Che cos'è 5g?

Il 5G è (a malapena) reale

La corsa al 5G è iniziata. Tutti e quattro i principali operatori statunitensi ora hanno una qualche forma di wireless 5G, anche se è tutto implementato in poche città, principalmente utilizzando telefoni costosi che non supporteranno future reti 5G a livello nazionale. Stiamo monitorando i rollout mensilmente sulla nostra pagina Race to 5G.

I primi lanci del 5G sono più simili a un beta test pubblico che a un prodotto finale. AT&T, Verizon e T-Mobile utilizzano tutte tecnologie che viaggiano a circa 600 piedi da un sito cellulare, il che significa che non c'è molta copertura. Tutti e quattro i vettori sono in attesa di aggiornamenti per le loro stazioni base che miglioreranno la copertura, la velocità e l'affidabilità. Verso la fine di quest'anno o l'inizio del 2020, AT&T, Verizon e T-Mobile intendono lanciare tutte le reti 5G che utilizzano lo spettro 4G esistente, che avrà velocità inferiori ma una copertura più ampia.

Abbiamo testato AT&T a Dallas e Las Vegas; Sprint a Dallas e New York; Verizon a Chicago e Providence; e T-Mobile a New York. Ogni mese abbiamo assistito a prestazioni migliori e nuovi dispositivi. In questo momento, ci sono hotspot 5G di AT&T, Sprint e Verizon, tre modelli di telefono 5G di LG e Samsung e un Mod Moto aggiuntivo per telefoni Motorola in vendita.

È disordinato. È molto presto. E se ti piacciono le nuove tecnologie, è molto eccitante.

Il 5G è un investimento per il prossimo decennio e, nelle precedenti transizioni mobili, abbiamo assistito alla maggior parte dei grandi cambiamenti avvenuti anni dopo il primo annuncio. Prendi 4G, per esempio. I primi telefoni 4G negli Stati Uniti sono apparsi nel 2010. Ma i tipi di applicazioni 4G che hanno cambiato il nostro mondo non sono apparsi fino a dopo. Snapchat è arrivato nel 2012 e Uber si è diffuso nel 2013. Le videochiamate su reti LTE si sono diffuse anche negli Stati Uniti intorno al 2013.

Quindi, seguendo quel piano, mentre stiamo ottenendo un po 'di 5G in questo momento, dovresti aspettarti che le grandi applicazioni 5G crescano intorno al 2021 o al 2022. Fino ad allora, le cose saranno confuse come jockey portatori wireless per clienti e mindshare.

5G sta per wireless cellulare di quinta generazione e gli standard iniziali sono stati fissati alla fine del 2017. Ma uno standard non significa che tutti i 5G funzioneranno allo stesso modo o che sappiamo anche quali applicazioni abiliteranno il 5G. Ci sarà lento ma reattivo 5G, e veloce 5G con copertura limitata. Lasciati guidare nella tana del coniglio 5G per darti un quadro di come sarà il prossimo mondo 5G.

1G, 2G, 3G, 4G, 5G

Prima di tutto, se senti parlare di telefoni 5G Wi-Fi o AT&T "5G E", non sono cellulari 5G. Ecco una spiegazione completa su 5G contro 5G E contro 5GHz: qual è la differenza?

E se senti che 5G significa torri a onde millimetriche su ogni lampione, non è vero. Ecco come alcuni vettori statunitensi scelgono di implementarlo in questo momento, ma non è una forma necessaria o richiesta di 5G. (Sprint, ad esempio, sta facendo il 5G in modo completamente diverso, come spiegherò di seguito.)

La G in questo 5G significa che è una generazione di tecnologia wireless. Mentre la maggior parte delle generazioni sono state tecnicamente definite dalle loro velocità di trasmissione dei dati, ognuna è stata anche contrassegnata da un'interruzione nei metodi di codifica, o "interfacce aeree", che la rendono incompatibile con la generazione precedente.

1G era cellulare analogico. Le tecnologie 2G, come CDMA, GSM e TDMA, sono state la prima generazione di tecnologie cellulari digitali. Le tecnologie 3G, come EVDO, HSPA e UMTS, hanno portato velocità da 200kbps a pochi megabit al secondo. Le tecnologie 4G, come WiMAX e LTE, sono state il prossimo salto incompatibile in avanti e ora stanno scalando fino a centinaia di megabit e persino velocità a livello di gigabit.

Il 5G introduce tre nuovi aspetti: maggiore velocità (per spostare più dati), minore latenza (per essere più reattivo) e capacità di connettere molti più dispositivi contemporaneamente (per sensori e dispositivi intelligenti).

L'attuale sistema radio 5G, noto come 5G-NR, non è compatibile con 4G. Ma tutti i dispositivi 5G negli Stati Uniti, per iniziare, avranno bisogno del 4G perché si appoggeranno su di esso per effettuare connessioni iniziali prima di fare trading fino al 5G dove è disponibile. Questa è tecnicamente nota come rete "non standalone" o NSA. In seguito, le nostre reti 5G diventeranno "autonome" o SA, non richiedendo la copertura 4G per funzionare. Ma mancano pochi anni.

Anche il 4G continuerà a migliorare con il tempo. Il modem Qualcomm X24, integrato nella maggior parte dei telefoni Android di punta del 2019, supporta velocità 4G fino a 2Gbps. I reali vantaggi del 5G arriveranno in enormi capacità e bassa latenza, oltre i livelli che le tecnologie 4G possono raggiungere.

Quella simbiosi tra 4G e 5G ha reso AT&T un po 'troppo entusiasta della sua rete 4G. Il corriere ha iniziato a chiamare la sua rete 4G "5G Evolution" perché vede il miglioramento del 4G come un passo importante verso il 5G. È giusto, certo. Ma il fraseggio è progettato per confondere i consumatori meno informati nel pensare che il 5G Evolution è 5G, quando non lo è.

Qual è la frequenza?

Probabilmente i dibattiti più caldi e confusi sul 5G hanno a che fare con le frequenze su cui opera. Il 5G funziona principalmente in due tipi di onde radio: sotto e sopra 6GHz.

Le reti 5G a bassa frequenza, che utilizzano le bande cellulari e Wi-Fi esistenti, sfruttano una codifica più flessibile e dimensioni dei canali più grandi per raggiungere una velocità del 25-50% migliore rispetto a LTE, secondo una presentazione dell'esecutivo di T-Mobile Karri Kuoppamaki. Tali reti possono coprire le stesse distanze delle reti cellulari esistenti e generalmente non necessitano di ulteriori siti cellulari. Sprint, ad esempio, sta configurando tutti i suoi nuovi siti di celle 4G come predisposti per il 5G, e farà semplicemente girare l'interruttore quando il resto della sua rete sarà pronto.

Le reti rurali probabilmente aderiranno al 5G a bassa banda, perché le bande a bassa frequenza hanno una vasta gamma di torri.

Per ottenere velocità ultra-elevate e multi-gigabit, i vettori si rivolgono prima a frequenze più recenti, molto più alte, note come onde millimetriche. Giù nelle bande cellulari esistenti, sono disponibili solo canali relativamente stretti perché quello spettro è così occupato e fortemente utilizzato. Ma a 28 GHz e 39 GHz, ci sono ampie e ampie strisce di spettro disponibili per creare grandi canali per velocità molto elevate.

Quelle bande sono state utilizzate in precedenza per il backhaul, collegando le stazioni base a collegamenti Internet remoti. Ma non erano mai stati utilizzati prima per i dispositivi consumer, poiché la potenza di elaborazione del palmare e le antenne miniaturizzate non erano disponibili. Anche i segnali a onde millimetriche diminuiscono più rapidamente con la distanza rispetto ai segnali a bassa frequenza e l'enorme quantità di dati che trasferiscono richiederà più connessioni a Internet su rete fissa. Quindi i fornitori di cellulari dovranno utilizzare molte stazioni base più piccole e di bassa potenza (generando in genere 2-10 watt) anziché un numero inferiore di macrocellule più potenti (che producono 20-40 watt) per offrire le velocità multi-gigabit che le reti ad onde millimetriche promettere.

Fortunatamente per loro, i corrieri hanno già installato quelle "piccole celle" in molte grandi città, per aumentare la capacità durante l'era 4G. (Dalla finestra del mio ufficio a New York, posso vedere diversi piccoli siti cellulari). In quelle città, devono solo collegare una radio in più al sito esistente per renderlo 5G. C'è una lotta altrove, tuttavia, in cui i vettori hanno difficoltà a convincere le città a lasciare che aggiungano piccole celle ai quartieri periferici. È simile alle precedenti lotte per stabilire il servizio cellulare in molte di queste città. Per quello che vale, le piccole celle tendono ad essere molto meno potenti delle macrocellule utilizzate per i sistemi cellulari da 2G a 4G: 2-20 watt rispetto a 20-40 watt per le macrocellule.

C'è un terzo set di onde radio utilizzate all'estero, che potrebbe essere un punto debole: la banda media. Queste frequenze, che vanno da 3, 5 GHz a 7 GHz, sono leggermente al di sopra delle attuali bande cellulari ma hanno quantità di spettro (e velocità) che iniziano ad apparire come onde millimetriche. Gli Stati Uniti sono in ritardo rispetto ad altri paesi nella fascia di banda media perché qui, è attualmente utilizzato da un miscuglio di organizzazioni tra cui compagnie satellitari e la Marina, ma ci sono alcuni sforzi per liberarlo.

Le reti di fascia media non richiederanno altrettanti siti cellulari di onde millimetriche, anche se sarebbero comunque piuttosto dense; probabilmente ogni terzo a mezzo miglio.

Come funziona il 5G

Come altre reti cellulari, le reti 5G utilizzano un sistema di siti cellulari che dividono il loro territorio in settori e inviano dati codificati attraverso le onde radio. Ogni sito cellulare deve essere collegato a una spina dorsale di rete, tramite una connessione backhaul cablata o wireless.

Le reti 5G utilizzano un tipo di codifica chiamato OFDM, che è simile alla codifica utilizzata da 4G LTE. L'interfaccia aerea è progettata per una latenza molto più bassa e una maggiore flessibilità rispetto a LTE.

Con le stesse onde radio del 4G, il sistema radio 5G può ottenere una velocità migliore di circa il 30 percento grazie a una codifica più efficiente. Le folli velocità del gigabit di cui si sente parlare sono perché il 5G è progettato per utilizzare canali molto più grandi del 4G. Mentre la maggior parte dei canali 4G sono 20 MHz, collegati insieme fino a 160 MHz alla volta, i canali 5G possono arrivare fino a 100 MHz, con Verizon che utilizza fino a 800 MHz alla volta. È un'autostrada molto più ampia, ma richiede anche blocchi di onde radio più grandi e trasparenti rispetto a quelli disponibili per il 4G.

È qui che entrano in gioco le frequenze delle onde millimetriche a breve distanza più alte. Mentre le frequenze più basse sono occupate - dal 4G, dalle stazioni TV, dalle compagnie satellitari o dai militari - c'era stata un'enorme quantità di frequenze superiori essenzialmente inutilizzate disponibili in gli Stati Uniti, quindi i vettori potrebbero facilmente costruire strade larghe per le alte velocità.

Altri paesi, come il Canada e i paesi europei, si stanno concentrando prima sulle frequenze della banda media appena leggermente superiori rispetto ai sistemi 4G esistenti, ma negli Stati Uniti, tali frequenze sono utilizzate dalle compagnie satellitari e dai militari.

Le reti 5G devono essere molto più intelligenti rispetto ai sistemi precedenti, poiché manipolano molte più celle più piccole che possono cambiare forma e dimensioni. Ma anche con esistenti macro celle , Qualcomm afferma che il 5G sarà in grado di aumentare la capacità di quattro volte rispetto ai sistemi attuali sfruttando larghezze di banda più ampie e tecnologie di antenna avanzate.

L'obiettivo è avere a disposizione velocità molto più elevate e una capacità molto più elevata per settore, con una latenza molto più bassa rispetto al 4G. Gli organismi standard coinvolti mirano a velocità di 20 Gbps e latenza di 1 ms, a quel punto iniziano a succedere cose molto interessanti.

I vari corrieri hanno promesso implementazioni di 5G in città in tutto il paese. Questa mappa mostra alcune delle località annunciate.

Chi lancia il 5G quando?

Puoi vedere tutti gli attuali lanci di città 5G sulle nostre mappe Race to 5G.

AT&T ha lanciato il 5G in 12 città il 21 dicembre 2018 con un hotspot Internet mobile, Netgear Nighthawk 5G. Vende anche il Samsung Galaxy S10 5G e prevede di vendere il Note 10+ 5G. Ha aumentato il conteggio della sua città a 19 ad aprile. AT&T sembra dare solo pochi hotspot per città e coprire alcuni quartieri di ogni città. Solo i clienti aziendali selezionati e autorizzati possono iscriversi al proprio servizio. La società sembra davvero voler aspettare che il 5G sia più diffuso per provare a venderlo ai consumatori.

AT&T sta usando 39GHz spettro per il suo lancio iniziale, seguito da circa 28 GHz, e poi a bassa banda, ex spettro 3G, entro la fine di quest'anno.

Sprint ha lanciato il 5G in quattro città alla fine di maggio, aggiungendo Chicago a luglio e Los Angeles, New York, Phoenix e Washington DC ad agosto. Poiché utilizza la banda media, ha una copertura molto più ampia nelle sue città rispetto agli altri vettori, almeno per ora. Ulteriori lanci sembrano essere stati assorbiti dal dramma in corso di Sprint attorno alla sua potenziale fusione con T-Mobile. Il corriere vende l'hotspot HTC Hub e i telefoni LG V50, OnePlus 7 Pro 5G e Samsung Galaxy S10 5G.

Verizon ha attualmente implementazioni di 5G mobili limitate in nove città e implementazioni di Internet a casa limitate in quattro. Sta vendendo un componente aggiuntivo 5G che si adatta ai telefoni Moto Z2 Force, Z3 e Z4, nonché ai telefoni LG V50, Samsung Galaxy S10 5G e Galaxy Note 10+ 5G e all'hotspot Inseego M1000.

I piani di servizio 5G di Verizon costano $ 10 in più rispetto ai suoi piani 4G illimitati (anche se finora è stato rinunciato), per dati 5G veramente illimitati senza deprioritizzazione. Il corriere utilizza principalmente 28GHz spettro.

T-Mobile ha lanciato una rete 5G a onde millimetriche in sei città a giugno, con il telefono Galaxy S10 5G. Ciò include una copertura sorprendentemente completa a Manhattan e frammenti in altre città. A differenza di AT&T e Verizon, tuttavia, offre mappe di copertura. La società afferma che lancerà una rete 5G a livello nazionale usando il suo spettro a banda bassa a 600 MHz entro la fine dell'anno, ma proprio come con Sprint, gran parte della sua strategia è legata al fatto che la fusione passi o meno. Quella rete a bassa banda, ma non la rete a onde millimetriche, sarà supportata dal prossimo Galaxy Note10 + 5G.

La velocità di una rete wireless è legata alla quantità di spettro che è possibile utilizzare per essa. Perché T-Mobile utilizza solo una media di 31 MHz di spettro a 600 MHz rispetto alle centinaia di MHz che verranno utilizzate dalle reti a onde millimetriche, la sua rete 5G a banda bassa sarà leggermente più veloce del 4G, ma non più gigabit veloci. Avrà ancora il basso latenza e molti aspetti delle connessioni del 5G, che lo rendono utilizzabile per i giochi, le auto a guida autonoma e le città intelligenti, ad esempio. Nelle città, la rete a onde millimetriche sarà super veloce.

"Vedremo che la velocità media inizierà a salire di decine di megabit al secondo? Sicuramente", ha detto il CTO di T-Mobile Neville Ray. "Ci piacerebbe vedere triplicare le velocità medie o passare a 100 Mbps, ma è un viaggio che richiederà tempo nel settore."

Quali telefoni 5G stanno uscendo?

Il primo round di telefoni 5G supporta solo alcuni dei sistemi 5G utilizzati negli Stati Uniti e diversi modelli supportano bande diverse! Quindi, se vuoi il mix completo 5G di copertura e velocità, dovrai sederti fino probabilmente alla prossima primavera, quando usciranno i primi telefoni 5G all-band.

Attualmente, Samsung Galaxy S10 5G e Note 10+ 5G (su tutti e quattro i gestori), LG V50 (su Sprint e Verizon) e una Moto Mod per Moto Z3 e Z4 (su Verizon) sono tutto quello che c'è in questo momento.

La maggior parte di questi telefoni si concentra sulle bande a corto raggio e ad alta velocità. Il Note 10+ 5G per AT&T e T-Mobile funzionerà sulla banda a bassa velocità ad ampia copertura, ma non sulla banda ad alta velocità veloce. È fastidiosamente confuso. Ecco un diagramma di Venn:

Molte altre società, tra cui Huawei, OnePlus, ZTE, Oppo, Vivo e Xiaomi, stanno realizzando telefoni 5G nel 2019. Ma nessuno di questi telefoni sembra essere destinato agli Stati Uniti e nessuno di loro sarà compatibile con le reti statunitensi. È un grande mondo là fuori.

Pensiamo che ci sarà un iPhone 5G nel 2020, ma non prima.

A cosa serve il 5G?

La maggior parte delle demo 5G del mondo reale che abbiamo visto coinvolgono solo persone che scaricano Netflix molto rapidamente sui loro telefoni. Questo tipo di utilizzo è solo una posta in gioco, solo per costruire reti in modo che applicazioni più interessanti possano svilupparsi in futuro.

L'Internet di casa 5G mostra un grande vantaggio rispetto al 4G: enorme capacità. I gestori non possono offrire Internet a casa 4G a prezzi competitivi perché non c'è abbastanza capacità sui siti di celle 4G per i 190 GB di utilizzo mensile che la maggior parte delle case si aspetta ora. Ciò potrebbe davvero aumentare la concorrenza di Internet da casa negli Stati Uniti, dove, secondo un rapporto FCC del 2016, il 51% degli americani ha solo un'opzione per un servizio Internet da casa a 25 Mbps o superiore. Da parte sua, Verizon afferma che il suo servizio 5G sarà veramente illimitato.

L'Internet a casa 5G è anche molto più facile da implementare per i gestori rispetto alle linee in fibra ottica casa per casa. Invece di scavare in ogni strada, i corrieri devono solo installare la fibra ottica su un sito cellulare ogni pochi blocchi e quindi fornire ai clienti modem wireless. Nicki Palmer, Chief Network Officer di Verizon, ha dichiarato che il servizio Internet a domicilio alla fine verrà offerto ovunque Verizon disponga di wireless 5G, il che garantirà una copertura molto più ampia rispetto al servizio FiOS in fibra ottica del vettore.

Durante un viaggio a Oulu, in Finlandia, dove c'è un centro di sviluppo 5G, abbiamo partecipato a un hackathon 5G. Le idee principali includevano un servizio di streaming di giochi; un modo per riabilitare l'ictus attraverso la realtà virtuale; bende intelligenti che tracciano la tua guarigione; e un modo per i genitori di interagire con i bambini bloccati nelle incubatrici. Tutte queste idee richiedono aspetti di larghezza di banda elevata, bassa latenza o basso consumo energetico del 5G.

L'anno scorso abbiamo esaminato le startup 5G che Verizon sta alimentando a New York. All'Open Innovation Lab del corriere abbiamo visto telecamere di sorveglianza wireless ad alta risoluzione, streaming di giochi e terapia fisica di realtà virtuale.

Il nostro editorialista Michael Miller ritiene che il 5G sarà molto importante per usi industriali, come l'automazione di porti marittimi e robot industriali.

Le auto senza conducente potrebbero aver bisogno del 5G per entrare davvero in azione, spiega il nostro editore Oliver Rist. La prima generazione di auto senza conducente sarà autonoma, ma le generazioni future interagiranno con altre auto e strade intelligenti per migliorare la sicurezza e gestire il traffico. Fondamentalmente, tutto sulla strada parlerà con tutto il resto.

Per fare questo, hai bisogno di latenze estremamente basse. Mentre le auto si scambiano pacchetti di informazioni molto piccoli, devono farlo quasi all'istante. Ecco dove entra in gioco la latenza inferiore al millisecondo del 5G giocare, quando un pacchetto di dati viene sparato direttamente tra due automobili, o rimbalza da una macchina a una piccola cella su un lampione a un'altra macchina. (Un millesimo di secondo è di circa 186 miglia, quindi la maggior parte di quella latenza di 1 ms è ancora tempo di elaborazione.)

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Un altro aspetto del 5G è che collegherà molti più dispositivi. Al momento, i moduli 4G sono costosi, consumano energia e richiedono piani di servizio complicati, quindi gran parte dell'Internet of Things è rimasto bloccato con il Wi-Fi e altre tecnologie domestiche per i consumatori o 2G per le aziende. Il 5G accetterà dispositivi piccoli, economici e a bassa potenza, quindi collegherà molti oggetti più piccoli e diversi tipi di sensori ambientali a Internet.

E i telefoni? Il più grande cambiamento che il 5G potrebbe portare è nella realtà virtuale e aumentata. Man mano che i telefoni si trasformano in dispositivi destinati all'uso con cuffie VR, la latenza molto bassa e le velocità costanti del 5G ti daranno un mondo potenziato da Internet, se e quando lo desideri. Gli aspetti di piccole celle del 5G possono anche aiutare con la copertura all'interno dell'edificio, poiché incoraggia ogni router domestico a diventare un sito cellulare.

Non vediamo l'ora di testare le prime implementazioni del 5G mentre saranno attive. Stiamo continuando a tracciare tutti i rollout, testandoli città per città, sulla nostra pagina Race to 5G.