(Bilde: Colourbox/montasje)

5G

Slik skal forskerne gjøre 5G-nettet 1000 ganger raskere enn 4G

5G

At vi trenger mer kapasitet, er det liten tvil om. I tillegg til alle de milliardene av tilkoblede dingser overtar de trådløse nettene stadig mer av trafikken ut til brukere av film og video.

EU ønsker at Europa engasjerer seg sterkt i 5G. De ser teknologien som svært viktig for samfunnsutviklingen i tillegg til at de vil beskytte de syv millioner telearbeidsplassene i unionen. De arbeider for å bringe sammen et sort antall europeiske aktører og vil bevilge over en milliard kroner årlig til 5G fra 2015.

Rundt hvert tiende år kommer en ny mobilteknologi. Nå er det fjerde generasjon som rulles ut i svært mange land, med USA, Japan og Korea i tet.

Norge og Sverige var de første landene som tok i bruk den nye teknologigenerasjonen da Telia Sonera (Netcom) skrudde på 4G i 2009, men siden er vi forbikjørt av mange.

Ikke minst fordi Samferdselsdepartementet somlet i over tre år med å få ut konsesjonspapirene til 800 MHz-frekvensen. Nå er auksjonen avholdt, og det betyr at vi vil få god 4G-dekning i løpet av året.

Seks år til 5G

Men som alltid når noe er i drift, begynner vi å se etter det neste. Og det neste er ikke uventet 5G.

Likevel er det ingen grunn til å holde pusten ennå. 5G er fremdeles i planleggingsfasen.

Nå jobber forskere og de store utstyrsleverandørene sammen for å utvikle teknologi og teste prototyper. Denne delen av teknologiverdenen har stort sett vært preget av samarbeid rundt teknologivalgene.

Det har vært en suksessfaktor siden telefonen var en realitet for over hundre år siden. Teknologi som ikke kan snakke med andre, om den var aldri så god, ville ikke vært noen suksess.

Det er ikke før i 2016 at standardene skal være ferdige, og da begynner jobben med å utvikle produktene. Først i 2020 kan vi forvente oss at 5G vil bli utplassert. Deretter vil den utvikle seg, eller «evolve» som det heter i bransjen, i nye generasjoner, til noen begynner å snakke om 6G.

Les også: 5G-nettet skal bli flere hundre ganger raskere enn 4G

Superraskt

Skal vi tro en av de fremste forskerne på dette området, Wen Tong fra Huawei Technologies, som har den vitenskapelige «adelstittelen» Huawei Fellow og som i praksis gjør at han kan velge å drive med det han ønsker, vil 5G kunne bli et fenomenalt løft i forhold til 4G.

Mens 4G i praksis gir brukerne hastigheter på rundt 10 Mbit/s, vil de kunne oppleve 10 Gbit/s med 5G. Opptil tusen ganger raskere altså.

Det er ikke så mye igjen på modulasjonssiden. Det såkalte Shannons teorem setter en grense for hvor mange digitale bits det er mulig å presse inn i de analoge bølgenes Hz, og både 3G og 4G begynner å bli veldig effektive.

Men forskerne har flere triks igjen: Bølgeforming med mange flere antenner, sammenkobling av flere kanaler på flere frekvenser, håndtering av interferens og andre ting skal sikre enorm hastighet når det trengs.

Jon Bings siste intervju: – Jeg skulle gjerne vært på en strand. Som er god og varm. Og hatt det hyggelig sammen med kona mi

De tidligere generasjonene av mobilteknologi slik som 4G, vil fortsette å utvikle seg selv om 5G kommer. Mens den nye mobil-standarden utvikles, legges det også fram krav om nytt mobilspekter. Her vil det internasjonale radiomøtet i 2015, hvor de nasjonale teleregulatorene kommer sammen, bli avgjørende.
De tidligere generasjonene av mobilteknologi slik som 4G, vil fortsette å utvikle seg selv om 5G kommer. Mens den nye mobil-standarden utvikles, legges det også fram krav om nytt mobilspekter. Her vil det internasjonale radiomøtet i 2015, hvor de nasjonale teleregulatorene kommer sammen, bli avgjørende. Teknisk Ukeblad

Mindre energi

For å få til alt dette i en basestasjon vil den måtte utstyres med en enorm prosesseringskraft, og være mye mer avansert enn dagens basestasjon. Slikt blir det strømforbruk av.

Derfor står reduksjon av strømforbruket svært høyt på lista over egenskaper som skal utvikles. Målet er å redusere strømforbruket med 90 prosent.

En måte å gjøre det på er bølgeforming. Både terminaler og basestasjoner vil ha langt flere og mer avanserte antenner. Men de vil ikke søle bort energi ved å stråle alt til alle, også der det ikke er noen.

I stedet vil man ta i bruk såkalt bølgeforming som stråler mest energi der terminalene er. Bølgeforming er også en svært viktig teknologi for å øke kapasiteten i nettet.

Les også: Tror «Outernet» er i overkant optimistisk

Ned mot millisekundet

Det er ikke bare overføringshastighet som vil imponere. Den såkalte latenstiden, det vil si hvor lang tid signalet bruker underveis, vil kunne droppe helt ned i et millisekund.

Latenstid er en viktig parameter for alle som bruker datanett. Svært lav latenstid kan for eksempel gjøre det mulig å se ut av dashbordkameraet til den svære traileren som kjører foran deg og som blokkerer all sikt forover.

Da kan ikke signalet være veldig «gammelt» når det kommer frem, og du skal avgjøre om det er lurt å kjøre forbi. Latenstid er også helt avgjørende for alt som skjer i sanntid.

En spesialistlege som skal styre en operasjonsrobot over telenettet kan ikke vente mange millisekunder før signalene kommer frem.

Men latenstid har også en kostnad. Jo lavere den blir, jo mindre kapasitet får nettverket. Løsningen kan bli å tilpasse latensbehovet til applikasjonen og gjøre den variabel.

Man får ikke alle godene hele tiden. Superhastighet og superlatens går dårlig sammen.

Derfor vil 5G være adaptivt og tilpasse seg behovet til brukerne. Når det skal lastes ned en svær fil, kan behovet gjøres unna lynraskt med gigabitfart. Men når en termosensor skal sende informasjon om været, trengs verken kapasitet eller hastighet. Slik informasjon kan kjøre i krabbefeltet.

Les også: Dette mener Ericsson vi trenger 5G til

Alt øker: Visjonene rundt 5G skal gjøre det mulig å koble til mange millioner enheter som alltid er på per celle. Signalforsinkelsen kan variere fra flere sekunder ned mot et millisekund, avhengig av behov. Overføringshastigheter opp mot 10 Gbit/s vil bli støttet. Forbindelsene skal virke i hastigheter opp mot 500 km/t, og frekvenser fra 300MHz til 300 GHz vil kunne brukes i den nye teknologien.
Alt øker: Visjonene rundt 5G skal gjøre det mulig å koble til mange millioner enheter som alltid er på per celle. Signalforsinkelsen kan variere fra flere sekunder ned mot et millisekund, avhengig av behov. Overføringshastigheter opp mot 10 Gbit/s vil bli støttet. Forbindelsene skal virke i hastigheter opp mot 500 km/t, og frekvenser fra 300MHz til 300 GHz vil kunne brukes i den nye teknologien. Teknisk Ukeblad

Spekter

Tilgangen på spekter er viktig for å legge til rette for 5G. Tong tror det må 500 friske MHz til for å lage et effektivt nett. Problemet er at veldig mye av frekvensene i områdene under 6 GHz og helst lavere er opptatt.

Frekvenstildeling har man drevet med i svært mange tiår, og det er mye «gammel moro» som hindrer nyutvikling.

Men internasjonale organisasjoner med Teleunionen (ITU) i spissen er svært klar over utfordringen, og mange håper på at den store radiokonferansen i 2015 vil legge til rette for en ny fordeling av frekvensbåndet.

Mange av dem som nå tenker så det knaker rundt 5G har også kommet med forslag om at mange av de tjenestene som i dag har eget spekter blir flyttet over på 5G.

Her kan de drives mye billigere og med en helt annen spektrumseffektivitet enn i dag.

Gjøres det, kan 5G ta hensyn til slike ting som rekkevidde ved at tjenester som trenger det bruker den lave delen av frekvensspekteret hvor de kan operere mest mulig effektivt.

Les også: Skal klare 1000 ganger mer datatrafikk

Sikkerhet

Sikkerheten i nettverkene har vært forbedret i hver teknologigenerasjon, men den siste tidens avlyttingsskandaler har økt kravet om mye bedre sikkerhet gjennom hele nettverket. Det er løftet opp som et svært viktig punkt når 5G-teknologien nå skal utvikles.

I forhold til tidligere teknologier vil 5G-nettet blir mye mer intelligent. Både for å kunne håndtere sikkerhet, men også for å forstå både brukere og applikasjoner for å tilby den best mulige forbindelsen.

Les også: Her er Norges nye panservogn

Internet of Things

Mens 4G er et rent IP-nett og godt egnet for å koble til alle mulige sensorer og andre dingser, vil 5G være enda bedre egnet til å håndtere den enorme veksten man mener vil komme.

Mange snakker om at vi i 2020 kanskje har koblet opptil 100 milliarder enheter på nettet, en stor del av dem på mobilnettet, fra lyspærer til biler, maskiner i industrien, containere, sauer og veldig mye annet.

M2M, altså Maskin til Maskin- kommunikasjon, vil kommunisere uavhengig av mennesker og det er helt nødvendig om vi skal fortsette å forbedre og automatisere samfunnet. Verden skal ikke bare måles, den skal styres også.

Da må vi også sørge for at signalene kommer frem, selv om radioforholdene er svært dårlige. Tong i Huawei tror 5G kan få en forbedring på 30 dB i forhold til 2G-teknologien som er mest utbredt på M2M.

Det store slagordet for 5G er effektivitet. Teknologien skal «alltid være tilstrekkelig» for de behovene vi har. Det høres unektelig deilig ut. Så får vi glede oss i seks år og håpe at forskerne får det til.

Les også:

Han reiser med 12 sim-kort i lomma

Her er søkemotorene som gir deg andre treff og bevarer anonymiteten din