Κίνα βασίζονται όλα στη μεσαία ζώνη και σε ορισμένες περιπτώσεις συμπληρώνονται με χαμηλή ζώνη.

Το οικοσύστημα 5G

Η ίδια η τεχνολογία δεν είναι τίποτα χωρίς το οικοσύστημά της. Το οικοσύστημα 5G αποτελείται από παρόχους που αναπτύσσουν δίκτυα 5G, κατασκευαστές τσιπ δικτύου, προμηθευτές chip που πωλούν τσιπ μόντεμ για τη δυνατότητα σύνδεσης smartphone σε αυτά τα δίκτυα και κατασκευαστών συσκευών που πωλούν τηλέφωνα σε τελικούς καταναλωτές. Άλλα ενδιαφερόμενα μέρη στον κλάδο περιλαμβάνουν κυβερνήσεις και τους αντιμονοπωλιακούς φορείς τους, εργολάβους και άλλα.

Μεταφορείς

Τον Ιούνιο του 2020, 35 χώρες είχαν αναπτύξει κάποια μορφή δικτύου 5G μέχρι τώρα. Υπάρχουν 195 χώρες στον κόσμο, επομένως υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος για να είναι διαθέσιμα τα δίκτυα 5G ακόμη και στις μισές χώρες του κόσμου. Σε αυτό το σημείο, η Qualcomm θα επισημάνει ότι η υιοθέτηση 5G ήταν ταχύτερη από το 4G LTE μέχρι στιγμής. Τώρα το 2022, σύμφωνα με έκθεση της GSA, 85 χώρες έχουν αναπτύξει δίκτυα 5G σε συμμόρφωση με το 3GPP.

Πωλητές τσιπ

Τώρα, υπάρχουν δύο είδη πωλητών τσιπ. Πωλητές όπως η Huawei, η Nokia, η Ericsson, η Samsung και η ZTE πωλούν τσιπ δικτύου 5G σε παρόχους για να δημιουργήσουν σταθμούς βάσης και κόμβους κινητής τηλεφωνίας. Χάρη σε πολιτικούς ισχυρισμούς και ισχυρισμούς ασφαλείας, η Huawei έχει αποκλειστεί από το να πωλεί ή να συμμετέχει σε αυτήν Δίκτυα 5G πολλών δυτικών χωρών, όπως οι ΗΠΑ, αυτό αφήνει την Ericsson και τη Nokia να μεταφέρουν μανδύας. Από την άλλη πλευρά, είναι γενικά αποδεκτό ότι η Huawei έχει τεχνολογικό πλεονέκτημα στα τσιπ δικτύου και τα δίκτυα 5G της Κίνας έχουν κατασκευαστεί από την Huawei. Ωστόσο, με την απαγόρευση του εμπορίου του HiSilicon, δεν είναι σαφές πώς θα προχωρήσουν τα πράγματα στο μέλλον.

Ο άλλος τύπος πωλητών τσιπ είναι αυτοί που πωλούν τσιπ μόντεμ σε κατασκευαστές συσκευών smartphone. Η Qualcomm είναι το κύριο παράδειγμα εδώ, αλλά η Samsung Systems LSI και η MediaTek παίζουν επίσης ρόλο. Τα τσιπ μόντεμ του Ομίλου HiSilicon της Huawei χρησιμοποιήθηκαν από την ίδια την Huawei, αλλά με την επερχόμενη διάλυση του HiSilicon, αυτό φαίνεται να φτάνει στο τέλος του.

Το σύστημα μόντεμ-RF πρώτης γενιάς της Qualcomm X50 5G ανακοινώθηκε τον Οκτώβριο του 2016, και τροφοδότησε το πρώτο κύμα τηλεφώνων 5G στις αρχές του 2019. Τα 7nm δεύτερης γενιάς Σύστημα modem-RF X55 τροφοδοτούσε μερικά τηλέφωνα με Snapdragon 855 στα τέλη του 2019, αλλά τέθηκε σε ευρεία χρήση το 2020. Συνδυάζεται με τη ναυαρχίδα Snapdragon 865 SoC, το οποίο δεν έχει δικό του ενσωματωμένο μόντεμ. Τα 5nm τρίτης γενιάς Μόντεμ X60 ανακοινώθηκε από την Qualcomm τον Φεβρουάριο του 2020 και εμφανίστηκε στην επόμενη γενιά των chipset της Qualcomm. Έφερε καινοτομίες όπως η συγκέντρωση φορέων διαφορετικών λειτουργιών 5G, υψηλότερες ταχύτητες κατερχόμενης ζεύξης και πολλά άλλα. Το πιο πρόσφατο μόντεμ Qualcomm 5G είναι το Snapdragon X70 και συνοδεύεται από τον Snapdragon 8 Gen 2.

Η Qualcomm έφερε επίσης το 5G στην ανώτερη μεσαία κατηγορία τιμών με την κυκλοφορία του Qualcomm Snapdragon 765 τον Δεκέμβριο του 2019, η οποία είχε το δικό της ενσωματωμένο μόντεμ Snapdragon X52 5G. Είχε χαμηλότερες προδιαγραφές, αλλά υποστήριζε τόσο sub-6GHz όσο και mmWave. Τον Ιούνιο του 2020, η εταιρεία έφερε στη συνέχεια το 5G στο χαμηλότερο επίπεδο τιμών μεσαίας κατηγορίας με την ανακοίνωση του Snapdragon 690, το οποίο υποστηρίζει 5G sub-6GHz (και όχι mmWave).

Το πρώτο μόντεμ 5G της Samsung Systems LSI ήταν το Exynos 5100, που τροφοδότησε τα πρώτα τηλέφωνα 5G Exynos πέρυσι. Το διαδέχθηκε η Μόντεμ Exynos 5G 5123, το οποίο χρησιμοποιείται στις εκδόσεις 5G Exynos 990 των σειρών Galaxy S20 και Galaxy Note 20. Το Mid-range Exynos 980 SoC έχει επίσης δυνατότητα 5G. Εκτός από την Qualcomm, η Samsung είναι ο μόνος προμηθευτής chip που παράγει και πουλά μόντεμ mmWave 5G. Οι παραλλαγές 5G Exynos του Galaxy S20 και του Galaxy Note 20 και μετά έχουν υποστήριξη mmWave.

Η MediaTek, από την άλλη, εισήλθε στην εποχή του 5G με την κυκλοφορία της νέας σειράς SoC 5G Dimensity. Το πρώτο SoC που ανακοινώθηκε σε αυτή τη σειρά ήταν το Διάσταση 1000 τον Νοέμβριο του 2019. Ακολούθησε αυτό το λανσάρισμα λανσάροντας τη μεσαία κατηγορία Διάσταση 800, το αναβαθμισμένο Διάσταση 1000+ και Διάσταση 820, καθώς και το κατώτερο μεσαίο επίπεδο Διάσταση 720 το 2020. Τα μόντεμ 5G της MediaTek επιλέγουν να παραιτηθούν από την υποστήριξη mmWave, επιλέγοντας να παραμείνουν στα κάτω των 6 GHz.

Η τρέχουσα κατάσταση του οικοσυστήματος 5G και οι μελλοντικές προοπτικές

Πριν από χρόνια, το οικοσύστημα 5G ήταν ανώριμο και ημιτελές. Υποβιβάστηκε σε τηλέφωνα που κοστίζουν πάνω από 1.000 $. Το 2020, το οικοσύστημα έχει ωριμάσει πολύ όσον αφορά τη διαθεσιμότητα συσκευών, την ποιότητα των δικτύων 5G, την ποιότητα των μόντεμ 5G και την κλίμακα των ίδιων των δικτύων. Μερικά από τα τηλέφωνα 5G πρώτης γενιάς ήταν τόσο ανώριμα που δημιουργήθηκαν περίεργες καταστάσεις. Οι παραλλαγές Sprint του OnePlus 7 Pro 5G, του Galaxy S10 και του LG V50 ThinQ δεν μπορεί πλέον να συνδεθεί σε κανένα δίκτυο 5G λόγω της συγχώνευσης της T-Mobile με τη Sprint. Τα τηλέφωνα mmWave 5G πρώτης γενιάς που κυκλοφόρησαν στην T-Mobile δεν μπορούν να συνδεθούν στο εθνικό δίκτυο χαμηλής ζώνης της εταιρείας κινητής τηλεφωνίας. Οι πάροχοι χρησιμοποιούν διαφορετικές ζώνες δικτύου, επομένως οι κατασκευαστές συσκευών πρέπει να ενσωματώσουν τον μεγαλύτερο αριθμό ζωνών που μπορούν για να έχουν ξεκλείδωτα τηλέφωνα συμβατά με όλα τα δίκτυα.

συμπέρασμα

Το 5G είναι ένα πολύπλοκο θέμα. Σε αυτό το άρθρο, έχουμε γρατσουνίσει μόνο την επιφάνεια των διαφορετικών επιμέρους θεμάτων του 5G. Άλλα επιμέρους θέματα που δεν καλύπτονται εδώ περιλαμβάνουν τη δυνατότητα του 5G ως αντικατάστασης οικιακής ευρυζωνικής σύνδεσης, την απόδοση ισχύος των μόντεμ 5G, ο αντίκτυπος του 5G στην τιμολόγηση των εμβληματικών smartphone, τη δομή κόστους των υπηρεσιών 5G και πολλά άλλα.

Πολλά έχουν γραφτεί για το 5G και πολλά άλλα θα συνεχίσουν να γράφονται για αυτό μέχρι να το διαδεχθεί αναπόφευκτα από την επόμενη γενιά ασύρματων. Θα υπάρξουν πολλές συζητήσεις σχετικά με την ανάγκη και την αποτελεσματικότητα του 5G. Θα υπάρξει πολλή ορολογία μάρκετινγκ. Θα υπάρξουν πολλές ανόδους. Ο κλάδος έχει συγκλίνει γύρω από το 5G επειδή υπάρχουν πολλά χρήματα που πρέπει να γίνουν εδώ. Είτε σας αρέσει είτε όχι, φαίνεται ότι το 5G ήρθε για να μείνει.

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Τι είναι το 5G; - Qualcomm
2. Ericsson - Αναφορά διαθεσιμότητας συσκευής 5G - Ιούνιος 2020
3. GSMA - Ο Οδηγός 5G