Chiarimenti: I 10 principali malintesi sul 5G

Le comunicazioni mobili hanno cambiato profondamente la vita delle persone. Per far fronte alla crescita esplosiva del traffico dati mobile, alle connessioni massicce dei dispositivi e all'emergere di vari nuovi servizi e scenari applicativi in futuro, il sistema di comunicazione mobile di quinta generazione (5G) è emerso come richiesto dai tempi. Il 5G penetrerà in tutte le aree della società futura e costruirà un ecosistema informativo completo incentrato sugli utenti.

Al giorno d'oggi, il concetto di 5G è in pieno fermento e Internet è pieno di articoli incentrati sul 5G. Avete frainteso molte voci esagerate e allarmistiche? Oggi, questo articolo vi chiarirà tutto!

Equivoco 1: il 5G è una rivoluzione che sostituirà il 4G

Il 5G iniziale è stato distribuito in modalità NSA, che si basava sul 4G esistente per espandere la capacità e la copertura della rete. Il 5G iniziale è molto simile al 4G e la distribuzione della rete utilizza principalmente le risorse della stazione base 4G esistente. Il processo di evoluzione dal 4G al 5G è fluido.

Infatti, indipendentemente dal modello di distribuzione NSA o SA, il 4G continuerà a fornire servizi voce, dati e IoT per molto tempo, coesistendo con le reti 5G.

Per quanto riguarda la frase "il 5G cambia la società" di cui si parla abitualmente, ci vorrà del tempo prima che il 5G abbia un impatto rivoluzionario e su larga scala sulla società.

Mito 2: il 5G sostituirà il Wi-Fi

Negli ultimi 20 anni, le reti cellulari e il Wi-Fi si sono spostati dall'esterno all'interno e dall'interno all'esterno. Le due tecnologie si completano a vicenda e condividono il traffico wireless. Con l'evoluzione delle reti cellulari dal 4G al 5G, anche la tecnologia Wi-Fi si sta evolvendo di pari passo.

È più difficile che i segnali ad alta banda 5G penetrino negli ambienti interni e la copertura indoor è carente. Di fronte alla crescita dei servizi video e dell'Internet degli oggetti, il mondo avrà ancora bisogno del Wi-Fi per integrare la copertura e la capacità. Il 5G non sostituisce il Wi-Fi, ma i due sistemi lavorano insieme per espandere la scala dell'ecosistema wireless.

Equivoco 3: il 5G richiede grandi investimenti e tariffe costose

Dal punto di vista della scala del singolo sito, l'uso precoce delle stazioni base 4G e delle risorse di supporto per la distribuzione in co-sito del 5G può far risparmiare notevolmente i costi di investimento.

Di solito si pensa che "gli investimenti per il 5G sono ingenti" perché il 5G richiede un nuovo utilizzo di bande di frequenza più elevate e la costruzione di un maggior numero di piccole stazioni base, il che comporta un aumento degli investimenti complessivi. Ma questo non può essere generalizzato. Per un'analisi dettagliata dipende dal piano di implementazione specifico dell'operatore, di cui parleremo nei capitoli successivi.

Per quanto riguarda la questione delle tariffe del 5G, sarà sicuramente più economico del 4G, perché l'efficienza dello spettro del 5G è raddoppiata e il costo per BIT è diminuito esponenzialmente. Con la tendenza a una feroce guerra dei prezzi, le tariffe diventeranno inevitabilmente sempre più convenienti.

Allo stesso tempo, poiché la suddivisione della rete 5G consente scenari applicativi diversificati della banda larga mobile e dell'Internet delle cose, le future tariffe 5G non si baseranno mai su un'unica tariffa per il traffico, ma su standard tariffari diversificati basati su "experience first". All'inizio del 4G, c'era la preoccupazione di "una suite per notte" per il traffico.

Mito 4: il 5G richiede nuove bande di frequenza

È possibile utilizzare nuove bande di frequenza per costruire il 5G, ma nessuno impedisce di riarmare le bande di frequenza 2/3/4G o di utilizzare le bande di frequenza esistenti per costruire il 5G.

Nella versione R15, il 5G NR definisce più bande di frequenza, da 6GHz a onde millimetriche, come mostrato di seguito:

Tra queste, alcune sono nuove bande di frequenza introdotte dal 5G e altre sono vecchie bande di frequenza LTE, in modo che il 5G non sia limitato dalle risorse dello spettro e possa essere distribuito in bande di frequenza basse, medie e alte.

Ad esempio, China Mobile e Sprint negli Stati Uniti stanno distribuendo il 5G a 2,6GHz, utilizzando la banda di frequenza LTE originale n41; mentre T-mobile negli Stati Uniti prevede di distribuire il 5G a 600MHz, utilizzando la banda di frequenza LTE originale n71.

Equivoco 5: il 5G richiede un'ampia larghezza di banda del canale

Quando si parla di 5G, si pensa a "grande larghezza di banda e alta velocità". Tuttavia, il 5G ha un design flessibile del livello fisico che supporta larghezze di banda di canale da 5MHz a 100MHz (banda di onde millimetriche 400MHz).

In altre parole, gli operatori dispongono di una larghezza di banda di frequenza di soli 5 MHz e possono teoricamente costruire reti 5G. Ad esempio, Dish negli Stati Uniti prevede di utilizzare la banda stretta per costruire una rete NB-IoT e poi evolvere verso il 5G IoT per concentrarsi sulle attività IoT.

Facciamo qualche calcolo teorico. La larghezza di banda minima del canale 4G LTE è di 1,4 MHz, mentre la larghezza di banda minima supportata dal 5G è di 5 MHz. Se un operatore dispone di una larghezza di banda di soli 6,4 MHz, può teoricamente costruire una rete 4G e una rete 4G attraverso una rete non autonoma (NSA). Rete 5G a doppia connessione.

Equivoco 6: il 5G richiede il MIMO massivo

Il Massive MIMO può migliorare significativamente l'efficienza spettrale, la capacità e la copertura, ma ha anche le sue sfide, soprattutto: l'antenna sarà più grande e più pesante, la torre potrebbe non essere in grado di sopportare il carico e saranno necessari aggiornamenti di potenza e di backhaul. È applicabile Per alcuni siti, non è economico distribuire il Massive MIMO in tutti i siti.

Di solito, il livello di copertura a banda bassa utilizza 4T4R, il livello di capacità a banda media utilizza 8T8R o 64T64R e la banda alta a onde millimetriche utilizza 128*128 o un ordine superiore di Massive MIMO.

Equivoco 7: il 5G è solo una piccola stazione base

Perché il 5G ha bisogno di piccole stazioni base? Poiché le bande di frequenza più elevate comportano una minore copertura del segnale wireless, è necessario costruire più stazioni base.

Tuttavia, poiché il 5G non è limitato alle risorse dello spettro e può essere distribuito in bande di frequenza basse, medie e alte, significa che il 5G ha stazioni base macro e stazioni base piccole, ma il 5G non può essere equiparato alle stazioni base piccole.

Di solito, quando gli operatori considerano la copertura 5G completa, utilizzano le bande a bassa frequenza come strato di copertura, le bande a media frequenza come strato di capacità e le bande ad alta frequenza a onde millimetriche come strato ad alta capacità (hot spot).

Come si può vedere dalla figura precedente, il livello di copertura è ancora costituito da stazioni macro e le stazioni di base piccole/micro non sono distribuite sull'intera rete. Naturalmente, gli operatori non sono così stupidi. Costa molto distribuire così tante stazioni di base piccole/micro.

Mito 8: La latenza della rete 5G è inferiore a 1 millisecondo

A volte, il ritardo si riferisce al tempo necessario a un pacchetto di dati per essere ricevuto dall'estremità di invio. In parole povere, è la metà del ritardo di Ping, detto anche ritardo unidirezionale.

A volte, la latenza si riferisce al tempo di andata e ritorno della trasmissione dei pacchetti, che è lo stesso della latenza del ping.

Nel 3GPP e nell'ITU vengono definiti anche il ritardo del piano di controllo e il ritardo del piano utente. Il ritardo del piano di controllo si riferisce al tempo di transizione dallo stato di inattività allo stato di connessione; il ritardo del piano utente si riferisce al ritardo unidirezionale della trasmissione dei pacchetti del livello IP.

Nei diversi scenari applicativi, anche i requisiti di latenza del 5G sono diversi. Nello scenario eMBB, il ritardo del piano utente 5G NR (one-way) è di 4 ms; nello scenario URLLC, il ritardo del piano utente 5G NR (one-way) è di 0,5 ms; il ritardo del piano di controllo è di 10 ms.

Il 5G a bassa latenza è solo per un'ampia gamma di applicazioni 5G in futuro. Ad esempio, i requisiti di latenza per VR/AR sono di 7-12 ms e quelli per i bracci dei robot industriali di 1-10 ms.

Equivoco 9: la guida autonoma richiede il 5G

Il fatto che la guida autonoma richieda il 5G dipende da quale sia il suo livello.

La guida autonoma è suddivisa in 5 livelli (L1-L5), da "mani libere" a "occhi liberi" fino alla guida senza conducente.

Se da L1 a L4 la guida autonoma può raccogliere dati attraverso sensori locali come telecamere, radar e lidar per ottenere un processo decisionale e di controllo locale, nella fase di guida autonoma L5 è necessario utilizzare la comunicazione di rete per ampliare il raggio di rilevamento e compensare la mancanza di percezione dei sensori locali. Capacità di prendere decisioni sicure 100%.

In parole povere, il sistema di rilevamento locale consente all'auto di "vedere sei direzioni", ma la guida autonoma richiede anche la comunicazione in rete per "sentire tutte le direzioni".

Equivoco 10: i protagonisti del 5G sono solo operatori e produttori di apparecchiature

Nell'era dell'Internet mobile 4G, gli attori della catena industriale sono principalmente gli operatori, i fornitori di apparecchiature, i venditori di telefoni cellulari e le società Internet. Tuttavia, il 5G definisce tre principali scenari applicativi: eMBB (enhanced mobile broadband), URLLC (ultra-high reliability and ultra-low latency) e mMTC (large-scale machine connection), destinati a tutti i settori, tra cui automobili, agricoltura, produzione, salute e assistenza medica. Pertanto, diciamo che "il 4G cambia la vita e il 5G cambia la società". L'intero settore deve promuovere insieme il nuovo futuro del 5G.