Industria va câștiga în mod semnificativ în urma implementării 5G. Aducerea comunicațiilor celulare către procesele industriale va permite comunicarea M2M să devină impecabilă, nu doar în cadrul uzinei, ci între mai multe fabrici.
După mulți ani de publicitate intensivă și așteptări, 2019 va fi recunoscut drept anul în care serviciile 5G au început să fie lansate la nivel global. Acest articol analizează tehnologiile cheie care vor susține performanța rețelei 5G și unele dintre provocările care urmează, deoarece operatorii din întreaga lume încep să beneficieze de rețele 5G.
Figura 1: Tendința de creștere globală în zona conexiunilor 5G (Sursă: CCS Insight)
Aplicații emergente, cum ar fi realitatea augmentată (AR), vehiculele autonome și explozia Internetului Lucrurilor (IoT), determină o cerere fără precedent pentru lățimea de bandă mobilă la scară globală. În fața acestei creșteri uriașe a cererii, rețelele actuale 4G/LTE vor atinge curând capacitatea totală, pe lângă faptul că aceste tehnologii nu oferă nivelurile de performanță a rețelei – viteză și latență – cerute de multe dintre noile aplicații.
Implementarea întregii game de capacități 5G are nevoie de investiții semnificative din partea operatorilor, necesitând un echilibru dificil, deoarece banii necesari trebuie găsiți înainte de a apărea veniturile în urma implementării 5G. În același timp, mulți operatori construiesc în continuare rețele 4G/LTE, în timp ce mulți văd că veniturile scad pe măsură ce serviciile existente devin utilizate pe scară largă.
Figura 2: Cerințele de performanță 5G (Sursă: NGMN 5G White Paper)
Calea către profitabilitatea 5G, prin urmare, necesită un plan strategic, ținând cont de factori precum evoluția tehnologică, cea a reglementării și, desigur, oportunitățile de piață locale/regionale. Operatorii își adaptează planurile de implementare pentru a-și echilibra investițiile cu fluxurile de venituri din 5G. Deși pe termen scurt, desfășurarea 5G poate reprezenta provocări pentru operatorii de telefonie mobilă, cererea pieței și oportunitățile aferente conduc la o accelerare a planurilor globale de derulare. Dintr-un început ce părea lent la sfârșitul anului 2018, trecerea la tehnologia 5G va fi mai rapidă decât oricare altă tehnologie de comunicare mobilă până acum. CCS Insight, o companie de cercetare de piață din Marea Britanie prognozează că, până în 2025, conexiunile 5G globale vor ajunge la 2,7 miliarde (Figura 1).
Totuși, în termeni de Serviciu 5G, acoperă un spectru larg de capabilități de rețea, după cum se poate observa din specificațiile Uniunii Internaționale a Telecomunicațiilor (ITU), IMT2020 (Figura 2).
Pentru a răspunde acestor cerințe, operatorii trebuie să asigure investiții puternice în toate domeniile de rețea, incluzând aici spectru, infrastructură rețea cu acces radio (RAN), transmisie și rețele nucleu. În conformitate cu un studiu efectuat în una dintre țările europene de către consultantul de management McKinsey & Company, cheltuielile de capital ar trebui să crească cu 60% în perioada dintre 2020 și 2025, conducând la o dublare aproximativă a costului total de proprietate.
Regulamente și factori tehnici
Precum în cazul oricărei tehnologii de rețea, disponibilitatea spectrului este un element cheie al 5G, care va face uz de frecvențe de la 0.4 GHz până la frecvențe în zona undelor milimetrice (mmWave) la 30GHz și mai mult. Capabilitățile oferite de serviciile 5G vor fi bazate pe frecvențele de transmisie utilizate, cu, „Sfântul Graal“ de viteze rapide și lățime mare de bandă, permis de tehnologiile de rețea mmWave.
Proiectarea și implementarea de rețele mmWave sunt provocări atât de natură tehnică, dar și de natură economică. Sunt necesare amplificatoare RF inovative de joasă putere, care să poată opera eficient la aceste frecvențe, iar caracteristicile de transmisie ale semnalelor la aceste frecvențe necesită o densitate masivă a rețelelor.
Recunoscând aceste provocări, 3GPP, organismul la nivel mondial responsabil pentru dezvoltarea standardelor 5G, s-a concentrat în prima apariție referitoare la 5G pe tehnologia 5G NR NSA (non-Stand-Alone). Aceasta permite operatorilor să păstreze infrastructura existentă 4G/LTE pentru a oferi servicii prin upgrade cu tehnologie MIMO.
La o privire asupra planurilor de evoluție din întreaga lume, s-ar sugera că majoritatea operatorilor respectă această abordare, așa cum este ilustrat de eșantionul rezumat în Tabelul 1. Cu excepția AT&T și Verizon, care își folosesc spectrul mmWave pentru a oferi acasă bandă largă serviciilor din orașele vizate, majoritatea celorlalți operatori par să se concentreze inițial pe frecvențele sub-6 GHz „mid range”, așa-numitul „punct dulce” pentru MIMO. Acești operatori se concentrează inițial pe ofertele consumatorilor, care lucrează cu producătorii de dispozitive mobile pentru a oferi viteze de descărcare mai rapide.
Tabel 1: Planuri de lansare
Acestea sunt strategii pe termen scurt până la mediu, care permit intrarea timpurie pe piață și realizarea veniturilor, în timp ce se întârzie investițiile necesare pentru construirea infrastructurii complete 5G. Cu toate acestea, chiar dacă în prezent multe țări operează cu spectrul din gama medie, aceasta este o resursă finită și, în cele din urmă, va fi epuizată, până în 2025, potrivit McKinsey.
Două evenimente din 2019 sunt susceptibile să declanșeze următorul val de licitații spectrale și investiții în rețele 5G: finalizarea alocărilor de frecvențe pentru 5G de către UIT, precum și lansarea noii versiuni (16) a specificațiilor 5G.
Adevăratele oportunități cu privire la venituri vor apărea totuși atunci când capabilitățile 5G vor descătușa numeroase aplicații aflate în așteptare. 5G va permite digitalizarea în numeroase industrii precum: agricultură, retail, auto, fabricație, energie și utilități, conducând, conform unui studiu recent al Ericsson și A.D. Little, la creșteri ale veniturilor de până la 36% până în 2026.
Este totuși de la sine înțeles că deblocarea acestor venituri se poate face doar cu investiție în următorul nivel de rețele 5G. Vehiculele autonome și robotică în cloud, de exemplu, vor necesita nivele de latență ce pot fi atinse numai prin implementarea pe scară largă de sisteme de calcul de margine. Pe de altă parte, realizarea de aplicații de orașe inteligente, cu implicarea a mii de senzori într-o arie geografică compactă va necesita rețele mai dense.
Operatorii și producătorii de echipamente din industria de telecomunicații se aliniază deja singuri, formând ecosisteme ce se adresează cerințelor emergente. De exemplu, asociația 5GAA s-a dezvoltat pentru a asigura că cerințele din piața automobilelor autonome sunt prinse în specificațiile 5G. Similar, OneM2M dorește să creeze standarde și soluții pentru tehnologiile emergente Machine-to-Machine și IoT. Jucătorii de succes vor trebui să supraviețuiască într-un ecosistem de complexitate crescută. Pentru a beneficia de avantajele digitalizării industriale, operatorii trebuie să clădească parteneriate cu specialiști din industrie, dezvoltatori de aplicații și integratori de sisteme.
Deci, ce furnizează 5G, iar 4G nu?
Ce spuneți despre descărcarea întregului set de filme Harry Potter în 29 de secunde (3.6 secunde pe film)? Sau despre o latență de 1ms, aproape de timp real, prin comparație cu o clipire din ochi, ce ia 100ms? Cu un număr de dispozitive cunoscute în continuă evoluție, 5G permite o creștere masivă. Standardul IMT2020 stabilește o valoare de 1 milion de dispozitive conectate pe 1km2 prin comparație cu standardul 4G LPWA cu un număr de 60,680 de dispozitive.
Dezvoltarea de mașini fără șofer/vehicule autonome este de așteptat să crească semnificativ. Imaginați-vă doar că o mașină fără șofer va fi mai pregătită să facă față oricărei probleme prezente pe traseu, mai bine de cât veți fi dvs. vreodată. Rețineți că o latență de mai puțin de 1ms este aproape de timp real. Campionul de Formula 1, Lewis Hamilton are un timp de reacție de 200ms, iar cele mai bune rezultate ale unui om mediu sunt între 0.7 și 3 secunde, iar aceste 3 secunde înseamnă de 3000 de ori mai lent în reacție.
Nu numai că mașinile vor putea fi mai sigure, ci vor fi dotate cu o matrice de senzori care pot monitoriza și partaja informații fără probleme. De exemplu, să presupunem că stați în trafic, întrebându-vă de ce este blocaj, iar mașina poate accesa camerele mașinilor din față pentru a vă oferi un răspuns în timp real asupra situației. Sau senzorul de la roată poate indica o vibrație excesivă, indicând necesitatea de a face o verificare. De asemenea, în caz de aglomerație, mașina poate sugera rute alternative.
Serviciile 5G au început să fie disponibile în numeroase țări, dar, pentru cea mai mare parte sunt oferite prin rețele LTE îmbunătățite, utilizând spectrul de gamă medie de sub 6 GHz. În vreme ce aceste servicii permit operatorilor să demonstreze capabilitatea 5G, oportunitățile reale vor putea fi activate numai atunci când va exista funcționalitate completă 5G, necesitând investiții semnificative. Pentru a beneficia de avantajele prezise ale digitalizării industriale, operatorii vor trebui să își stabilească cu atenție investițiile și să lucreze în ecosisteme complexe pentru a accesa segmentele de piață alese. 2019 a fost un an în care 5G a devenit realitate, dar majoritatea dintre noi vom simți această prezență în anii 2020 -2021.
Autor: Bogdan Grămescu
