AKCJA SPOŁECZNA

Jak naprawdę działa sieć 5G, czyli współpraca systemów różnych generacji

Istnieją również efekty mniej zależne od częstotliwości: odbicia i rozpraszanie fal. Ostatecznie wpływają one na straty rzędu 2-7 dB (na rysunku powyżej oznaczone numerem 2).

Kolejnym wyzwaniem jest zapewnienie zasięgu wewnątrz budynków (na powyższym rysunku numer 3), czyli przez ściany i okna. Z tego powodu dla częstotliwości 3,5 GHz strata wzrasta o kolejne 2-3 dB, natomiast dla częstotliwości 28 GHz wzrasta o kolejne 10-20 dB. Omówione straty są dodatkowe w stosunku do strat występujących podczas stosowania pasma 1800 MHz i wynikają z wykorzystywania wyższych częstotliwości (3,5 GHz oraz 28 GHz).

Niezbędne jest również przeciwdziałanie zjawisku tłumienia sygnału. Mniejszy rozmiar elementów antenowych (dipoli) umożliwia umieszczenie ich większej liczby w tej samej przestrzeni wewnątrz anteny. Konsekwencją jest możliwość stosowania anten aktywnych z wieloma elementami np. 32x32 lub 64x64 dipoli. Duża liczba tzw. szyków antenowych pozwala w 5G formować wąską wiązkę radiową oraz sterować tą wiązką w określonym kierunku (tak zwany beamforming), co przekłada się na znacznie większy zysk anteny (na rysunku to numer 4).

Non-standalone oznacza, że w tej architekturze, 5G nie jest samodzielną technologią. Połączenie 5G nie może zostać zrealizowane bez pomocy 4G.

Ważnym wnioskiem jest, że zmniejszenie strat propagacji w przypadku częstotliwości 3,5 GHz oraz 28 GHz odbywa się przede wszystkim w stacji bazowej dzięki większemu zyskowi anteny oraz innym technikom. W konsekwencji dla częstotliwości 3,5 GHz (porównując do 1,8 GHz) łącze od stacji bazowej do użytkownika (ang. downlink) będzie miało lepszy zasięg, niż odwrotne łącze: od użytkownika do stacji bazowej (ang. uplink). Telefon ma ograniczone wymiary i ograniczoną moc, więc nie można zastosować w nim tych samych zabiegów optymalizacyjnych, co w przypadku stacji bazowej.

Dual Connectivity, czyli LTE fundamentem działania 5G

Niebawem będzie można się przekonać, w jaki sposób obecnie stosowana technologia LTE pomaga rozwiązać problem zasięgu w uplinku, w przypadku wyższych pasm 3,5 GHz czy też 28 GHz.

Obecnie na świecie najłatwiejszym, najbardziej wydajnym i najpopularniejszym sposobem budowania sieci 5G jest architektura NSA Option 3x (ang. non-standalone). Wynika to przede wszystkim z faktu dojrzałości technologii 5G w tym modelu, co przekłada się m.in. na dostępność sprzętu sieciowego i terminali użytkownika. Architektura ta pozwala zbudować sieć 5G w bardzo efektywny (z punktu widzenia zasięgu) sposób. Ale po kolei.

Tak jak innym określeniem na sieć 4G może być LTE (ang. Long Term Evolution), tak w przypadku 5G jest to NR (ang. New Radio). W modelu NSA wykorzystuje się istniejącą już w 4G sieć rdzeniową EPC (ang. Evolved Packet Core). Oprogramowanie EPC musi być zaktualizowane o dodatkowe funkcje, aby wspierać technologie 5G. W następstwie, do tej samej (istniejącej) sieci rdzeniowej są podłączane zarówno stacje bazowe LTE, jak i NR. Jednak to nie koniec zależności pomiędzy 4G i 5G.

Nazwa non-standalone oznacza, że w tej architekturze, 5G nie jest samodzielną technologią. Połączenie 5G nie może zostać zrealizowane bez pomocy 4G. Użytkownik, będący w zasięgu 5G, zawsze jest połączony jednocześnie z 4G i z 5G. Zadania 4G i 5G podczas „wspólnego” połączenia zobrazowano przykładem oglądania treści wideo na smartfonie.