Până în prezent, accentul industriei 5G a fost pus pe implementarea infrastructurii de bază, permițând o gamă limitată de servicii 5G. Acum, piața 5G este dominată de telefoane inteligente și de echipamente CPE (Customer Premises Equipment), cererea pentru o gamă mai largă de dispozitive fiind suprimată de gama restrânsă de servicii 5G oferite în acest moment. Totuși, pe măsură ce extinderea rețelei intră în următoarea fază, vor fi activate multe aplicații noi din mai multe sectoare, ceea ce va stimula inovarea la nivel de produs. În acest ultim articol analizăm impactul continuu al tehnologiei 5G asupra dezvoltării de noi produse.
Implementarea 5G se află încă în prima fază
Deși 5G este o tehnologie transformațională pentru rețelele mobile, această primă fază a implementării sale este mai degrabă evolutivă decât revoluționară. Majoritatea operatorilor de rețele mobile (MNO – Mobile Network Operators) sunt încă angajați în construirea infrastructurii 4G/LTE și trebuie să monetizeze rapid orice investiție în 5G, ceea ce presupune o abordare extrem de precisă.
Specificațiile 3GPP 5G New Radio Non-Standalone (5G NR NSA), Release 15, permit modernizarea infrastructurii 4G/LTE existente cu tehnologia avansată MIMO (Multiple-Inputs Multiple-Outputs) pentru a furniza servicii 5G, iar mulți operatori de rețele mobile au adoptat această abordare pentru a ajunge rapid pe piață. La sfârșitul lunii Mai 2021, aproximativ 443 de operatori MNO din 133 de țări investeau în 5G, (figura 1), dintre care 169 de operatori din 70 de țări lansaseră unul sau mai multe servicii 5G conforme cu standardul 3GPP.
Este posibil ca specificațiile ‘Release 15’ să fie la baza celor mai multe implementări actuale ale rețelelor, dar este larg acceptat faptul că adevărata promisiune a 5G va fi realizată doar prin implementarea tehnologiilor Release 16 și 17, inclusiv vitezele și debitele mai mari ale transmisiunilor mmWave.
Care sunt serviciile 5G și când vor apărea?
Figura 1: Până la 31/05/21, 443 de operatori de rețele mobile din 133 de țări investeau în 5G. (Sursa: GSMA)
Având în vedere necesitatea de a corela rapid veniturile 5G cu investițiile, majoritatea strategiilor de lansare ale operatorilor de rețele de telefonie mobilă se concentrează pe rezultatele cel mai ușor de obținut. Serviciile 5G în stratul de “capacitate și acoperire” sub 6 GHz pot fi lansate prin valorificarea infrastructurii 4G/LTE, permițând operatorilor MNO să vizeze piețele de bandă largă mobilă îmbunătățită (eMBB – enhanced mobile broadband) – oferind viteze mai mari consumatorilor și, de asemenea, IoT, care este în continuă expansiune.
LTE-M și NB-IoT, popularele protocoale LPWA (Low-Power-Wide Area), sunt acum integrate în versiunile 5G ale 3GPP, iar numărul rețelelor LPWA licențiate, furnizate de operatorii de rețele mobile, crește rapid. Transforma Insights, o firmă de cercetare în domeniul tehnologiei, estimează că numărul de conexiuni LPWA la nivel global va crește de la valoarea de 220 de milioane din 2019 la 4 miliarde până în 2030.
Accesul wireless fix 5G (FWA – Fixed Wireless Access) este o propunere atractivă pentru operatorii de rețele mobile, care utilizează spectrul de unde milimetrice pentru a oferi consumatorilor performanțe la nivel de fibră optică. Mulți operatori, inclusiv EE (o companie britanică, fostă Everything Everywhere) și Vodafone din Regatul Unit, oferă bandă largă la domiciliu în orașe selecționate, folosind 5G FWA.
Aplicații, precum fabrica inteligentă Industrie 4.0, necesită o bună acoperire în interior, ceea ce nu a fost niciodată o prioritate pentru operatorii de rețele mobile. Progresele în ceea ce privește inițiativa O-RAN, privind deschiderea rețelei de acces radio (RAN – Radio Access Network), au redus costul total de proprietate al acestei componente costisitoare a rețelei, motiv pentru care tot mai multe întreprinderi implementează tehnologia 5G în rețelele lor private, ceea ce duce la creșterea rețelelor non-publice 5G, (NPN).
Ce determină cererea de tehnologii 5G?
Figura 2: Telefoanele inteligente și dispozitivele FWA CPE reprezintă cea mai mare parte a dispozitivelor 5G actuale. (Sursa: GSA)
Pe măsură ce rețelele 5G sunt implementate, ecosistemul furnizorilor, impulsionat de cererea de pe piață, a depus eforturi susținute pentru a asigura disponibilitatea unei game largi de dispozitive 5G. Potrivit Asociației globale a furnizorilor de telefonie mobilă, (GSA – Global Mobile Suppliers Association), la sfârșitul lunii mai 2021, 822 de dispozitive 5G diferite erau anunțate sau lansate de aproximativ 128 de furnizori diferiți. În mod deloc surprinzător, aceste lansări au fost dominate de telefoanele inteligente și de dispozitivele FWA CPE, figura 2, modulele RF și routerele industriale reprezentând cea mai mare parte din restul dispozitivelor.
În conformitate cu strategia de implementare a operatorilor de rețele mobile, majoritatea acestor dispozitive suportă frecvențele sub 6 GHz, dar apare un număr tot mai mare de produse în benzile mmWave între 26,5 GHz și 40 GHz.
Numărul de dispozitive care suportă automobilul conectat este încă relativ mic, dar este de așteptat ca această proporție să crească pe măsură ce sectorul va continua să se dezvolte. Se preconizează, de asemenea, o creștere a cererii de module RF, cuprinzând transceivere baseband, module front-end și modemuri 5G, determinată de creșterea numărului de aplicații M2M (machine-to-machine) și IoT.
Pe măsură ce industria implementează tehnologiile Release 16 și 17, investițiile în rețelele SA (stand-alone) sunt în creștere, creând cerințe pentru o varietate de componente de infrastructură, de la sisteme de antene avansate (AAS – Advanced Antenna Systems), la cabluri și conectori. Vor fi necesare, de asemenea, echipamente de testare specializate, cum ar fi sisteme de măsurare a antenelor și camere anecoice capabile să suporte frecvențele înalte, mmWave, ale 5G.
Concluzie
Până în prezent, cea mai mare parte a implementării rețelelor 5G a vizat actualizarea tehnologiilor 4G/LTE la tehnologiile 5G NR NSA, ceea ce a permis lansarea unei game limitate de servicii 5G. Cu toate acestea, adevăratul potențial al 5G se bazează pe implementarea tehnologiilor Release 16 și 17. Aplicații precum mașina autonomă și multe cazuri de utilizare a fabricii inteligente se vor dezvolta doar atunci când vor avea acces la următorul nivel de performanță a rețelei. Primul val de lansare a 5G a fost relativ prudent, nefiind ajutat de impactul pandemiei mondiale. Pe măsură ce economiile lumii își revin după acest șoc, al doilea val de introducere a rețelelor 5G va accelera nevoia unui spectru larg de dispozitive.
Pentru mai multe informații despre 5G, vizitați site-ul “Empowering Innovation Together” al Mouser; https://www.mouser.com/empowering-innovation/5G.
Autor:
Mark Patrick
Mouser Electronics
Authorised Distributor
www.mouser.com
Urmărește-ne pe Twitter