Ponieważ operatorzy sieci komórkowych wprowadzają już usługi 5G, branża łączności komórkowej uczy się o 5G w locie, znajdując jedno nieoczekiwane wyzwanie po drugim. Jest to trudniejsze, niż wszyscy się spodziewali. Wynikiem tego są wyższe niż początkowo planowano koszty początkowe implementacji nowej technologii.
Są też dobre wiadomości: sygnały fal w zakresie milimetrowym (mmWave) są bardziej odporne na zakłócenia, niż się wielu się obawiało. Jak dotąd wydaje się, że obawy o zaniki sygnału podczas deszczu czy przejściu przez miękkie przeszkody, takie jak liście, były przesadzone.
Niestety, są inne bardziej problematyczne obszary. Krytycznym elementem 5G jest wirtualizacja sieci. Jej celem jest elastyczna konfiguracja sieci komunikacyjnych, tak aby odpowiadały różnym i zmieniającym się potrzebom użytkowników. Konfigurowalność sieci na żądanie stwarza potrzebę upewnienia się, że każda nowa konfiguracja dostarcza to, co potrzebował użytkownik. Z definicji testowanie tego z wyprzedzeniem nie jest możliwe.
5G to nowa jakość w komunikacji komórkowej, w tym w zakresie konfigurowalności sieci i zmniejszania opóźnienia. Zapowiada to niezliczone potencjalne nowe zastosowania, ale pierwsze spotkanie, jakie większość ludzi będzie miała z 5G, to klasyczna telefonia i internet szerokopasmowy. Byłoby źle dla operatorów, jeśli telefon i internet w sieciach 5G nie były znacznie lepsze niż w sieci 4G. Ważniejsze nawet jest, aby usługi na 5G nie były gorsze od tego, co znają już klienci.
Operatorzy konsekwentnie wzywają swoich partnerów technologicznych, aby rozszerzyli swoje możliwości testowe na samą sieć, aby:
a) upewnić się, że technologia działa, gdy jest zainstalowana,
b) sprawdzić, czy nowe usługi działają tak, jak są reklamowane, gdy są uruchomione.
Operatorzy obawiają się, że nowa technologia radiowa może nie działać od pierwszej próby, jak Steve Douglas, szef działu 5G w firmie Spirent. W związku z tym operatorzy telefonii komórkowej muszą inwestować więcej w operacje sieciowe, ponosząc koszty uruchomienia, których nie przewidzieli, wyjaśnia Douglas.
"Nasi klienci, zwłaszcza wielcy dostawcy usług, pytali nas, czy możemy im pomóc w działaniu sieci" - powiedział. "Nie tylko testować, ale także uruchamiać i zapewniać ciągłe testowanie nowych usług, niezależnie od tego, czy jest to nowa jakość, zwiększona wydajność, czy spełnienie innych warunków" mówi przedstawiciel firmy.
Niektóre firmy technologiczne zareagowały na tego rodzaju prośby, wirtualizując swoje możliwości testowe, tak aby 'laboratoria' mogły być tworzone w dowolnym miejscu w sieci. Spirent zwirtualizował większość swoich funkcji testowych, a także skonfigurował dostęp do niektórych swoich zasobów testowych w chmurze.
"Widzimy, że złożoność tych sieci jest większym problemem dla naszych klientów, niż początkowo sądzono" mówi douglas. "Wiedzieli, że używanie tego samego pasma będzie trudne, ale nie wiedziano, jak skomplikowana jest nowa technologia radiowa w rzeczywistości". Zauważa on, że dopiero niedawno - w ostatnich miesiącach - odkryto wiele nowych problemów np. w zakresie telefonów komórkowych, których rozwiązanie nie zostało jeszcze uzyskane. W systemach 4G w nowoczesnym telefonie anten było kilka - 4G, GPS, Wi-Fi, Bluetooth... w nowym urządzeniu 5G muszą być te same anteny, plus dodatkowo szereg anten dla systemu 5G. Ich liczba w ten sposób niemalże się podwaja. Podstawowym problemem w zakresie dodawania kolejnych anten w telefonie komórkowym, jest po prostu brak miejsc. Projektanci tych urządzeń mają sporo problemów, by zmieścić je wszystkie w środku. Z częścią tych projektantów Spirent współpracuje w zakresie miniaturyzacji systemów elektroniki 5G.
"Widzimy wpływ interferencji pomiędzy poszczególnymi antenami, ponieważ nagle w telefonie zrobiło się ich o wiele więcej" mówi Douglas. "Wykorzystuje się architekturę multi-MIMO, jaka związana jest z technologią 5G, co mnoży ilość anten. Ponieważ jest ich tak wiele i są tak male, to często ze sobą interferują, na przykład 5G z GPS. Niektóre pierwsze prototypy miały problem z sygnałem GPS z uwagi na anteny telefonii komórkowej. To bardzo problematyczne, dlatego też współpracujemy nad usunięciem tego problemu".
Jeśli chodzi o sieć, to jak mówi Douglas obecna sytuacja to "wyścig zbrojeń". Producenci czują, że muszą szybko mieć gotowy sprzęt komercyjny - tak szybko, że niektórzy skracają długość swoich zwykłych cykli produkcyjnych o połowę. W rezultacie dostępny sprzęt nie jest tak dobrze przygotowany, jak mógłby być, mówi Douglas. Niektórzy klienci Spirenta w USA są w trakcie wdrażania swoich pierwszych stacji bazowych, a Spirent pomaga im w znalezieniu optymalnych konfiguracji, aby zapewnić wydajność 5G. Jeśli operatorzy będą pobierać wyższe opłaty za korzystanie z 5G, muszą zapewnić, że "nowe prędkości transmisji danych są wyraźnie różne od 4G" mówi Douglas.
Przewoźnicy wycofali się obecnie z koncepcji wykorzystania mmWave dla stacjonarnych bezprzewodowych łączy szerokopasmowych, ale biorąc pod uwagę zachęcające wyniki testów mmWave, Douglas powiedział, że niektórzy klienci Spirent ponownie się zastanawiają nad wdrożeniem tego rozwiązania. Okazuje się, że fale milimetrowe wcale nie są tak tłumione przez otoczenie, jak zapowiadano. Niemniej jednak mmWaves nie propagują tak daleko, a operatorzy, którzy polegać chcą na tym pasmie, będą musieli zainstalować więcej stacji bazowych. Proste szacunki wskazują, że od 4 do 9 razy więcej, ale Douglas mówi, że liczba ta może sięgać nawet 30-krotności. Może to nie być problemem w gęsto zaludnionych obszarach, ale wielu zadawać może pytanie o zasadność instalacji takiej ilości BTSów na terenach poza miastami.
Douglas mówi, że rozważa się obecnie kilka możliwości. Można wirtualizować części systemu RF. Możliwe jest przeniesienie nawet 50% przetwarzania ze stacji bazowej do chmury. Potencjalnym minusem tego rozwiązania jest to, że spowolni to ruch sieciowy. Mimo to kilku klientów Spirenta bada taką możliwość.
Drugą opcją jest sieć typu mesh, opcja architektury dla sieci 5G, która zostanie w pełni zdefiniowana dopiero w następnej rundzie standardów 3GPP 5G. Chodzi o to, aby co najmniej trzy lub cztery węzły stacji bazowych, łączące się ze sobą bezprzewodowo, przekazywały dane do centralnej stacji bazowej, która byłaby jedyną w każdym klastrze, która łączyłaby się z siecią światłowodową. Ponownie, podejście to musiałoby zostać przetestowane, aby sprawdzić, czy wydajność sieci może być w takim wypadku utrzymana.
Kolejną całkowicie nieprzewidzianą kwestią, jak dodał jeszcze Douglas, było to, że anteny MIMO są fizycznie większe i znacznie cięższe niż anteny 4G - tak ciężkie, że dodatkowy ich ciężar może przewyższyć to, co mogą wytrzymać dachy czy inne typowe miejsca montażu tych systemów. "Jest to ogromny problem na etapie planowania. Czasami operatorzy muszą wzmacniać dachy i inne miejsca instalacji. "Interesująca rzecz, o której wielu z nas prawdopodobnie nigdy nie pomyślało" podsumowuje Douglas.
Źródła: https://www.edn.com/electronics-blogs/5g-waves/4461589/Surprise--More-5G-complications
Są też dobre wiadomości: sygnały fal w zakresie milimetrowym (mmWave) są bardziej odporne na zakłócenia, niż się wielu się obawiało. Jak dotąd wydaje się, że obawy o zaniki sygnału podczas deszczu czy przejściu przez miękkie przeszkody, takie jak liście, były przesadzone.
Niestety, są inne bardziej problematyczne obszary. Krytycznym elementem 5G jest wirtualizacja sieci. Jej celem jest elastyczna konfiguracja sieci komunikacyjnych, tak aby odpowiadały różnym i zmieniającym się potrzebom użytkowników. Konfigurowalność sieci na żądanie stwarza potrzebę upewnienia się, że każda nowa konfiguracja dostarcza to, co potrzebował użytkownik. Z definicji testowanie tego z wyprzedzeniem nie jest możliwe.
5G to nowa jakość w komunikacji komórkowej, w tym w zakresie konfigurowalności sieci i zmniejszania opóźnienia. Zapowiada to niezliczone potencjalne nowe zastosowania, ale pierwsze spotkanie, jakie większość ludzi będzie miała z 5G, to klasyczna telefonia i internet szerokopasmowy. Byłoby źle dla operatorów, jeśli telefon i internet w sieciach 5G nie były znacznie lepsze niż w sieci 4G. Ważniejsze nawet jest, aby usługi na 5G nie były gorsze od tego, co znają już klienci.
Operatorzy konsekwentnie wzywają swoich partnerów technologicznych, aby rozszerzyli swoje możliwości testowe na samą sieć, aby:
a) upewnić się, że technologia działa, gdy jest zainstalowana,
b) sprawdzić, czy nowe usługi działają tak, jak są reklamowane, gdy są uruchomione.
Operatorzy obawiają się, że nowa technologia radiowa może nie działać od pierwszej próby, jak Steve Douglas, szef działu 5G w firmie Spirent. W związku z tym operatorzy telefonii komórkowej muszą inwestować więcej w operacje sieciowe, ponosząc koszty uruchomienia, których nie przewidzieli, wyjaśnia Douglas.
"Nasi klienci, zwłaszcza wielcy dostawcy usług, pytali nas, czy możemy im pomóc w działaniu sieci" - powiedział. "Nie tylko testować, ale także uruchamiać i zapewniać ciągłe testowanie nowych usług, niezależnie od tego, czy jest to nowa jakość, zwiększona wydajność, czy spełnienie innych warunków" mówi przedstawiciel firmy.
Niektóre firmy technologiczne zareagowały na tego rodzaju prośby, wirtualizując swoje możliwości testowe, tak aby 'laboratoria' mogły być tworzone w dowolnym miejscu w sieci. Spirent zwirtualizował większość swoich funkcji testowych, a także skonfigurował dostęp do niektórych swoich zasobów testowych w chmurze.
"Widzimy, że złożoność tych sieci jest większym problemem dla naszych klientów, niż początkowo sądzono" mówi douglas. "Wiedzieli, że używanie tego samego pasma będzie trudne, ale nie wiedziano, jak skomplikowana jest nowa technologia radiowa w rzeczywistości". Zauważa on, że dopiero niedawno - w ostatnich miesiącach - odkryto wiele nowych problemów np. w zakresie telefonów komórkowych, których rozwiązanie nie zostało jeszcze uzyskane. W systemach 4G w nowoczesnym telefonie anten było kilka - 4G, GPS, Wi-Fi, Bluetooth... w nowym urządzeniu 5G muszą być te same anteny, plus dodatkowo szereg anten dla systemu 5G. Ich liczba w ten sposób niemalże się podwaja. Podstawowym problemem w zakresie dodawania kolejnych anten w telefonie komórkowym, jest po prostu brak miejsc. Projektanci tych urządzeń mają sporo problemów, by zmieścić je wszystkie w środku. Z częścią tych projektantów Spirent współpracuje w zakresie miniaturyzacji systemów elektroniki 5G.
"Widzimy wpływ interferencji pomiędzy poszczególnymi antenami, ponieważ nagle w telefonie zrobiło się ich o wiele więcej" mówi Douglas. "Wykorzystuje się architekturę multi-MIMO, jaka związana jest z technologią 5G, co mnoży ilość anten. Ponieważ jest ich tak wiele i są tak male, to często ze sobą interferują, na przykład 5G z GPS. Niektóre pierwsze prototypy miały problem z sygnałem GPS z uwagi na anteny telefonii komórkowej. To bardzo problematyczne, dlatego też współpracujemy nad usunięciem tego problemu".
Jeśli chodzi o sieć, to jak mówi Douglas obecna sytuacja to "wyścig zbrojeń". Producenci czują, że muszą szybko mieć gotowy sprzęt komercyjny - tak szybko, że niektórzy skracają długość swoich zwykłych cykli produkcyjnych o połowę. W rezultacie dostępny sprzęt nie jest tak dobrze przygotowany, jak mógłby być, mówi Douglas. Niektórzy klienci Spirenta w USA są w trakcie wdrażania swoich pierwszych stacji bazowych, a Spirent pomaga im w znalezieniu optymalnych konfiguracji, aby zapewnić wydajność 5G. Jeśli operatorzy będą pobierać wyższe opłaty za korzystanie z 5G, muszą zapewnić, że "nowe prędkości transmisji danych są wyraźnie różne od 4G" mówi Douglas.
Przewoźnicy wycofali się obecnie z koncepcji wykorzystania mmWave dla stacjonarnych bezprzewodowych łączy szerokopasmowych, ale biorąc pod uwagę zachęcające wyniki testów mmWave, Douglas powiedział, że niektórzy klienci Spirent ponownie się zastanawiają nad wdrożeniem tego rozwiązania. Okazuje się, że fale milimetrowe wcale nie są tak tłumione przez otoczenie, jak zapowiadano. Niemniej jednak mmWaves nie propagują tak daleko, a operatorzy, którzy polegać chcą na tym pasmie, będą musieli zainstalować więcej stacji bazowych. Proste szacunki wskazują, że od 4 do 9 razy więcej, ale Douglas mówi, że liczba ta może sięgać nawet 30-krotności. Może to nie być problemem w gęsto zaludnionych obszarach, ale wielu zadawać może pytanie o zasadność instalacji takiej ilości BTSów na terenach poza miastami.
Douglas mówi, że rozważa się obecnie kilka możliwości. Można wirtualizować części systemu RF. Możliwe jest przeniesienie nawet 50% przetwarzania ze stacji bazowej do chmury. Potencjalnym minusem tego rozwiązania jest to, że spowolni to ruch sieciowy. Mimo to kilku klientów Spirenta bada taką możliwość.
Drugą opcją jest sieć typu mesh, opcja architektury dla sieci 5G, która zostanie w pełni zdefiniowana dopiero w następnej rundzie standardów 3GPP 5G. Chodzi o to, aby co najmniej trzy lub cztery węzły stacji bazowych, łączące się ze sobą bezprzewodowo, przekazywały dane do centralnej stacji bazowej, która byłaby jedyną w każdym klastrze, która łączyłaby się z siecią światłowodową. Ponownie, podejście to musiałoby zostać przetestowane, aby sprawdzić, czy wydajność sieci może być w takim wypadku utrzymana.
Kolejną całkowicie nieprzewidzianą kwestią, jak dodał jeszcze Douglas, było to, że anteny MIMO są fizycznie większe i znacznie cięższe niż anteny 4G - tak ciężkie, że dodatkowy ich ciężar może przewyższyć to, co mogą wytrzymać dachy czy inne typowe miejsca montażu tych systemów. "Jest to ogromny problem na etapie planowania. Czasami operatorzy muszą wzmacniać dachy i inne miejsca instalacji. "Interesująca rzecz, o której wielu z nas prawdopodobnie nigdy nie pomyślało" podsumowuje Douglas.
Źródła: https://www.edn.com/electronics-blogs/5g-waves/4461589/Surprise--More-5G-complications
Fajne? Ranking DIY
