Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
Skip navigation

Какво е 5G? Безжична технология, изхвърляща кабелите

Networkworld България - брой 4, 2017 г. / Телеком мрежи
Не е твърде рано корпоративните ИТ отделите да планират как да се възползват от 5G
476 прочитания, 0

Следващата стъпка в еволюцията на безжичните глобални комуникации, позната като 5G, „извира“ всеки ден от челните страници на всички издания и за това има основателна причина. Тя ще завърши еволюцията на клетъчните мрежи, като мобилните връзки от допълнение и разширение на фиксирания достъп ще изместят в значителна степен фиксираните, а в стратегическо отношение мобилната мрежа може се превърне в единствена опция.

Въпреки че в основата на 5G мрежите лежи по-скоро еволюция, отколкото революция, не е твърде рано да започнете поне базово планиране, за да разберете как 5G ще пасне на ИТ плановете в организацията ви, независимо от нейния размер, индустриален сектор или бизнес мисия.

5G естествено ще осигури на крайните потребители огромна допълнителна пропусквателна способност, капацитет и други елементи, които да подкрепят продължаващия драстичен ръст на покритието, абонатната база, обхвата на абонатните устройства, търсенето на капацитет, изискванията на приложенията. Но технологията е също толкова важна и за операторите, като доставчиците на услуги ще се възползват от новите възможности за цялостни стратегически предложения, разширявайки пазарното си присъствие.

Какво обаче означават технологиите за 5G за предприятията и за организирането на ИТ отделите им?

 

5G на хоризонта

Макар че 5G все още е неясен термин, ключовите цели за развитието на необходимите подобрения са ясни. Те са следните:

  • Подобрена пропусквателна способност – Както е при Wi-Fi, основният напредък на клетъчната мрежа се определя преди всичко от новата горна граница на пропускателния капацитет. Магическото число за 5G е всъщност „под“ от 1 Gbps, но някои споменават и капацитети над 10 Gbps. Въпреки това, както в случая с Wi-Fi, е важно да се мисли повече по отношение на цялостния капацитет на отделните клетки и системи. Следователно, пропускателната способност за всеки потребител е по-разумно да се изчислява на 50 Mbps, което все пак е забележително, и достигането на пикова пропусквателна способност 300 Mbps, което може да бъде реализирано при някои внедрявания през следващите 5 години. Възможността за достигане на по-висока производителност от тази, надхвърля днешния хоризонт на планиране, въпреки че и това е възможно.

  • Намалена латентност – Може би по-важно и от пропусквателната способност е намаляването на времето за отиване и връщане на всеки пакет. Намалената латентност е важна за гласовите услуги, които със сигурност ще са изцяло IP базирани при 5G мрежите, но също и за видеото. Времезакъснението при преноса по въздуха (т.е. с радиовълните) трябва да е под 10 милисекунди при 5G, като в някои предваритлено зададени класове услуги е възможно да „падне“ до 1 милисекунда.

  • Подобрения на управлението и OSS – Операторите винаги са търсели как да намалят оперативните разходи и служебните данни, така че подобрения както на систтемите за управление, така и на тези за оперативна поддръжка (OSS) ще донесат ползи за надеждността, достъпността, отказоустойчивостта, консистенцията, аналитичните способности и оперативната ефективност. Ползите от всичко това обаче ще са „прозрачни“ за крайните потребители.

  • Повишена мобилност – Трябва да бъде поддържана изключително висока мобилност на потребителите, често при движение със стотици километри в час с различни видове транспорт. Все пак ще се прилагат някои регулаторни ограничения, най-вече при самолетните превози.

  • Повишена сигурност – Сигурността остава един от аспектите на ИТ сферата, в който са нужни подобрения в криптиране, автентикацията и защитата на личните данни. Няма да е изненада, ако видим решения за управление на идентичността (IDM) подобни на онези, които и днес работят в много организации, но са налични само при няколко оператора. Днешните доставчици на IDM са повече от заинтересовани да разширят своите възможности към 5G услугите.

  • Нов спектър – Очаква се, че честотите в т.нар. милиметров обхват над 30GHz ще обслужват поне някои сценарии на 5G мрежи. Тези честотни обхвати както в лицензния, така и в нелицензния радиочестотен спектър са налични в много райони от света. Милиметровите вълни са подходящи най-вече за малки клетки и затова се нуждаят от по-малки и по-нетрапчиви антени, а присъщата насоченост на сигнала може да увеличи многократно спектралната ефективност. Основните недостатъци на милиметровите вълни ги правят почти неприложими за традиционните по-големи клетки, като лошото проникване през предмети (например сгради), но това може да се окаже и предимство по отношение на повторното използване на честотния диапазон. Независимо от това се изисква по-голям радиочестотен спектър, като се вземат предвид целите за пропускателната способност и капацитета, които оправдават разработването и внедряването на 5G. Наличните разпределени честотни ресурси със сигурност няма да са достатъчни дори при възможността за обединяване на по-малки блокове от спектъра.

  • Нови технологии, които да осигурят всичко това – Очаква се внедрявания на MIMO т по-високо порядък, понякога описвани като „масивни“, например 16-64 потока, по-агресивна модулация и кодиране на сигнала, подобрена ефективност на използваната енергия. Малките клетки ще се ползват по-често, а дните на големи клетъчни кули в гъстонаселени райони сякаш са преброени. Днешните тенденции в мрежите, включително SDN и NFV, също ще намерят приложението в 5G, като голяма част от инфраструктурите ще се изпълнява чрез облачни услуги. 5G най-вероятно няма да се нуждаят от сериозен напредък по отношение чиповете или на технологиите за производство, а потреблението на енергия от устройствата вероятно ще се възползва от по-ограничен географски обхват, дори ако се ползват по-високите тактови честоти. Все още остава много работа по отношение както на анализа на техническата осъществимост, така и на разходите, но на хоризонта не се виждат някакви сериозни пречки. Няма опасност да се създаде друг WiMAX, който да предлага маркетингови обещания без ясни предимства спрямо предишното поколение, така че нивото на техническия риск е ниско. Може би най-голямото предизвикателство е графикът заради сложния характер на инженеринга на системите, който ще изисква повече време, отколкото мнозина очакват.

  • Универсална поддръжка на приложения – 5G като замяна на кабелната свързаност ще трябва да поддържа всеки клас трафик и всяко създадено устройство, от разпространение на видео с качество на ефирна телевизия до телеметрия, имплантируеми медицински устройства, добавена и виртуална реалност, усъвършенствана интерактивност и графика, при това не само за игри. Списъкът включва още свързани автономни автомобили, дистанционно управляеми летателни апарати (дронове), обществена безопасност, сградна и общинска автоматизация / мониторинг / контрол и помощ при бедствия. включително лесно преместваема инфраструктура с подвижни клетки и поддръжка за динамично безжично свързване. В този „микс“ се включват още роботиката и IoT устройства, които са „по-толерантни“ към ограничената пропусквателна способност на данните и силно променливата латентност. Очакват се буквално десетки милиарди 5G устройства да бъдат разгърнати през следващото десетилетие, така че мащабът и на предизвикателството, и на търсенето е ясен.

  • Растеж на индустрията – И накрая, операторите и доставчиците на оборудване и за инфраструктура, и на крайни устройства просто изискват разгръщане на нови технологии с измерими и видими за крайния потребители ползи, които да поддържат растежа на техния бизнес. Само нови абонатни устройства не могат да изпълнят тази цел за бизнес растеж.

Накратко 5G е бизнес възможност, измислена, за да предостави всички комуникационни възможности и производителност, която очакваме и от фиксираната мрежа. Но за да се стигне до този момент са нужни много средства и работа, особено предвид изброените изисквания.

Уточняване на дефиницията за 5G

3G бе последното поколение с официална дефиниция, в случая от Международния телекомуникационен съюз ITU, както и уточнена пропусквателна способност до 2Mbps. Определението за 4G никога не е било формализирано и дори имаше съдебни битки по отношение на това, което би могло да се счита за 4G. Но има общ консенсус за LTE и LTE-Advanced, като тези технологии са посочени в проекта 3GPP и служат като адекватен минимум. Самата 3GPP е група за индустриални стандарти, съставена от големи организации и асоциации, с много широка подкрепа в целия свят. Тази група е доминиращ фактор при определянето на самата клетъчна индустрия още от 3G ерата и стимулираща други ключови постижения в клетъчните мрежи, включително изцяло IP базирано ядро, LTE, LTE-Advanced и много други.

Като се има предвид лидерството на 3GPP, се очаква че тази група ще дефинира 5G от гледна точка на маркетинг и операции, като версия 16 (Release 16) ще се появи вероятно през втората половина на 2019 г. ITU чрез своята програма IMT-2020 в рамките на ITU-R също работи усилено, като се очаква да завърши през 2020 г. ETSI също е активна в областта на 5G, в дебата се включи още една важна организация - Next Generation Mobile Networks (NGMN) Alliance, търговска асоциация на оператори и и други компании към Wi-Fi Alliance. Тяхната бяла книга за 5G представя може би най-цялостната визия и работна дефиниция за 5G, публикувани досега.

Радиото: от 4G към 5G

Тъй като 4G в края на краищата бе дефинирано от радио технологиите, е възможно 5G да е в центъра на същата радио буря. Технологията от следващо поколение започва с LTE-Advanced Pro, наричана понякога и 4.5G, като тя бе специфицирана в 3GPP Release 13. По-нататъшните подобрения на LTE Advanced Pro, които мнозина наричат в момента NR (Ново радио) ще бъдат официализирани от Release 15. Но от маркетингова гледна точка линията между 4G и 5G вече е доста размита.

И ИТ мениджърите, и крайните потребители вече са забелязали използването на маркетинга термина „gigabit LTE”. И макар че това подобрение строго погледнато не е 5G, е вероятно то да бъде маркетирано по този начин. Въпреки че някои крайни потребители може би ще се наслаждават на временни скокове на пропускателната способност над 100Mbps, gigabit LTE не може да предостави капацитета, изискан за покриване на очакванията за регулярна услуга на подобни нива.

Усъвършенстваното широкообхватно радио не е единствената възможност. Наред с другите функции, споменати в NR, присъства и съвместната работа с Wi-Fi. Можем да предположим, че съвременните Wi-Fi - 802.11ac и 60GHz 802.11ad - вече са 5G технология - много висока пропусквателна способност, малки клетки и по същество всички необходими 5G атрибути, с изключение на OSS и използването на лицензирани честоти. Хардуерното прехвърляне на сесията между широкообхватните технологии 5G и Wi-Fi може да се превърне в ключова стратегия за внедряване на 5G, която ще продължи да се развива, особено за увеличаване на вътрешносградното покритие и на капацитета.

Остават и редица проблеми

Макар че успехът на 5G на пазара да изглежда почти сигурен, остават редица проблеми. Може би най-важният сред тях е наличието на достатъчно радиочестотен спектър, за да се гарантира реализирането на широколентовото обещание за 5G. Както отбелязахме вече, очакваме значителна част от спектъра, заделена за 5G, като в световен мащаб това ще са честоти в милиметровите обхвати над 30GH, почти със сигурност включващи радиочестотния спектър около 60GHz и вариращи до 70-80GHz или дори по-високи. Но колко точно от кои специфични честотни обхвати ще станат достъпни е в областта на правителствените разпоредби, които се различават във всяка страна. Освен това делът на разпределения в момента спектър, който може да бъде възстановен или преразпределен, така че да съществува съвместно със съществуващите производствени системи, също остава отворен въпрос. По-нататъшното организиране на търговете за радиочестотен спектър също е притеснение онези, които разработват бизнес модела за 5G, като се има предвид огромната инвестирана сума. И накрая, в нелицензираните обхвати се наблюдава конфликт между LTE и Wi-Fi, който изисква работещи безпроблемно и ефективно решения.

Други потенциални проблеми включват:

  • Бекхол (Backhaul) – Капацитетът на свързаността между клетките под всякаква форма, както и към останалата част от операторската мрежа и самия интернет, трябва да съответства на капацитета, предоставен на абонатите, за да се избегнат задръстванията. Значително увеличение на капацитета на бекхол връзката също присъства в списъка с приоритети, като се очаква значително използване на обхватите в милиметровия диапазон.

  • Съвместно съществуване и еволюция – 3G, 4G и 5G ще трябва да съществуват заедно известно време, а това увеличава сложността и в операторските мрежи, и в устройствата на крайните потребители. Остаряването на по-ранните поколения е от съществено значение за подобряването на спектралната ефективност, така че превозвачите ще трябва да планират внимателно и да пуснат на ролите и подобренията. Излизане от употреба на предишните поколения е от съществено значение, за да се подобри спектралната ефективност, така че операторите ще трябва внимателно да планират етапите и на внедряванията, и на подобренията.

  • Други регулаторни правила – Освен регулиране на РЧ спектър, има и други регулаторни мерки в области като мрежовия неутралитет, таксите за комуникационни услуги, универсалната услуга, национални политики за широколентовия достъп, които трябва да бъдат преразгледани и вероятно обмисляни в тяхната съвкупност.

  • Цени – И накрая, в момента няма никаква идея все още за ценовите модели на 5G. И докато гласовите услуги, кратките съобщения и други подобни теснолентови услуги вероятно ще останат с плоска тарифа, цените за IP услугите със скорост над 50Mbps не са ясни. Първоначално появилите се планове за неограничени мобилни данни внезапно изчезнаха, а години по-късно се появиха отново. А подобен елемент на неяснота трябва да бъде отчетен при организационното планиране, включително при планове, свързани с BYOD правилата в компанията.

Обърнете внимание, че дейностите по 5G продължават да се развиват, дори в момента се провеждат няколко полеви изпитания. И макар че често тези експерименти се рекламират под обозначението 5G, това не са много ранни внедрявания, тъй като основните стандарти, да не говорим за необходимия хардуер и софтуер, все още не съществуват. Не се очаква наличност на 5G много преди периода 2020/2021 г., а критичната маса от надеждно покритие в големите населени центрове няма да има преди 2025 г. И не се страхувайте, ако 3G услугата започне да изчезва около 2025 г. 4G наличността трябва да е с много добро покритие поне до 2030 г. Следователно организациите имат достатъчно време да планират и завършат прехода към 5G, въпреки че производителите на мобилни устройства и операторите могат да предоставят стимули за по-бързо навлизане на пазара.

Предвид широкото разпространение на инициативите BYOD и фактът, че те ще продължат да бъдат доминиращият модел за снабдяване на организациите с мобилни устройства, повечето ИТ отдели в компаниите в крайна сметка ще трябва да отделят минимални усилия за ежедневното управление на еволюцията на крайните потребители до 5G. По-голямата част от работата тук трябва да бъде свързана с актуализиране на политиките за реимбурсиране на разходи за 5G планове и услуги.

Организациите обаче трябва да започнат да обмислят какво може да означава 5G за собствените им вътрешни операции. Точно както 802.11ac „счупи“ гигабитовата бариера и елиминира нуждата от кабелни розетки за всички, освен за няколко крайни потребители, 5G може да представлява окончателното „отрязване на кабела“ - за всички и навсякъде. Не забравяйте - 5G представлява замяна, а не добавяне на капацитет. И тъй като се очаква 5G да включи и Wi-Fi от сегашното поколение, организационните инвестиции в изграждащите мрежи не би трябвало да бъдат засегнати от появата на 5G. Поне няколко оператори ще навлязат в бизнеса с управлявани услуги, предлагайки на едно гише и WLAN, и WWAN и дори някои услуги с добавена стойност. Фиксираните бекхол връзки с голям капацитет и интерконект линиите също няма да бъдат повлияни от 5G, поне в обозримо бъдеще.

А по отношение на останалите ИТ инициативи като облаци, виртуализация и други, 5G би трябвало да е прозрачна, просто още една бърза връзка, т.е. 5G наистина ще е еволюционна крачка, а не революционна.

(13.10.2017)

КОМЕНТАРИ

Трябва да сте регистриран потребител, за да коментирате статията
"Какво е 5G? Безжична технология, изхвърляща кабелите"



    

© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997 - 2017 съгласно общи условия за ползване