Kompletny przewodnik po 5G: wszystko, co musisz wiedzieć

Można śmiało powiedzieć, że w ciągu ostatnich kilku lat żadne modne hasło nie miało tak silnego wpływu marketingowego jak słowo 5G. Słowo to ma tak duże znaczenie, że branża promuje je w każdym zakamarku. Nowe smartfony obsługują 5G. Wdrożenia nowych operatorów mówią o usługach 5G. Dostawcy chipów mówią o modemach 5G i układach SoC. Producenci urządzeń sprzedają 5G jako „kolejną wielką rzecz”, która „zmieni życie użytkowników”. W zależności od tego, z kim rozmawiasz, usłyszysz różne rzeczy na temat 5G. Czy będzie to nieco unowocześniona mobilna łączność szerokopasmowa 4G, czy też będzie to technologia, która połączy branże i... usług, zasilają ogromną liczbę urządzeń IoT i służą jako szkieletowe wsparcie na przyszłość innowacja? Czym właściwie jest 5G? Czy warto robić szum?

Sieć 5G będzie stanowić dużą część ery mobilnej w latach 20. XXI wieku i trudno będzie oddzielić ziarno od plew. O czym muszą wiedzieć konsumenci? To jest nasz szczegółowy przewodnik po 5G, w którym odpowiemy na te pytania.

Co to jest 5G?

5G to sieć komórkowa piątej generacji. 5G NR (New Radio) to interfejs radiowy obsługujący sieć 5G, następcę 4G LTE. Specyfikacja 5G została opracowana przez firmę 3GPP, branżowy organ normalizacyjny. Wydanie 15 specyfikacji ukończono w 2018 roku, natomiast Wydanie 16 ukończono w czerwcu 2020 r.

Podobnie jak 4G, 5G to komórkowa sieć komórkowa zapewniająca mobilną łączność szerokopasmową. Wykorzystuje dodatkowe fale o częstotliwości radiowej (RF), które nie były dostępne w sieci 4G, ale podstawowa zasada jest taka sama: sieci są podzielone na komórki, a urządzenia uzyskują łączność komórkową, łącząc się z falami radiowymi emitowanymi przez nośnik zainstalowany węzeł. Dużymi zaletami 5G w porównaniu z 4G są zwiększona pojemność, większa przepustowość i wyższe prędkości.

Tło

Mniej więcej co dziesięć lat sieci komórkowe dokonują aktualizacji technologii pod względem standardu. Sieci 1G z lat 80. były sieciami analogowymi. Wprowadzenie 2G GSM było kamieniem milowym w 1991 r., ponieważ sieci 2G były sieciami cyfrowymi. Na przykład sieci 2G zapewniły obsługę wysyłania SMS-ów. Istniały trzy typy sieci 2G: GSM, TDMA i CDMA. Sieci 2G GSM przyniosły później podstawową i powolną transmisję danych mobilnych w postaci GPRS i EDGE (odpowiednio 2,5G i 2,75G). Przeglądanie Internetu w technologii 2G oznaczało kilka minut oczekiwania na załadowanie strony internetowej, ale to był dopiero początek mobilnego Internetu.

Pierwsze komercyjne sieci 3G zostały uruchomione w 2001 roku. Podczas gdy 2G oznaczało cyfrowe połączenia głosowe, 3G oznaczało mobilną transmisję danych. Podobnie jak 2G, 3G było wielu typów: W-CDMA (który był używany w telefonach na całym świecie, a później przekształcił się w HSPA), UMTS i CDMA2000, żeby wymienić tylko kilka. Rozprzestrzenienie się sieci 3G na całym świecie zajęło dużo czasu; Na przykład Indie nie miały sieci 3G aż do 2010 roku. Chociaż mobilny internet był opłacalnym przedsięwzięciem w przypadku 3G, prędkości transmisji danych nie były tak dobre, ponieważ 3G UMTS na początku oferowało docelową prędkość transmisji danych tylko 144 Kb/s. HSPA i HSPA+ (3,5G) rzeczywiście poprawiły prędkość transmisji danych, ale w większości przypadków przeglądanie Internetu w sieci 3G przebiegało powoli i wynosiło średnio od 1 Mb/s do 10 Mb/s.

Potem pojawiły się sieci 4G LTE, począwszy od 2010 roku. 4G to standard, dzięki któremu szybka i użyteczna mobilna transmisja danych stała się rzeczywistością. Docelowa prędkość pobierania danych wynosiła 100 Mb/s, ale obecnie wiele sieci 4G ma niższą prędkość pobierania z powodu przeciążenia. Otworzyło nowe branże, takie jak wspólne przejazdy. Przyniosła telefonię opartą na protokole IP w postaci Voice over LTE (VoLTE). 4G LTE było następcą zarówno globalnego 3G (WCDMA/UMTS/HSPA), jak i EVDO Rev A. Sieci 4G były najlepsze w historii, a smartfony wyposażone w 4G były potężniejsze niż kiedykolwiek. Technologia 4G została rozwinięta w ramach LTE-Advanced, a postęp w tej technologii stale się rozwija wraz z wypuszczaniem nowych chipów modemowych co roku. 4G to dojrzała technologia, która zmieniła świat.

Jednak przy stale rosnących wymaganiach dotyczących danych, sieć 4G nie była w stanie nadążyć. Sieci 4G zaczęły być przeciążone, a w miarę korzystania z nich przez większą liczbę konsumentów prędkość transmisji danych zaczęła spadać.

Nadszedł czas na nowe pokolenie komórek.

Sieci i modemy 5G są rozwijane już od czterech lat, ale komercyjne 5G zaczęło stawać się rzeczywistością dopiero w 2019 r. W 2020 roku wdrożono kolejne sieci 5G i wypuszczono na rynek więcej urządzeń 5G. Sieć 5G nadal nie jest rzeczywistością głównego nurtu w ponad połowie świata, ale w ciągu najbliższych pięciu lat to się zmieni. Wdrażanie sieci 4G jest mniej więcej zakończone, dlatego operatorzy zwracają uwagę na 5G.

Zastosowania 5G: komórkowa transmisja danych i głos, rozwiązania dla przedsiębiorstw i IoT

5G to szerokie pojęcie. Ogólnie rzecz biorąc, ma zastosowanie w trzech obszarach:

• Mobilna transmisja danych i głos
• Rozwiązania dla przedsiębiorstw
• Łączność IoT

Pierwszą dziedziną zajmuje się 5G dla użytkowników smartfonów. Bez wątpienia sektor przedsiębiorstw również na tym skorzysta, znajdując zastosowania w takich branżach jak samochody autonomiczne, inteligentne miasta, zastosowania w sektorze medycznym, inteligentne maszyny, inteligentna produkcja, itp. Jeśli chodzi o trzeci obszar, czyli IoT, branża telekomunikacyjna i mobilna od lat głosi, że 5G połączy masową liczbę urządzeń Internetu rzeczy (IoT). Wszystko wokół nas będzie połączone. Czy to się stanie? Prawdopodobnie. Dla użytkowników smartfonów te dwie ostatnie dziedziny są interesujące z naukowego punktu widzenia, ale dla użytkowników końcowych tak naprawdę liczy się pierwsza dziedzina – mobilna transmisja danych i głos.

Dla użytkowników smartfonów 5G oznacza szybszą transmisję danych – w niektórych przypadkach znacznie, znacznie szybszą. Nowe sieci zapewniają także niewiarygodnie niskie opóźnienia, porównywalne z przewodową łącznością szerokopasmową. Będzie to miało duże znaczenie w przypadkach użycia, takich jak gry w chmurze dla wielu graczy, które opierają się na wyjątkowo małych opóźnieniach. Podczas gdy sieciom 4G nigdy nie udało się obniżyć opóźnień do poziomu przewodowego łącza szerokopasmowego, sieć 5G obiecuje właśnie to.

Sieć 5G będzie także charakteryzować się znacznie większą przepustowością i przepustowością sieci. Podobno nie będzie tak przeciążony jak 4G, gdy z sieci zacznie korzystać ogromna liczba użytkowników. Dla operatorów, którzy przeciążyli sieci 4G, 5G będzie oznaczać lepszą jakość usług, krótsze przestoje i lepszą obsługę klienta.

Wszystko jednak zależy od prędkości. Specyfikacja 5G zakłada maksymalną prędkość łącza w dół na poziomie 20 Gb/s, czyli dziesięciokrotnie więcej niż w przypadku najwyższego chipa modemu 4G LTE (który osiąga nawet 2 Gb/s). Oczywiście 20 Gb/s to na razie jedynie cel teoretyczny. Najlepsze chipy modemowe oferowane przez dostawców chipów Qualcomm i Samsung mogą osiągać teoretyczne maksimum 10 Gb/s przy korzystaniu z fali milimetrowej 5G.

Przy tych prędkościach konsumenci będą naturalnie oczekiwać, że 5G będzie o rząd wielkości szybsze niż ich istniejące sieci 4G LTE. To jednak bardziej skomplikowane. Sieci takie jak T-Mobile i niskopasmowe sieci 5G firmy AT&T są tylko nieznacznie szybsze niż sieci 4G. W niektórych przypadkach mogą być nawet wolniejsze. Sieć 5G nie musi koniecznie oznaczać, że będzie znacznie szybsza niż sieć 4G, ponieważ wszystko zależy od widma częstotliwości radiowych. Królicza nora jest tu dość głęboka, więc można mieć sieci 5G z prędkością pobierania danych wynoszącą zaledwie 30–50 Mb/s, podczas gdy inne sieci 5G o średnim paśmie mogą osiągać nawet 500–600 Mb/s. Sieci są różne. Sieć typy również się różnić.

Technologia stojąca za 5G: OFDM, widmo i tryby

Mówiąc ogólnie, 5G wykorzystuje tę samą technologię, która napędza 4G: multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDM). OFDM to rodzaj transmisji cyfrowej i metoda kodowania danych cyfrowych na wielu częstotliwościach nośnych. Jest solidna i wydajna, dlatego jest to technologia z wyboru. Sieć 5G, podobnie jak 4G (FDD-LTE i TDD-LTE), obejmuje zarówno technologię dupleksu z podziałem częstotliwości (FDD), jak i dupleksu z podziałem czasu (TDD).

Kluczową cechą odróżniającą 5G od 4G jest widmo. Widmo to zakres częstotliwości elektromagnetycznych wykorzystywanych do przesyłania danych w powietrzu. Sieć 5G może wykorzystywać szersze spektrum fal RF niż 4G, co daje możliwość zapewnienia wyższych prędkości i większej przepustowości danych. 10–20 MHz widma 5G w niskim paśmie, takim jak 600 MHz, zapewni prędkości w zakresie od 50 Mb/s do 100 Mb/s, ale w miarę przesuwania się w górę widma częstotliwości prędkości również szybko rosną.

Widmo 4G można również ponownie wykorzystać dzięki technologii o nazwie Dynamic Spectrum Sharing (DSS). To właśnie przewoźnicy tacy jak AT&T robi w USA Najwyższe prędkości 5G zostaną jednak osiągnięte tylko przy wyższych częstotliwościach.

Istnieją dwa tryby 5G: tryb niesamodzielny (NSA) i tryb autonomiczny (SA). Obecnie prawie każdy operator polega na NSA 5G. W tym przypadku sieć 5G jest zależna od stacji bazowych 4G i sieci rdzeniowej 4G. Przesyłanie łącza danych w takich sieciach wykorzystuje infrastrukturę sieci 4G. Operatorzy mogą łatwiej wdrożyć NSA, ponieważ mogą ponownie wykorzystywać swoje sieci rdzeniowe 4G i obiekty sieciowe. Wadą jest to, że jest zależne od starszej technologii stosowanej w 4G, więc prędkości nie będą tak wysokie, a opóźnienia nie będą tak niskie, jak to możliwe w trybie SA. Jednak sam protokół 5G nadal ma zalety, z których, miejmy nadzieję, konsumenci zdadzą sobie sprawę.

Tryb SA to prawdziwe marzenie o 5G, które przewoźnicy naprawdę zaczynają forsować. Obydwa T-Mobile w USA i Verizon oferują komercyjne, niezależne sieci 5G, ale AT&T wciąż się ociąga. Sieci SA 5G są całkowicie niezależne od 4G, ponieważ wykorzystują sieć rdzeniową 5G i niezależne obiekty sieciowe. Transfer łącza danych nie opiera się tutaj na technologii 4G, co oznacza, że ​​sieci SA mogą oferować znacznie wyższe prędkości i znacznie mniejsze opóźnienia.

Nowsze smartfony wyposażone w najnowsze modemy obsługują oba tryby, co oznacza, że ​​oprócz obecnych sieci NSA obsługują przyszłe sieci SA.

Wyjaśniono pasma sieciowe

Sub-6 GHz – pasmo dolne i średnie

Istnieją dwa rodzaje 5G. Jednym z nich jest sieć 5G poniżej 6 GHz, którą można uważać za prawdziwego następcę 4G LTE. Drugi to fala milimetrowa 5G (mmWave). Kiedy czytasz o prędkości łącza w dół 1 Gb/s i wymaganiach dotyczących pola widzenia do węzła, czytasz o mmWave. Kiedy czytasz o niezawodnych sieciach 5G, które faktycznie działają w pomieszczeniach zamkniętych i przy rzeczywistych prędkościach 100–500 Mb/s, czytasz o sieciach poniżej 6 GHz.

Większość konsumentów doświadczy jedynie częstotliwości poniżej 6 GHz, ponieważ na całym świecie operatorzy są na tyle inteligentni, że traktują mmWave z ostrożnością. Jednak w niektórych krajach, takich jak USA, operatorzy (moim zdaniem cynicznie) wprowadzili najpierw mmWave ze względu na początkowy brak dostępnego widma poniżej 6 GHz. Podczas gdy kraje takie jak Rosja, Japonia i Korea Południowa dołączyły do ​​modowego standardu mmWave, zdecydowana większość świata zdecydowała się na bezpieczne korzystanie z częstotliwości poniżej 6 GHz.

Co jednak oznaczają te terminy?

Sub-6 GHz 5G (nazywane również sub-6) oznacza, że ​​częstotliwości radiowe pasm sieciowych są niższe niż 6 GHz. (Na marginesie, wszystkie pasma 4G mają zasięg poniżej 6 GHz). Z drugiej strony mmWave oznacza częstotliwości radiowe tych pasm są wyższe niż 6 GHz. Pasma mmWave wahają się od 24 GHz do 100 GHz, ale w praktyce operatorzy wprowadzili do tej pory sieci w zakresie od 26 GHz do 39 GHz.

Sub-6 GHz jest dwojakiego rodzaju: dolnopasmowe i średniopasmowe.

Niskie pasmo 5G jest podobne do pasm FDD-LTE używanych obecnie w sieciach 4G. Pasma te mają najniższe częstotliwości radiowe z „tortu” 5G nazwanego przez T-Mobile. Na przykład T-Mobile ma „ogólnokrajową” sieć 5G o częstotliwości 600 MHz w USA, podczas gdy AT&T ma podobną sieć 700 MHz. Takie pasma niskiej częstotliwości radiowej najlepiej penetrują przeszkody, takie jak budynki i drzewa, i docierają tak daleko, jak to możliwe geograficznie od danego węzła zainstalowanego na platformie nośnej. To sprawia, że ​​opaski te stanowią optymalny wybór zapewniający doskonałe pokrycie w pomieszczeniach zamkniętych. I odwrotnie, ich niskie częstotliwości oznaczają, że mają najniższą pojemność do przenoszenia danych, co z kolei oznacza, że ​​prędkości nie są tak wysokie, jak można by oczekiwać od 5G.

Często zadawane pytania w wyszukiwarce Google już brzmią: „Dlaczego 5G jest tak wolne?” W pewnym stopniu jest to problem specyficzny dla Stanów Zjednoczonych. Stany Zjednoczone poszły na całość z dolnym pasmem i mmWave, pomijając kluczową część równania w środkowym paśmie. Zarówno T-Mobile, jak i ogólnokrajowe sieci 5G AT&T są dostępne dla setek milionów ludzi, ale ich prędkości transmisji danych wcale nie są imponujące. Maksymalna prędkość pobierania może osiągnąć zaledwie kilkaset megabitów na sekundę, ale w prawdziwym świecie jest to znacznie więcej prawdopodobnie osiągną prędkość 50–100 Mb/s przy prędkościach rzędu 20–30 Mb/s, co jest nie do odróżnienia od przeciętnej sieci 4G.

Sieci 5G w innych częściach świata, takich jak Korea Południowa, Japonia i Wielka Brytania, nie cierpią z powodu tego problemu, ponieważ podkreśliły potrzebę zastosowania średniego pasma. Sieci niskopasmowe nadal będą stanowić część tortu, ale na razie Stany Zjednoczone kładą na nie zbyt duży nacisk. Problem pogłębia fakt, że operatorom brakuje widma krytycznego niezbędnego do umożliwienia sieciom niskopasmowym wykorzystania pełnego potencjału w zakresie prędkości transmisji danych.

Średnie pasmo to optymalny wybór do budowy sieci 5G. Częstotliwości średnie, takie jak popularne pasmo 3,5 GHz i 2,5 GHz, nie są najlepsze w przenikają przeszkody w przeciwieństwie do niskich częstotliwości i nie mogą przenosić tak dużej ilości danych jak mmWave częstotliwości. Nie są najlepsze ani do zasięgu w pomieszczeniach, ani do najwyższych prędkości transmisji danych, ale są najlepszymi i wszechstronnymi urządzeniami. Zasięg środkowego pasma jest akceptowalny, o ile przewoźnicy są skłonni zainstalować odpowiednią liczbę węzłów w danej lokalizacji. Ponadto prędkość transmisji danych nie stanowi problemu, o ile dostępna jest wystarczająca ilość widma, z którego mogą korzystać operatorzy. W końcu pasma 4G, takie jak pasmo TDD-LTE 40 (2300 MHz), są również pasmami środkowymi, a operatorzy tacy jak Jio i China Mobile z powodzeniem korzystają z nich odpowiednio w Indiach i Chinach.

Problem z widmem występuje tam, gdzie amerykańscy przewoźnicy napotkali przeszkodę. Do tej pory żaden z trzech głównych operatorów w USA nie uruchomił sieci średniopasmowej dla setek milionów ludzi. Po połączeniu ze Sprintem powstał T-Mobile rozpoczął budowę sieci średniopasmowej, ale na razie jest dostępny tylko w kilku miastach. Verizon i AT&T nie uruchomiły jeszcze średniopasmowych sieci 5G, ponieważ nie mają nawet dostępnego widma. Stany Zjednoczone. FCC uwolniło cenne widmo w paśmie C na początku tego roku, znacznie później niż w innych krajach. Od tego czasu zarówno Verizon, jak i AT&T uruchomiły swoje sieci średniopasmowe na początku 2022 r., znacznie później niż reszta świata i później, niż początkowo obiecali obaj przewoźnicy.

Konsumenci średniopasmowych sieci 5G w krajach takich jak Korea Południowa zgłaszają ogromne prędkości i jest to model, który powinna naśladować reszta świata.

Kontrowersyjny charakter mmWave

mmWave 5G to zupełnie inna sprawa. Okazuje się, że wszystkie zastrzeżenia, jakie wielu poinformowanych ludzi z branży telekomunikacyjnej miało wobec mmWave, były słuszne. Tak, zapewnia niewiarygodnie wysokie prędkości — prędkości mogą regularnie przekraczać barierę 1 Gb/s dla łącza w dół. Tak, ma małe opóźnienia. Jednak nic z tego nie ma większego znaczenia, jeśli weźmie się pod uwagę ograniczenia technologii.

mmWave wymaga linii wzroku do węzła zainstalowanego przez operatora. Pasma mmWave wykorzystują niewiarygodnie wysokie częstotliwości radiowe, począwszy od 24 GHz aż do 40 GHz. Częstotliwości te są blokowane przez przeszkody, takie jak budynki, drzewa, a nawet dłoń użytkownika. Nawet deszcz pogorszy sygnał, a zasięg geograficzny tych częstotliwości wynosi tylko około 500 metrów. Oznacza to, że jeśli operatorzy nie zainstalują węzłów na każdym pasie, ulicy i w każdym sąsiedztwie, sygnał mmWave nigdy nie będzie dostępny dla większości konsumentów. Można używać kształtowania wiązki i umieszczać w telefonie wiele modułów antenowych, ale ostatecznie nie da się pokonać fizyki. mmWave Rozszerzony zasięg dla Stały dostęp bezprzewodowy (FWA) jest obecnie w fazie opracowywania, która rozszerzy jego zasięg do około 7 km, choć prawdopodobnie jest jeszcze bardzo daleko od dotarcia do konsumentów i tak naprawdę nie będzie działać ze smartfonami.

Tak, te ograniczenia wynikają z fizyki. Istnieje powód, dla którego tak duża część widma nie została wykorzystana w przypadku tych wysokich częstotliwości. Używanie ich w sieci komórkowej, która w rzeczywistości opiera się na falach radiowych docierających tak daleko, jak to tylko możliwe, jest złym pomysłem. W zasadzie jest to zły pomysł i przewoźnicy dopiero teraz zaczynają zdawać sobie z tego sprawę. Na przykład w USA T-Mobile zaprzestał promowania swojej sieci mmWave 5G, która jest dostępna w wybranych lokalizacjach w wybranych miastach w kraju. Sieć mmWave firmy AT&T nie jest dostępna nawet dla zwykłych konsumentów, ponieważ jest ograniczona do firm. Tylko Verizon nadal reklamuje swoją sieć mmWave „5G Ultra Wide Band”, ale gdy przestanie działać współczynnik nowości, jakim jest prędkość 1 Gb/s, te nowomodne sieci nie będą miały zbytniej użyteczności.

Można wysunąć argument, że mmWave 5G działa najlepiej, gdy jest przeznaczony do zatłoczonych miejsc, takich jak punkty orientacyjne, stadiony, sale konferencyjne itp. Nadal nie zgodziłbym się z tym, ponieważ średnie pasmo 5G jest po prostu znacznie lepszym kompromisem. Co brzmi lepiej: 1 Gb/s 5G z sygnałem, który znika, gdy tylko oddalisz się od publicznego punktu orientacyjnego, czy 600 Mb/s 5G z sygnałem, który faktycznie utrzymuje się, gdy wchodzisz do domu? Wiem, który bym wybrał. Poza tym jest to znacznie łatwiejszy wybór również dla operatorów: wydawaj mniej pieniędzy na instalację węzłów mmWave i miej sieć, z której może korzystać więcej osób na większym obszarze geograficznym.

Na szczęście, jak wspomniałem, zdecydowana większość operatorów trzymała się z daleka od mmWave. Wszystkie wdrożenia 5G w takich miejscach jak Arabia Saudyjska, Europa i Chiny opierają się na średnim paśmie, a w niektórych przypadkach uzupełniane są na niskim paśmie.

Ekosystem 5G

Sama technologia jest niczym bez swojego ekosystemu. Ekosystem 5G składa się z operatorów wdrażających sieci 5G, producentów chipów sieciowych i sprzedawców chipów chipy modemowe umożliwiające smartfonom łączenie się z tymi sieciami oraz producenci urządzeń sprzedający telefony konsumentom końcowym. Do innych interesariuszy w branży zaliczają się rządy i ich organy antymonopolowe, kontrahenci i nie tylko.

Przewoźnicy

W czerwcu 2020 r. do tej pory 35 krajów wdrożyło jakąś formę sieci 5G. Na świecie jest 195 krajów, więc jeszcze sporo pracy przed nami, zanim sieci 5G będą dostępne choćby w połowie krajów świata. W tym miejscu Qualcomm zwróci uwagę, że dotychczas adopcja 5G była szybsza niż 4G LTE. Według raportu GSA, w 2022 r. 85 krajów uruchomiło sieci 5G zgodnie z 3GPP.

Sprzedawcy chipów

Istnieją dwa rodzaje dostawców chipów. Dostawcy tacy jak Huawei, Nokia, Ericsson, Samsung i ZTE sprzedają operatorom chipy sieciowe 5G w celu budowy stacji bazowych i węzłów operatorskich. Ze względu na zarzuty polityczne i związane z bezpieczeństwem Huawei nie może sprzedawać ani brać w tym udziału Sieci 5G w wielu krajach zachodnich, takich jak USA. To pozostawia Ericssonowi i Nokii płaszcz. Z drugiej strony powszechnie przyjmuje się, że Huawei ma przewagę technologiczną w chipach sieciowych, a chińskie sieci 5G zostały zbudowane przez Huawei. Jednak w związku z zakazem handlu HiSilicon nie jest jasne, jak sytuacja będzie wyglądać w przyszłości.

Innym typem dostawców chipów są ci, którzy sprzedają chipy modemowe producentom smartfonów. Qualcomm jest tutaj najlepszym przykładem, ale Samsung Systems LSI i MediaTek również odgrywają rolę. Chipsy modemowe należące do Huawei HiSilicon Group były używane przez sam Huawei, ale wraz z nadchodzącym rozwiązaniem HiSilicon wydaje się, że to się kończy.

System modemu RF pierwszej generacji X50 5G firmy Qualcomm ogłoszono już w październiku 2016 ri na początku 2019 r. zasilił pierwszą falę telefonów 5G. Druga generacja 7 nm System modemu-RF X55 zasilał kilka telefonów wyposażonych w procesor Snapdragon 855 z końca 2019 r., ale wszedł do powszechnego użytku w 2020 r. Jest sparowany z okrętem flagowym Snapdragona 865 SoC, który nie ma własnego zintegrowanego modemu. Trzecia generacja 5 nm modemu X60 został ogłoszony przez Qualcomm w lutym 2020 roku i pojawił się w nowej generacji chipsetów Qualcomm. Przyniosło innowacje, takie jak agregacja nośników różnych trybów 5G, wyższe prędkości łącza pobierającego i nie tylko. Najnowszym modemem Qualcomm 5G jest Snapdragon X70 i jest on wyposażony w procesor Snapdragon 8 Gen 2.

Wraz z wprowadzeniem na rynek Qualcomm wprowadził także 5G na wyższy poziom cenowy średniej półki Qualcomma Snapdragona 765 w grudniu 2019 r., który posiadał własny zintegrowany modem Snapdragon X52 5G. Miał niższe specyfikacje, ale obsługiwał zarówno częstotliwości poniżej 6 GHz, jak i mmWave. Następnie w czerwcu 2020 r. firma wprowadziła technologię 5G na niższy, średni poziom cenowy, ogłaszając wprowadzenie Snapdragona 690, który obsługuje technologię 5G poniżej 6 GHz (a nie mmWave).

Pierwszym modemem 5G firmy Samsung Systems LSI był Exynosa 5100, który w zeszłym roku zasilał pierwsze telefony 5G Exynos. Jego następcą został Modem Exynos 5G 5123, który jest używany w wyposażonych w procesor 5G Exynos 990 wariantach serii Galaxy S20 i Galaxy Note 20. Exynos 980 SoC średniej klasy obsługuje również 5G. Oprócz Qualcomm, Samsung jest jedynym dostawcą chipów, który produkuje i sprzedaje modemy mmWave 5G. Warianty 5G Exynos w Galaxy S20 i Galaxy Note 20 i nowszych obsługują mmWave.

Z drugiej strony MediaTek wkroczył w erę 5G wraz z wprowadzeniem na rynek nowej serii SoC 5G Dimensity. Pierwszym SoC ogłoszonym w tej serii był Wymiar 1000 w listopadzie 2019 r. Po tym wprowadzeniu na rynek wypuszczono model średniej klasy Wymiar 800, ulepszony Wymiar 1000+ I Wymiar 820, a także niższy środkowy poziom Wymiar 720 w 2020 r. Modemy 5G firmy MediaTek rezygnują z obsługi mmWave i wolą pozostać przy częstotliwości poniżej 6 GHz.

Obecny stan ekosystemu 5G i perspektywy na przyszłość

Wiele lat temu ekosystem 5G był niedojrzały i niedokończony. Został zdegradowany do telefonów kosztujących powyżej 1000 dolarów. W 2020 r. ekosystem znacznie dojrzał pod względem dostępności urządzeń, jakości sieci 5G, jakości modemów 5G i skali samych sieci. Niektóre telefony 5G pierwszej generacji były na tyle niedojrzałe, że dochodziło do dziwacznych sytuacji. Warianty Sprint OnePlus 7 Pro 5G, Galaxy S10 i LG V50 ThinQ nie może już połączyć się z żadną siecią 5G z powodu fuzji T-Mobile ze Sprintem. Telefony mmWave 5G pierwszej generacji, które pojawiły się w T-Mobile, nie mogą łączyć się z ogólnokrajową siecią dolnopasmową operatora. Operatorzy korzystają z różnych pasm sieciowych, dlatego producenci urządzeń muszą zastosować jak największą liczbę pasm, aby odblokowane telefony były kompatybilne ze wszystkimi sieciami.

Wniosek

5G to złożony temat. W tym artykule zarysowaliśmy jedynie powierzchnię różnych podtematów 5G. Inne podtematy, które nie zostały tu omówione, obejmują potencjał 5G jako zamiennika domowego łącza szerokopasmowego, efektywność energetyczną modemów 5G, wpływ 5G na ceny flagowych smartfonów, strukturę kosztów usług 5G i wiele więcej.

Wiele napisano o 5G i jeszcze więcej będzie o nim pisane, dopóki nieuchronnie zastąpi go następna generacja urządzeń bezprzewodowych. Będzie wiele debat na temat potrzeby i skuteczności 5G. Będzie dużo żargonu marketingowego. Będzie dużo wyprzedaży. Branża skupiła się wokół 5G, bo można tu zarobić naprawdę dużo pieniędzy. Czy ci się to podoba, czy nie, wygląda na to, że 5G pozostanie.

Bibliografia

1. Co to jest 5G? - Qualcomm
2. Ericsson – raport dostępności urządzeń 5G – czerwiec 2020
3. GSMA – przewodnik po 5G