Met 5G komen verschillende (nieuwe) technieken in beeld die nodig zijn om toepassingen die de nieuwe mobiele netwerktechnologie brengt, mogelijk te maken. Naast snelle internetverbindingen voor mobiele apparaten, kunnen nieuwe technieken evenementen via VR of AR realistischer worden beleefd, het wegverkeer beter gereguleerd en het Internet of Things op massale schaal geïmplementeerd.
Introductie van 5G
5G is de afkorting van “5th Generation”, de naam voor de volgende generatie van mobiele cellulaire netwerken.
- 1G-netwerken brachten ons de eerste mobiele telefoons
- 2G-netwerken maakten sms mogelijk
- 3G-netwerken introduceerden voor het eerst mobiel internet.
- Momenteel is 4G in gebruik, dat sinds 2009 wereldwijd wordt toegepast.
- 4G LTE (Long Term Evolution) is de nieuwste versie van 4G die een downloadsnelheid tot ongeveer 200 Mbps mogelijk maakt.
De 4G-netwerken hebben echter bijna de grens van hun mogelijkheden bereikt in een tijd waarin gebruikers nog meer data en hogere snelheden voor hun mobiele telefoons en andere apparaten willen.
5G vereist nieuwe netwerktechnologie
Daarom is er dringend behoefte aan een nieuw type netwerktechnologie dat hogere snelheden kan bieden en meer gegevens kan overbrengen naar meer gebruikers.
Technisch gesproken wordt ‘5G’ alleen gedefinieerd als een reeks normen – zoals latency, dichtheid van de netwerkverbinding en data-overdrachtssnelheid – die de volgende generatie mobiele netwerken moet kunnen bereiken. Zodra aan deze normen kan worden voldaan, moet 5G tot 1000 keer meer verkeer aankunnen dan de huidige netwerken, en tot 10 keer sneller zijn dan 4G LTE.
5G maakt toepassingen op grote schaal mogelijk
Om aan deze normen te kunnen voldoen, zullen verschillende nieuwe technologieën nodig zijn. Om een enorme toename van het aantal online-apparaten te ondersteunen, zal bijvoorbeeld een nieuwe band in het radiofrequentiespectrum (tussen 30 en 300 GHz) worden opengesteld voor gebruik.
Deze band van radiofrequenties bestaat echter uit ‘millimetergolven’ die gemakkelijker door gebouwen worden geblokkeerd, en door planten en regen worden geabsorbeerd. Daarom zullen duizenden kleine basisstations (‘small cell technology’) moeten worden geïnstalleerd, die een relay-team vormen om signalen om obstakels heen te zenden.
Multi-access Edge Computing-technologie (MEC)
Om de latency-eisen van 5G te ondersteunen, zal op grote schaal Edge Computing-technologie in mobiele netwerken moeten worden geïmplementeerd, zodat de gegevens die de gebruiker nodig heeft (zoals een streaming video), fysiek dichter bij de gebruiker kunnen bestaan. Onder Edge Computing wordt in het algemeen de snelle dataverwerking aan de rand van een (bedrijfs)netwerk verstaan – vandaar de naam edge. Multi-access Edge Computing (MEC), ook bekend als Mobile Edge Computing, is de implementatie voor mobiele netwerken. Hiermee kan populaire content zoals films, videogames, VR en AR-toepassingen en andere multimedia-inhoud dichter bij de gebruiker in het netwerk worden geplaatst, waardoor de latentie- en bandbreedtevereisten worden verminderd.
Live VR-experience met eMBB
Wanneer de meeste mensen aan “5G” denken, denken ze aan eMBB (Enhanced Mobile Broadband), dat bliksemsnelle data-upload-/downloadsnelheden op hun mobiele telefoons mogelijk zal maken. 5G heeft echter ook andere toepassingsgebieden. Doordat eMBB een ultrahoge draadloze bandbreedte met een lage latency kan leveren, kan het worden gebruikt om een grote groep mensen volledig onder te dompelen in 8K video of een 360 VR-experience.
Deze hoge bandbreedte toepassingen zullen zeer gevoelig zijn voor netwerkprestaties, waarbij elke onderbreking een negatieve impact zal hebben op de gebruikerservaring.
Het antwoord op deze problemen kan liggen in het bouwen van een lokale edge cloud (MEC), ingezet op GIGABYTE’s serverhardware. Hiermee kan 360-graden 8K-video worden verwerkt en opgeslagen, zowel logisch als fysiek lokaal bij de locatie.
Het netwerk kan dataverkeer binnen de locatie routen, waardoor de vertraging en de kosten die gepaard gaan met backhaul over het netwerk worden vermeden. Bovendien biedt een lokaal gebaseerd MEC SON-functionaliteit (Self Organizing Network) om de servicekwaliteit verder te verbeteren.
Volledig zelfrijdende auto’s in URLLC netwerk
Bij volledig geautomatiseerd rijden hebben voertuigen veel informatie nodig, die zij ontvangen van de infrastructuur langs de weg of van andere voertuigen. Inhalen, botsingen vermijden of in file rijden, reageren op hulpdiensten en waarschuwingssignalen en uitzonderingssituaties; al deze toepassingen vereisen een zeer hoge mate van betrouwbaarheid en snelheid die alleen een URLLC-communicatienetwerk kan garanderen. Dit is een nieuwe categorie binnen de 5G-service.
Implementatie van 5G technologie voor IoT
Een andere reeks genaamd Massive Machine Type Communications (mMTC) definieert de mogelijkheden van een cellulair netwerk om een zeer groot aantal apparaten in een klein gebied te ondersteunen, die slechts sporadisch data mogen verzenden. mMTC zal het mogelijk maken dat de IoT (Internet of Things) use cases op massale schaal kunnen worden geïmplementeerd – voor intelligente fabrieksautomatisering, slimme huizen en slimme steden.
Welke technieken kunnen helpen?
Om 5G-technologieën te implementeren, zullen cellulaire netwerkoperatoren hun volledige front- tot back-end netwerktopologie moeten upgraden, wat extreem duur kan zijn. Als we bijvoorbeeld alleen kijken naar de front-end RAN-infrastructuur (Radio Access Network), zal het aantal basisstations dat nodig is voor de implementatie van 5G vier keer zo hoog zijn als in het verleden, en zullen de bouwkosten 10 tot 20 keer hoger zijn dan die van de 4G-periode.
GIGABYTE heeft samen met ITRI een oplossing ontwikkeld voor kostenverlaging en snellere implementatie van de back-end van een nieuw 5G-netwerk (van de edge tot de cloud): een Intelligent Mobile Edge Computing-platform dat de bandbreedtevereisten voor mobiele backhaul kan minimaliseren en een edge cloud-platform met ultralage latency kan bieden.
De combinatie van GIGABYTE-servers en netwerk- & cloudvirtualisatietechnologie kan dure bedrijfseigen hardware en software vervangen, zodat operators de volgende generatie mobiele netwerken snel en kosteneffectief kunnen implementeren.
