5G
Få saker har varit omgärdat av så mycket hype och konspirationer som 5G varit sedan dess introduktion. I denna text skall vi faktiskt inte ge oss på att förklara detta fenomen men däremot försöka reda ut grundläggande fakta kring teknologin och dess egenskaper på ett förenklat sätt.
5G är just Femte Generationen av mobilnätverksteknologier och är en global standard framtagen av organisationen 3GPP. Standarden som fastslogs 2018-2019 definierar inte bara hur den trådlösa överföringen skall ske utan också hur alla protokoll och gränssnitt som utgör systemet skall fungera.
Teknologin erbjuder blixt-snabba överföringar och svarstider kombinerat med förbättrad säkerhet och flexibilitet. Det medför inte bara att dagens tjänster kommer bli bättre utan det kommer öppna dörrar till helt nya tjänster. Så med sin överlägsna prestanda så är tekniken nu i färd med att förändra hela samhället på motsvarande sätt som 3G och 4G LTE gjorde med dåtidens nyheter som browsing, mobilappar och streaming.
Skillnaden mot tidigare paradigmskiften är att det denna gång sannolikt kommer förändra hur verksamheter fungerar snarare än hur individer konsumerar. Men det är spekulation.
Grunderna i 5G
Precis som tidigare generationer av mobilnät så ansluter även 5G-enheter med hjälp av radiovågor till en basstation via antenner. Basstationen vidarebefordrar sedan signalen till kärnnätet som då upprättar förbindelse med önskad destination - som kan vara en annan mobilanvändare, en strömningstjänst, en webbsida, etc. Om destinationen är en annan mobil enhet så händer samma sak i omvänd ordning där mottagaren befinner sig.
Men om 5G fungerar likadant som tidigare tekniker – hur kan det då vara så mycket bättre, snabbare och effektivare?
Det riktigt korta svaret är genom att utveckla och optimera hela överföringsprocessen. Optimeringarna omfattar både hur data hanteras och komprimeras före överföring, hur data transfereras i luften samt nätets arkitektur och komponenternas prestanda. Tillsammans så medför förbättringarna att slutresultatet blivit många gånger bättre.
Trådlösa förbättringar
En av förbättringarna i 5G är utnyttjandet av frekvensband i olika delar av frekvensspektrumet. Med en kombination av och låga - och för mobiltelefoni - mycket höga frekvenser så kan 5G skapa en balans mellan räckvidd och kapacitet som kan anpassas efter rådande förutsättningar och behov.
Low-band 5G
Lågfrekvent 5G ligger i området upp till 1GHz och består av spektrum som tidigare användes för 1G och 2G och tidigare oanvända band.
Den lågfrekvent delen av 5G kallas också för Coverage Layer (täckningslager) och används för att skapa långtgående täckning med lägre kapacitet.
Mid-band 5G
Mellan-bandet i 5G använder frekvenser mellan 1 GHz och 6 GHz vilket inkluderar de tidigare/befintliga 3G/4G banden samt nya dedikerade frekvensband.
Mid-band 5G benämns ibland som Capacity Layer (kapacitetslager) och kan ses som ryggraden i tekniken då frekvensområdet erbjuder en fördelaktig kompromiss mellan räckvidd och kapacitet.
High-band 5G
För 5G kommer också helt nya frekvensband att avsättas i 24 GHz till 86 GHz banden.
Det så kallade High-Capacity Layer (högkapacitetslagret) kommer att kunna tillhandahålla extrem kapacitet men med mycket begränsad räckvidd. Denna kapacitet kommer därför endast kunna uppnås på avgränsade platser där infrastrukturen är mycket tät och obehindrad.
- Som liknelse så skulle vi kunna se på dessa förändringar som bättre vägar som tillåter fler och större fordon som kan hålla en högre hastighet för att fullfölja våra transporter.
- Med den liknelsen i ryggen så kan vi också se på nedanstående förändringar som en effektivisering av sättet som vägarna används - för att kunna transportera så mycket gods som möjligt så snabbt som möjligt.
Modulation
Modulation kallas det sätt som ett system manipulerar radiovågor för att överföra data trådlöst. Genom modulation "präglas" information på en radiovåg genom att påverka någon av vågens naturliga egenskaper så som amplitud (styrka), frekvens eller fas.
QAM
I 5G används en kombination av amplitudförändring och fasförskjutning som kallas QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Denna teknik - som finns i flera varianter - möjliggör att väldigt många fler datapaket kan överföras per tidsenhet än tidigare använda modulationstekniker.
- Detta kan ses som att vi nu kan få iväg fler leveranser under samma tidsperiod och på så vis transportera större volymer totalt.
OFDMA
I kombination med QAM så används också tekniken OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access). Denna procedur kan automatiskt upprätta individuella subkanaler inom en given frekvens som möjliggör att data från olika avsändare och till olika destinationer kan skickas parallellt utan att blandas.
- Detta innebär att vi alltid kan maximera lasten i varje leverans och öka det totala antalet kollin som kan fraktas per leverans.
Sammantaget medför teknikerna också att man inte behöver ha buffertzoner mellan frekvensbanden på samma sätt som tidigare vilket gör att hela det aktuella frekvensspektrumet kan användas för transmission.
- I relation till väg-liknelsen så har man så att säga omvandlat vägrenen till ytterligare en användbar fil (utan att öka risken för olyckor och trängsel).