INNSIKT: 5G

Dette bør du vite om 5G – neste generasjon mobilnett

Rå hastighet er ikke den viktigste årsaken til at bransjen ivrer etter å få 5G på lufta.

5G vil gi høyere hastigheter, lavere forsinkelse og mulighet for enda flere tilkoblede enheter på samme areal.
5G vil gi høyere hastigheter, lavere forsinkelse og mulighet for enda flere tilkoblede enheter på samme areal. (Foto: Ericsson)

Rå hastighet er ikke den viktigste årsaken til at bransjen ivrer etter å få 5G på lufta.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

Operatørene har allerede begynt å teste ut morgendagens 5G-nett, hvor ytelsen ifølge Telenor typisk vil ligge på rundt 10 gigabit i sekundet (Gbit/s) per tilkobling. Det er imidlertid ikke rå overføringshastighet som er den viktigste grunnen til at 5G kommer til å bli viktig de neste årene.

Hva er 5G – og hva er forskjellen fra 4G og det som kalles 4,5G? I denne artikkelen skal vi gi deg et overblikk.

Dette er noen av de viktigste fordelene 5G vil gi:

Vi skal komme nærmere inn på disse tingene etter hvert, og starter med det som til nå har vært det som har opptatt «folk flest», nemlig høyere overføringshastigheter. 

Høyere hastighet

Overføringshastigheten i de norske mobilnettene er kanskje ikke lenger det største problemet for folk flest, men vi snakker likevel om ganske heftig ytelsesøkning når 5G-nettet er bygget ut.

Det vi i dag kaller 4G er basert på teknologien LTE – Long Term Evolution. Så har det det kommet videreutviklinger av dette, som 4G+ og 4G++. Dette er basert på LTE Advanced og bruker en teknologi som kalles «carrier aggregation» for å slå sammen flere ulike frekvensbånd slik at man på den måten kan overføre data med høyere hastigheter. Her oppnås i dag typisk hastigheter på opptil 450 Mbit/s.

Det er også enda raskere hastigheter på vei, gjennom det som kalles 4,5G – eller LTE Advanced Pro. Her støttes hastigheter på opptil 1 Gbit/s. Brikkeprodusenten Qualcomm lanserte for øvrig i februar et LTE-modem som støtter LTE kategori 20, hvor ressurser fra fem ulike frekvensbånd samles. Det skal gi en overføringshastighet på opptil 2 Gbit/s. 

Telenor har ellers demonstrert det de kaller «Gigabit LTE» i sitt besøkssenter på Fornebu, og sier de bygger dette inn i sitt eksisterende 4G-nett som et pilotprosjekt.

Med 5G vil overføringshastigheten øke fra dagens maksimale 1 Gbit/s til rundt 10 Gbit/s.

Høyere overføringshastigheter vil kunne få betydning for blant annet muligheten til å strømme video i høy kvalitet (4K/8K), samt til bruksområder som utvidet virkelighet (AR) og virtuell virkelighet (VR). 

Mindre forsinkelse (latency)

En av de viktigste grunnene til at 5G er viktig for bransjen, er ikke rå hastighet – men det faktum at 5G vil gi langt mindre forsinkelse (latency, eller «ping-tid» om du vil). 

5G vil gi ned mot 1 ms forsinkelse, 10 Gbit/s overføringshastighet og 1.000.000 tilkoblinger per kvadratkilometer. Foto: Telenor

I 4G-nettet har du typisk 30-50 ms (millisekunder) forsinkelse, mens du kommer ned i 10-20 ms med de nyeste variantene av 4G – det som gjerne kalles 4,5G. 

Med 5G vil man komme ned i 1 ms forsinkelse, kanskje lavere. Det betyr at forsinkelsen i et vanlig 4G-nett er fra 30-50 ganger større.

Det gir muligheter for å bruke mobilnettet til mange ting som ikke har vært mulig hittil. Ytelsen vil bli sammenlignbar med det vi er vant med fra fiberbaserte bredbåndsforbindelser – ikke bare på overføringshastighet, men også når det gjelder forsinkelse.

Lav forsinkelse er nyttig i mange sammenhenger. Ett eksempel er å kunne levere sanntids trafikkinformasjon til selvkjørende biler, nye bruksområder innenfor virtuell og utvidet virkelighet, samt det som kalles «taktilt internett». Det vil gjøre det mulig med for eksempel fjernkirurgi over mobilnettet – der en kirurg kan sitte for eksempel i London og operere på en pasient i Oslo, via en robot. Kirurgen vil kunne føle når skalpellen skjærer i pasienten. Forsinkelsen er så liten at det føles som sanntid. 

Professor Mischa Dohler ved King’s College i London forsker på 5G, og under et 5G-seminar i regi av Telenor nylig kunne han fortelle om hvordan 5G kan brukes til det han kaller «synkronisert virkelighet». Dette henger igjen sammen med det han kaller «Internet of skills», hvor man takket være mulighetene i 5G kan overføre ferdigheter fra ett sted til et annet.

Professor Mischa Dohler ved King’s College i London. Foto: Håvard Fossen, Insidetelecom.no

– Med 5G kan vi bringe sammen fagmiljøer fra hele verden til sanntidsprosjekter, sa Dohler.

Som eksempler på Internet of skills nevner han for eksempel at skuespillere kan opptre på en scene, mens musikerne sitter et helt annet sted i verden og vises på en skjerm – slik at det ser ut som om de opptrer sammen. Normalt ville dette ikke fungert optimalt, på grunn av forsinkelsen.

Den nevnte kirurgen som kan sitte hvor som helst i verden og operere på pasienter er for øvrig også et eksempel på internet of skills. Et annet eksempel kan være at en som er flink til å tegne eller til å spille piano kan lære opp mennesker andre steder i verden. 

Det er imidlertid ett problem – og det er at hvis avstandene blir veldig store (som mellom USA og Europa), så vil forsinkelsen likevel kunne bli såpass stor at man ikke lenger kan regne det som «sanntid». En løsning på dette er å la være å komprimere deler av trafikken, samtidig som man bruker kunstig intelligens til å forutse hvilke data som kommer. 

– 1 prosent av verdens trafikk i morgen vil være sanntidstrafikk, det er ikke tid til å komprimere dette, sa Dohler. Dette vil ifølge Dohler kunne føre til en kraftig økning i båndbreddebehovet i fremtidens nett. 

Mange flere enheter tilkoblet nettet 

Med 5G vil basestasjonene måtte stå tettere, det vil si at «cellestørrelsen» i mobilnettet blir mindre. Ifølge Dohler har reduksjon i cellestørrelse gitt en økning i den trådløse kapasiteten på hele 1600 ganger de siste tiårene, mens tilgang på mer spektrum og bruk av ny teknologi har stått for en vesentlig mindre del av kapasitetsøkningen.

Teknisk direktør Ruza Sabanovic i Telenor. Foto: Håvard Fossen, Inside Telecom

Ifølge et lysbilde teknisk direktør Ruza Sabanovic i Telenor viste frem, har man med 4G rundt 10.000 mobiltilkoblinger per kvadratkilometer, mens man klarer fra 50.000 – 150.000 tilkoblinger med 4,5G. Med 5G vil det være mulig med opptil 1 million tilkoblinger per kvadratkilometer.

Selv om det vil koste penger å bygge ut 5G-nettet, mener Dohler at det kan bli billigere å bygge ut dette enn det var å bygge ut 4G-nettet.

Mye av utbyggingen kan skje ved hjelp av minibasestasjoner kalt småceller. Siden mye av infrastrukturen, som fiber og master, er på plass allerede vil småcellene kunne plasseres ut i den eksisterende infrastrukturen. 

Ny antenneteknologi vil også gjøre det mulig å øke antallet tilkoblinger i hver celle. En teknologi som vil bli viktig når 5G-nettene skal bygges, er det som kalles massiv MIMO. MIMO står for Multiple input, multiple output, og er en teknologi som er i utstrakt bruk innenfor trådløs kommunikasjon – som i mobilnett eller i wifi-nett. 

Minibasestasjoner kalt småceller tar liten plass og kan plasseres nesten overalt. Som denne basestasjonen fra Ericsson som kan monteres på en strøm- eller fiberkabel i luften. Foto: Ericsson

MIMO øker ytelsen ved å bruke flere smarte sendere, mottakere og antenner – og ved å kombinere flere datastrømmer som kommer fra ulike retninger og til ulike tidspunkter. Teknologien utnytter et fenomen som kalles multipath, som innebærer at når et radiosignal sendes ut så vil det reflekteres fra tak, vegger og ulike gjenstander og deretter komme til mottakerantennen fra flere ulike retninger og vinkler. Siden signalet reflekteres fra ulike objekter vil det kunne ankomme antennen i mottakeren på litt ulike tidspunkter. Dette kan forårsake interferens og dårligere ytelse. Men forskerne har klart å utnytte multipath til noe positivt i stedet – nemlig å øke ytelsen til trådløse nett, i stedet for å lage problemer.

Massiv MIMO tar dette enda ett skritt videre ved å bruke mange flere antenner enn det som er vanlig i MIMO i dag. For eksempel snakker Qualcomm om å bruke en matrise av opptil 256 antenneelementer. 

Ekspertene mener at 5G vil bli svært viktig for tingenes internett. Stadig flere sensorer vil være på nett og samle inn data, i tillegg til andre enheter som alltid er tilkoblet – som biler, kameraer og så videre.

Alle disse enhetene vil kontinuerlig samle inn data. Det betyr altså at vi får flere tilkoblede enheter på samme areal som før – og mye mer data som skal overføres via mobilnettet. 

Forskningsdirektør Bjørn Taale Sandberg i Telenor mener 5G vil være en driver for kunstig intelligens. Et stort antall tilkoblede enheter som samler inn data vil kunne brukes til å trene maskinlæringsmodeller enda bedre. 

– Maskinlæring basert på nevrale nettverk blir bedre jo mer data man putter inn, sa Talberg under Telenors 5G-konferanse, sa Sandberg.

Skivedeling av nettverket

En av de store fordelene med 5G for operatørene er at man i 5G-nettene får noe som kalles network slicing – eller skivedeling på norsk.

Skivedeling er en form for virtualisering av nettverket, som gjør det mulig å opprette mange virtuelle nettverk på toppen av den samme maskinvareinfrastrukturen. I bunnen av skivedelte nettverk ligger flere teknologier – blant annet såkalte programvaredefinerte nettverk (SDN – Software Defined Networking) og virtualisering av nettverksfunksjoner (NFV – Network Functions Virtualisation). 

Med skivedeling vil funksjonaliteten og egenskapene til et nett vil defineres i programvare gjennom virtualisering. Maskinvare og programvare er altså koblet fra hverandre. En rekke virtuelle mobilnett kan eksistere side om side i det samme fysiske nettverket, uten å påvirke hverandre. 

Skivedeling av nettverket gjør det mulig å lage separate, virtuelle nettverk for ulike formål. Foto: GSMA

Denne frikoblingen av programvare fra maskinvare regnes for å være svært viktig i 5G, på grunn av at 5G vil ha svært mange ulike bruksområder.

Takket være skivedelingen kan man sette opp nettverk som er optimalisert til ett bestemt bruk. For eksempel kan det være at en selvkjørende bil ikke har behov for særlig høy båndbredde, men er avhengig av veldig liten forsinkelse. Et nødnett vil på den annen side ha andre krav til for eksempel sikkerhet og ytelse, mens det for en strømmetjeneste er viktigst med høy overføringshastighet.

Fungerer på høyhastighetstog

Vi ser ikke for oss at dette vil bli en relevant problemstilling i Norge med det første – men ett poeng som Ruza Sabanovic i Telenor trakk frem under sin presentasjon av 5G nylig, var at 5G er bedre egnet for tilkoblede enheter som beveger seg i høy hastighet.

Dagens mobilnett begynner å slite med å opprettholde en stabil forbindelse med enheter som beveger seg raskere enn 350 kilometer i timen. Med 5G støttes hastigheter opp til 500 kilometer i timen – noe som kan ha betydning for bruk på høyhastighetstog. De raskeste togene i Norge opererer imidlertid på «bare» rundt 200 kilometer i timen, mens franske TGV typisk kjører i rundt 320 kilometer i timen. Det jobbes imidlertid med tog andre steder i verden som har høyere hastigheter, så i noen land vil støtte for høyere hastigheter kunne være viktig. 

Denne grafen fra mobiloperatørenes interesseorganisasjon GSMA oppsummerer hvilke tjenester som vil kunne kreve 5G (grått), og hvilke som vil fungere med dagens nettverk (hvitt). Jo høyere opp i grafen, jo lavere forsinkelse kreves. Jo lenger til høyre, jo høyere båndbredde kreves:

  Foto: GSMA

Kommentarer (3)

Kommentarer (3)
Til toppen