تقنيات 5G تلقي الضوء في mwc 2016

بالنسبة لي ، كان أكبر موضوع في مؤتمر Mobile World Congress لهذا العام هو 5G. في كل مكان كنت أمشي فيه ، رأيت بعضًا من العرض التوضيحي أو علامة تعلن أن شركة 5G ستأتي قريبًا ، على الرغم من أنه لم يتم التصديق على المعيار الفعلي حتى عام 2018. ولكن على عكس الانتقال إلى LTE ، يبدو أن هذه هي الحالة التي يريدها الجميع تقريبًا لتكون من بين الأولين ، حتى لو لم يكونوا متأكدين مما ستظهره شبكات الجيل الخامس النهائية.

جميع العروض الرئيسية للبنية التحتية للاتصالات وأجهزة المودم المتطورة - إريكسون وهواوي ونوكيا وكوالكوم وإنتل - عرضت على شاشات العرض التجريبية 5 جيجا في المعرض ، وكان الكثير منها بسرعات مبهرة للغاية ، تبلغ 20 جيجابت في الثانية أو أسرع. لكن الشيء الوحيد الذي أصبح واضحًا لي أثناء التحدث مع العديد من هؤلاء البائعين هو أن السرعة الخام لأي مستخدم فردي ليست في الحقيقة هي التركيز. بدلاً من ذلك ، يتمثل الهدف في التمكن من استيعاب عدد متزايد من المستخدمين ، حيث يستهلك كل منهم محتوى أكثر فأكثر عبر الشبكة اللاسلكية ، وفي نفس الوقت يعمل مع مليارات من الأجهزة الأخرى المتصلة (عبر إنترنت الأشياء أو إنترنت الأشياء) قد يكون لديك متطلبات بيانات منخفضة جدًا أو غير متكررة.

تركزت العروض التوضيحية الأكثر سخونة في المعرض على المجال الأول ، حيث تتحدث الشركات عن استخدام الطيف الجديد ، بما في ذلك نطاقات 4G التقليدية ، والطيف غير المرخص (بما في ذلك النطاق الذي تستخدمه Wi-Fi غالبًا) ، وطيف mmWave - الطيف فوق 6 جيجا هرتز ، والذي لا يحدث عادةً السفر بقدر ما هو متاح أكثر من ذلك بكثير. وكان معظم المصنعين يعرضون حلولاً تضمنت أجهزة راديو متعددة ، وعدد كبير من الهوائيات الأصغر باستخدام تقنية تسمى MiMo (إخراج متعدد المدخلات ، وتستخدم أيضًا في Wi-Fi).

يبدو أن أحد الأهداف هو وجود شبكة واحدة يمكن تقسيمها أو تقسيمها إلى عدة طرق أخرى ، مع التكنولوجيا التي تمنح الأشخاص نظريًا سرعات اتصال أسرع. الآن ، لا أعتقد أن معظم الناس يهتمون حقًا بالفرق بين 150 ميجابت في الثانية و 1 جيجابت في الثانية عندما ينظرون إلى Facebook على هواتفهم ، لكن الميزة الكبيرة للسرعة الأسرع هي أن كل اتصال يمكن تشغيله وإيقاف تشغيله على الشبكة بشكل أسرع بكثير ، وبالتالي السماح لمزيد من القدرات.

يقول ثيودور سيزر ، رئيس قسم الأبحاث في مختبرات بيل في نوكيا: "نحن في مشكلة" ، لأننا نستخدم الكثير من بيانات الهاتف المحمول وهذا الاستخدام يستمر في النمو فقط. بحلول عام 2020 ، قال: سنحتاج إلى طرق جديدة للتعامل مع كل من الزيادات الهائلة في أنواع الاستخدام الحالية ، وكذلك التعامل مع ملايين الأجهزة الجديدة التي من المتوقع أن تكون على الشبكة. وقال إنه للقيام بذلك ، سنحتاج إلى راديو أكثر تنوعًا مع واجهة جوية جديدة مصممة لتوصيل ملايين المستخدمين والعديد من أجهزة إنترنت الأشياء منخفضة البيانات. وصف Sizer الحل بأنه "نظام أنظمة" حيث لا يحتاج المستخدم النهائي إلى معرفة الشبكة التي يتصل بها.

عرضت نوكيا وصولها إلى الراديو AirScale ، والذي تدعي أنه أول محطة أساسية متاحة تجاريًا لدعم 5G. يستخدم النظام 8 × 8 MIMO وتصميمًا جديدًا لطريقة تحسين المعلومات ضمن "الإطارات" المرسلة بواسطة LTE التي تقلل من زمن الوصول إلى أقل من 1 مللي ثانية. كما عرضت نوكيا جهاز استقبال يتضمن أشياء مثل توجيه الحزمة ، والدعم المبكر لتقنيات mm Wave ، والقدرة على العمل مع كل من LTE و 5G. أظهر عرض تجريبي نظام اختبار قادر على توصيل أكثر من 20 جيجابت في الثانية من الاتصال.

كان لدى Rival Ericsson واحدة من أكبر المجموعات من العروض التوضيحية 5G في المعرض ، والتي تظهر دعمًا للوصول الجديد "NX" إلى 5G بالإضافة إلى الإصدارات المطورة من LTE.

وقال إريك دهلمان ، الخبير الأول في تقنيات الوصول إلى الراديو لأبحاث إريكسون ، إن الواجهة الراديوية الجديدة لن تكون مختلفة اختلافًا جذريًا ، ولكنها تطور أكثر يغطي طيفًا أكبر بكثير. تحدث عن كيفية تضمين NX القدرة على القيام "بتكوين الحزمة" - باستخدام الإلكترونيات للتحكم في الهوائيات الصغيرة لمتابعة مستخدم الهاتف المحمول أثناء استخدام شريحة صغيرة من الطيف. يستخدم الاختبار المبدئي MU-MIMO (متعدد المستخدمين MIMO) وكذلك تشكيل الشعاع والتتبع ، مع قول الشركة أن الإنتاجية يمكن أن تصل إلى 30 جيجابت في الثانية. أظهرت العروض التوضيحية اتصالات أكثر من 20 جيجابت في الثانية.

أشار Dahlman إلى كيف ستستفيد شبكة 5G من طيف mmWave و LTE و Wi-Fi ، لكنه قال إن المستخدم النهائي لن يرى ذلك. وقال إنه بنفس القدر من الأهمية ، يتم ربط مواقع متعددة والقدرة على جعل شبكة الشبكة أصغر وأكثر سهولة في الإدارة.

مع الإشارة إلى أن الدفع باتجاه معدلات بيانات أعلى وإنترنت الأشياء هما "شيئان مختلفان تمامًا" ، أوضح دحلمان كيف تعمل إريكسون مع شركاء مختلفين في حالات استخدام محددة من التصنيع إلى الروبوتات وحتى النقل الجماعي في المناطق الحضرية.

أظهر تنفيذيو Qualcomm مجموعة متنوعة من التقنيات الجديدة في جناحها ، بما في ذلك تقنية mm Wave واستخدام هوائيات متعددة وتشكيل الحزم للاتصالات حتى في المواقع التي ليس لها خط رؤية مباشر ، باستخدام 28 جيجا هرتز من الطيف.

لكن إحدى الرسائل الكبيرة للشركة كانت كيف تمثل 5G خطوة تالية من 4G LTE ، مع قيام العديد من المديرين التنفيذيين بتشجيع فكرة أن تقوم بعمل جيد مع أجهزة المودم 5G ، يجب أن تكون جيدًا بالفعل مع أجهزة مودم 4G ، وهي ميزة غير دقيقة للغاية. حفر في إنتل. أكدت الشركة على مودم X16 LTE الجديد ، قادر على سرعة 1 جيجابت في الثانية هذا العام.

قدمت شركة Qualcomm الكثير حول كيفية احتياج شبكات 4G و 5G و Wi-Fi للعمل مع إمكانية الوصول المتزامن لإنشاء شبكة واحدة.

كانت Intel ، التي أعلنت عن خطط لمودم XMM 7480 LTE من الجيل التالي في المعرض ، تدفع أيضًا 5G. وأظهرت الشركة نظامها التجريبي 5G المحمول ، بما في ذلك جهاز توجيه اختبار صغير نسبيا ، وكان لها مظاهرات بما في ذلك عرض ملم موجة في 60GHz.

في عرض تقديمي ، قالت المدير العام لمجموعة إنتل للاتصالات والأجهزة عائشة إيفانز "لا أحد سيقود بمفرده" وقال إن 5G سوف تتطلب تعاونًا غير مسبوق.

كانت شركة Intel تعمل مع شركة Ericsson على عدد من العروض ، بما في ذلك عرض مرئي للغاية من شركة SK Telecom ، حيث أظهرت شركة النقل الكورية ما يصل إلى 20 جيجابت في الثانية عبر استخدام محطة قاعدة لشركة Ericsson وتقنية تسمى تقطيع الشبكة.

طيف غير مرخص

تعد كوالكوم أيضًا مؤيدًا كبيرًا لاستخدام الطيف غير المرخص ، وقد دعمت كل من LTE-U (باستخدام LTE عبر الطيف غير المرخص) و LAA (وصول بمساعدة LTE ، والذي يبدو أنه يكتسب المزيد من الجر في أوروبا) ، وكلاهما يستخدم ناقلات LTE منظمة تستكمل مع الطيف غير المرخص.

شهد هذا العام حفلة قادمة لـ MuLTEFire ، وهي فكرة مختلفة قليلاً عن استخدام تقنية LTE في النطاقات غير المرخصة ، ولكن دون اشتراط وجود عقود أو اتصالات لشركات النقل.

ظهرت جميع اللاعبين الكبار - إريكسون وإنتل ونوكيا وكوالكوم إلى جانب بعض الشركات الأصغر حجماً وربما المفاجئة مثل Ruckus Wireless - في الإطلاق ، والتي وعدت بـ "أداء يشبه LTE ، وبساطة تشبه شبكة Wi-Fi". تكمن الفكرة في حصولك على مزيد من الموثوقية والأداء ، بينما تظل سهلة النشر. أثناء الإطلاق ، تحدث العديد من البائعين عن مدى سهولة ذلك ، وكيف سيكون جزءًا من المعيار 3GPP الإصدار 13 المستقبلي ، وهو تطور قادم من LTE.

جميع بائعي LTE جميعهم على متنها ، ولكن لا يزال هناك جدل حول استخدام النطاقات غير المرخصة لـ LTE ، غالبًا من المنظمات التي لها مصلحة خاصة في شبكات Wi-Fi. وقد اشتكى Phil McKinney الرئيس التنفيذي لشركة CableLabs من أن MuLTEfire ، مثل LTE-U لم يمر بعد "باختبار غير متحيز" ، وقال إنه من المهم أن تتمكن الأنظمة من مشاركة الطيف.

بالمناسبة ، في حين تحدث عدد من صانعي معدات شبكة 5G عن إمكانية استخدام أنظمة 5G كبديل لخدمة النطاق العريض للخط الثابت ، تحدثت CableLabs عن Full DlexS DOCSIS ، والتي ستكون أيضًا نموذجًا لكابل لتقديم 10 جيجابت في الثانية على حد سواء. هذه مواصفات تم الإعلان عنها للتو ، ولكن قد تكون خدمة متناظرة ممكنة باستخدام صناديق الكابلات الصناعية القياسية في غضون بضع سنوات فقط ، وفقًا لبلال حمزة ، الذي يرأس تقنيات الشبكات لمختبرات الأبحاث في صناعة الكابلات.

استمرار نمو المحمول

الحاجة إلى سعة إضافية تبدو واضحة إلى حد ما. في الشهر الماضي ، قامت Cisco بتحديث تنبؤات Global Mobile Data Index الخاصة بشبكة التواصل المرئي (Visual Network Index) لتظهر أن حركة الاتصالات في جميع أنحاء العالم نمت بنسبة 74 في المائة في عام 2015 ، لتصل إلى 3.7 إكسابايت شهريًا. تقول الشركة إن حركة البيانات المتنقلة قد نمت 4000 مرة خلال السنوات العشر الماضية ، وحوالي 400 مليون مرة خلال السنوات الـ 15 الماضية. ومن المثير للاهتمام ، أن اتصالات 4G لا تمثل سوى 14 في المائة من اتصالات الهاتف المحمول في جميع أنحاء العالم (على الرغم من أنها تمثل 47 في المائة من حركة المرور) ، لأنه في كثير من أنحاء العالم لا تزال شبكات الجيل الثالث (3G) وحتى الشبكات القديمة سائدة.

وقالت الدراسة إن متوسط ​​سرعة الاتصال الخلوي كان أكثر بقليل من 2 ميغابت في الثانية ، وشكلت حركة الفيديو 55 في المائة من إجمالي حركة بيانات الهاتف المحمول. تتوقع الدراسة أنه في عام 2020 ، ستكون حركة البيانات الشهرية العالمية 30.6 إكسابايت ، أي بزيادة ثمانية أضعاف ؛ سيكون هناك 11.6 مليار جهاز متصل بالهاتف المحمول في عالم يضم 7.8 مليار شخص ؛ ستزداد حركة المرور والفيديو بنسبة 11 مرة ، وهو ما يمثل 75 في المائة من إجمالي حركة البيانات المتنقلة في العالم.

اختبارات

إذن متى يمكننا أن نتوقع أن نرى هذه الشبكات في العالم الحقيقي؟ لا يتوقع توحيد المعايير حتى عام 2018 ، لكن هذا لا يبدو أنه يبطئ عدد التجارب التي تجري في أماكن مختلفة حول العالم.

في وقت من الأوقات ، بدا أن الهدف هو الحصول على أول شبكات 5G تعمل بحلول أولمبياد صيف 2020 في اليابان ، لكن شركات النقل وشركات تصنيع المكونات أصبحت أكثر عدوانية. على الرغم من أنه من غير المحتمل أن يتم الانتهاء من المعيار تمامًا حتى عام 2018 أو 2019 على أقرب تقدير ، إلا أن بائعي الاتصالات الكورية يأملون في تشغيل نظام حقيقي وتشغيله بحلول دورة الألعاب الأولمبية الشتوية لعام 2018 ، أي بعد أقل من عامين من الآن. قالت شركة Samsung إنها ستبدأ تجربة نظام 28 جيجا هرتز في سيول في الوقت المناسب لدورة الألعاب الأولمبية الشتوية 2018.

تعمل إريكسون و Huawei و Nokia الآن معًا لإنشاء شبكة 5G للتجارب في فنلندا (5GTNF). في هذه الأثناء ، كانت شركة إريكسون تختبر نظام 5 جي قياسي مسبقًا بسرعة 15 جيجاهرتز في شوارع ستوكهولم.

في الولايات المتحدة ، أجرت Verizon اختبارات ميدانية في بعض مدن نيوجيرزي مع Samsung ، والتي قالت إنها أجرت تجربة تجريبية أكبر مع نوكيا في دالاس - فورت وورث ، بما في ذلك اختبار مدى اختراق إشارات 5G للداخل. لقد كانت قوية للغاية في الجداول الزمنية ، مما يشير إلى أنها يمكن أن تطلق خدمة 5G أو "ما قبل 5G" في وقت مبكر من العام المقبل.

وفي الوقت نفسه ، تقول AT&T أيضًا إنها تخطط لبدء اختبار 5G هذا العام ، وقالت إنها تخطط للعمل مع شركة Ericsson و Intel للاختبار في أوستن.

لا يزال هناك الكثير مما يمكن تعلمه من هذه الاختبارات ، بما في ذلك المزيد حول السرعة والتداخل وسهولة النشر ، وما إذا كان هذا قد يعمل كبديل للنطاق العريض في المناطق الريفية. سيكون أحد الأسئلة المهمة هو كيف تتعايش هذه التقنيات في ظروف الطقس في العالم الحقيقي ، وفي الأماكن التي يجب أن تتعايش فيها مع معايير LTE و Wi-Fi و Bluetooth الحالية.

وبالطبع ، هناك أفكار متنافسة للمعايير - أذكر أن معظم العالم يستخدم متغير "الإرسال المزدوج بتقسيم التردد" FD من LTE ، ولكن تشاينا موبايل - أكبر شركة نقل في أكبر دولة - تستخدم TDD "تقسيم الوقت". يتحدث البائعون جميعهم عن دمج هذه الأنظمة في نهاية المطاف في معيار واحد من الجيل الخامس. لقد وقع الاتحاد الأوروبي اتفاقيات للعمل مع الصين وكوريا الجنوبية واليابان ، ومؤخراً البرازيل ، في محاولة لضمان وجود معيار واحد 5G حول العالم. لكن الضغط التنافسي - بما في ذلك ترخيص براءات الاختراع - أوقف الكثير من المعايير من قبل ، لذلك لن نعرف حقًا حتى يكتمل المعيار.

شيء واحد يبدو واضحًا هو أن تقنية 5G قادمة ، وأننا من المحتمل أن نرى نسخة موسعة من LTE ، إدخال تحسينات على "LTE-Advanced" ، وحتى بعض "تقنيات ما قبل 5G" تدخل السوق خلال الزوجين المقبلين سنوات ، حتى لو لم تكن شبكة 5G الكاملة جاهزة بعد. يجب أن تكون الشبكة الجديدة أسرع ، وأن تدعم المزيد من الأجهزة ، ولكن بالنسبة للمستخدمين ، قد يكون الفوز الكبير هو أنها لا تزال موثوقة في حين تتيح لنا الحصول على المحتوى الذي نريده بتكلفة معقولة.