Att frigöra 5G:s sanna potential

Vad har superhjältar och 5G gemensamt? Blixtsnabb hastighet och avancerade sinnen. 5G är nästa generation av trådlös kommunikation som är redo att stödja mer än 212 miljarder uppkopplade sensorer och 50 miljarder enheter. Detta motsvarar ungefär 44 zettabyte data som genereras från smartphones, bilar, fjärrövervakningsenheter, vitvaror och maskiner. Det ställs en rad olika krav på 5G, från kommunikation med hög bandbredd för eMBB-applikationer (enhanced mobile broadband) till maskin-till-maskin-kommunikation (M2M) med låg bandbredd, som vi förväntar oss att se i IoT-applikationer (Internet of Things), samt krav på extremt hög tillförlitlighet och extremt låg latens för applikationer inom autonom körning. Frekvensbandet under 6 GHz erbjuder bättre utbredning och bakåtkompatibilitet för smalbandsapplikationer, medan den sammanhängande bandbredden vid mmWave-frekvenser möjliggör de viktigaste eMBB-applikationerna.

Övergången från 4G till 5G är visserligen nödvändig, men medför också en rad utmaningar. För det första fungerar 5G på millimetervågsfrekvenser och måste säkerställa universell interoperabilitet. Eftersom detta är ett extremt högt frekvensband är det känsligt för atmosfärisk absorption, men tekniker som strålformning och Massive MIMO hjälper till att övervinna denna begränsning. Dataforskare experimenterar redan med 5G New Radio (NR), vilket är ett nytt luftgränssnitt baserat på ortogonal frekvensdelningsmultiplexering (OFDM) som är utformat för att stödja en bred variation av 5G-spektrum, installationer, tjänster och enhetstyper. OFDM kommer att koda digital data på olika bärfrekvenser. Prototypen för 5G NR fungerar i frekvensbanden under 6 GHz och används för att uppnå dataöverföringshastigheter på flera gigabit per sekund och låg latens. Intressenter som implementerar 5G på global nivå kommer att behöva nå enighet om förstandardisering för att utforma en flexibel säkerhetsplan. Efterlevnad av regler från Internationella standardiseringsorganisationen (ISO), Internationella elektrotekniska kommissionen (IEC) och Cloud Security Alliance (CSA) kommer också att ha en betydande inverkan på spektrumet.

5G kommer också att leda till en förskjutning av fokus från IoT till ”Intelligence of Things”. Branschjättarna förbereder sig redan för omvälvningar.Nästan 26 % av alla företag planerar eller utforskar ”omfattande” 5G:s potential. En ny rapport visar att 5G-systemet kommer att påverka digitala valutor, sociala nätverk, platsbaserade webbtjänster, utformningen av datacenter och realtidsanalyser.

Network Function Virtualization (NFV) kommer att vara nyckeln till utvecklingen av en robust Cloud Edge-arkitektur som är värd för 5G-nätverket. Den nätverksflexibilitet som möjliggörs genom nätverksuppdelning och virtualisering kommer att erbjuda en rad nya personaliserade tjänster. Ett typexempel är en självkörande bil som fungerar via Vehicle-to-Anything (V2X)-kommunikation. En streamingtjänst, som är känslig för fördröjningar, kopplad till en bil i rörelse kräver en hög genomströmning som endast kan tillhandahållas av ett nätverk som 5G. Med 5G-nätverket kommer operatörerna att kunna installera virtuella nätverk som kopplar samman valfria slutpunkter. Dessutom kommer företag att kunna prioritera trafiken efter virtuellt nätverk eller slutpunkt.

Inom hälso- och sjukvården öppnar 5G nya möjligheter för behandling, dataanalys, diagnostik och bilddiagnostik. ”Internet of Medical Things” gör det möjligt för fjärrsensorer och kliniska bärbara enheter att elektroniskt överföra medicinska data. Detta underlättar både behandlingstjänster och telemedicinsk diagnostik via videokonferenser med hög upplösning, till överkomliga priser. Genom att utnyttja de höga dataöverföringshastigheterna, den extremt tillförlitliga driften och tjänsterna med låg latens som 5G-nätverken erbjuder kommer komplexa fjärrdiagnoser eller teknik relaterad till 3D-datortomografi att bli möjliga i framtiden. Inom fordonsbranschen kan en biltillverkare, med hjälp av halvledarchip, köra autonoma testfordon redan 2018. Fler självkörande bilar förväntas komma ut på vägarna, vilket gör det möjligt för 5G att skapa sofistikerade, tillförlitliga och omfattande kommunikationsnätverk. Med hjälp av protokoll för maskininlärning eller djupinlärning kan instruktioner skapas för hur automatiserade bilar startar, skiljer mellan, känner igen och reagerar på rörliga objekt. Varje system kommer att kräva kraften hos 5G och datasyntes för att fungera i samverkan. En 5G-integrerad smart city-modell kommer också att omvandla framtidens lokala ekonomier. Nästa generations trådlösa infrastruktur kommer att utvecklas via 5G-nätverk med små celler. Dess datorkapacitet och uppkopplingsmöjligheter kommer att göra det möjligt för städer att skapa effektivitetsvinster i smarta elnät, förbättra den allmänna säkerheten, minska antalet trafikdödsfall, sänka det globala koldioxidavtrycket och höja kvaliteten på hälso- och sjukvården. Möjligheterna är oändliga och vi har kanske bara skrapat på ytan när det gäller att förstå hur 5G kommer att omvandla framtidens tekniklandskap. Trots riskerna är det fortfarande en viktig diskussionsfråga att utreda hur framtidens företag behöver förbereda sig för detta superhjältenätverk.