Korea Południowa jest pierwszym krajem, w którym pojawiła się komercyjna samodzielna sieć 5G, czyli 5G SA (Standalone). Jej wdrożeniem zajął się operator KT Corporation oraz Samsung, który dostarczył wszystkie niezbędne urządzenia i oprogramowanie. Aktualnie rozwiązanie to działa na kilku modelach smartfonów (oczywiście Samsunga), ale w najbliższym czasie ma pojawić się wsparcie również dla innych modeli. Z kolei w innych krajach operatorzy w dalszym ciągu prowadzą testy nowej architektury. Jest to dobra okazja, żeby zastanowić się jakie korzyści niesie ze sobą wdrażanie samodzielnych sieci 5G i czym się one różnią od obecnych rozwiązań NSA, które do działania wymagają współpracy z siecią 4G LTE.
Organizacja 3GPP podczas standaryzacji 5G przewidziała dwie architektury wdrożenia tej technologii. Pierwsza z nich, czyli NSA (Non-Standalone), zakłada podłączenie stacji bazowej 5G do infrastruktury istniejącej już sieci 4G LTE. Pierwsze komercyjne rozwiązania tego typu pojawiły się już w kwietniu 2019 roku. Wówczas na rynku było dostępnych tylko kilka modeli smartfonów 5G. Zatem wdrożeniami nowej technologii byli zainteresowani operatorzy, którym zależało na zyskaniu tytułu pioniera. Wyścig o uruchomienie pierwszych komercyjnych usług 5G na smartfonach toczył się pomiędzy Stanami Zjednoczonymi i Koreą Południową. Sprawiedliwie można stwierdzić, że zakończył się on remisem. Niedługo po tym sieci 5G NSA pojawiły się w innych państwach, w tym w Polsce. Tam, gdzie było to możliwe, operatorzy uruchamiali nowe usługi na dedykowanych dla tego celu częstotliwościach. A tam, gdzie przydział nowych zasobów radiowych jeszcze się nie odbył, zawitała technika dynamicznego współdzielenia pasma pomiędzy użytkowników 5G i 4G, czyli DSS.
Niezależnie od tego, na jakich częstotliwościach były przesyłane dane, każde połączenie 5G musiało być “zakotwiczone” w sieci LTE. Sytuację zmienić ma wdrożenie drugiej architektury, czyli SA (Standalone). Zakłada ona, że stacje bazowe 5G są podłączone do szkieletu 5G i mogą funkcjonować w pełni samodzielnie.
Zalety samodzielnych sieci 5G SA
Samsung w swoim komunikacie podkreślił, że przejście z architektury NSA na SA pozwala operatorom na redukcję czasu dostępu do usługi oraz przyspiesza wdrożenie nowej generacji usług z nowymi zastosowaniami zarówno dla klientów konsumenckich, jak i biznesowych. Co to oznacza w praktyce?
Obecnie architektura 5G SA potrzebna jest do wprowadzenia dwóch rozwiązań:
- plasterkowanie sieci (ang. network slicing) – technologia ta pozwala operatorowi na utworzenie w posiadanej sieci fizycznej dedykowanych sieci wirtualnych, które będą dostosowane do konkretnych usług bądź też klientów. Dzięki temu 5G pozwoli na separację konkretnego ruchu oraz zarezerwowanie dla niego niezbędnych zasobów. Jest to kolejny krok ewolucyjny we wdrażaniu usług o gwarantowanej jakości (QoS – Quality of Service).
- redukcja opóźnienia – jest to jeden z głównych aspektów sieci 5G, który sprowadza się do optymalizacji architektury zarówno samej stacji bazowej, jak i reszty sieci. Co prawda marketingowe 1 ms odnosi się do samego interfejsu radiowego, jednak w bardzo optymalnych warunkach można mówić o pingu z terminala do serwera na poziomie poniżej 10 ms.
5G jak pizza, czyli podział sieci na plasterki
Początkowo plasterkowanie sieci znajdzie zastosowanie przede wszystkim w świadczeniu usług dla klientów biznesowych, czy też konkretnych branż. Jednymi z pierwszymi zastosowaniami tej technologii będą transmisje telewizyjne dużych wydarzeń (np. sportowych) za pośrednictwem kamery wyposażonej w modem 5G. Alternatywnie łączność z siecią piątej generacji może zapewniać wóz transmisyjny. Aktualnie realizacja takiego przedsięwzięcia byłaby bardzo ryzykowna, ponieważ sieci LTE oraz 5G NSA nie oferują gwarancji dla prędkości transmisji dużych porcji danych. Przykładowo znany wszystkim streaming jest możliwy tylko dzięki buforowaniu transmisji wideo na urządzeniu końcowym.
Mityczne 1 ms w sieciach 5G
Z kolei redukcja opóźnienia ma przełożyć się na popularyzację usług czasu rzeczywistego. W pierwszej kolejności powinny znaleźć one zastosowanie w przemyśle. Tam 5G pozwoli na poprawę komunikacji czy też ułatwi automatyzację procesów produkcyjnych. Natomiast dla przeciętnego konsumenta treści niskie opóźnienia (tj. takie pomiędzy 5 a 10 ms) mają znaleźć zastosowanie w graniu w chmurze (ang. cloud gaming) czy też ułatwią przeniesienie do chmury usług związanych z wirtualną i rozszerzoną rzeczywistością. Przy czym o ile samo 5G redukuje opóźnienie na linii terminal/modem – stacja bazowa, to pozostaje jeszcze redukcja tego opóźnienia w samej sieci szkieletowej i na połączeniach pomiędzy nią a serwerami świadczącymi konkretne usługi. Tutaj mówi się o przenoszeniu owych usług do tzw. brzegu sieci (ang. edge computing). Oznacza to, że serwery usługowe mają znaleźć się tuż przy stacjach bazowych.
Pionierzy samodzielnego 5G
KT Corporation i Samsung swoim komercyjnym wdrożeniem 5G SA w Korei Południowej podgrzali atmosferę. Nową architekturę testował już wcześniej w Stanach Zjednoczonych T-Mobile. I były to bardzo konkretne testy. Operator sprawdził działanie połączeń głosowych VoNR (Voice over New Radio) i wideo rozmów ViNR (Video over New Radio). Sukcesem zakończyło się również przełączenie połączenia z VoNR do VoLTE. Jednak były to tylko testy w laboratorium.
Singapurski operator M1 Limited zaczął 3 tygodnie temu tzw. komercyjny trial sieci 5G SA. Nowe rozwiązanie dostępie jest obecnie na około 50% powierzchni tego miasta-państwa. Wcześniej (tj. pod koniec czerwca) komercyjnym polotem sieci 5G SA w Londynie, Manchesterze i Cardiff pochwalił się brytyjski Vodafone. Z kolei Nokia i Taiwan Mobile pochwalili się na początku tego miesiąca pierwszą agregacją pasm w samodzielnej architekturze sieci 5G. Mowa tutaj o agregacji pasma pokryciowego 700 MHz z pokryciowym 3500 MHz.
Wcześniej testami 5G SA “w polu” chwalili się Deutsche Telekom (Czechy i Niemcy) czy też Drei (Austria). Z kolei Orange rozwija uruchomioną w Lannion (Francja) testową samodzielną sieć piątej generacji. W odróżnieniu od innych korzysta ona z natywnego rdzenia w chmurze.
Teraz pozostaje pytanie jak dużo czasu jeszcze potrzeba, żeby sieci 5G SA zastąpiły 5G NSA. Póki co operatorzy na całym świecie inwestują w modernizację warstwy radiowej, czyli stacji bazowych. Zależy im zarówno na poprawie zasięgu, jak i wydajności (tj. prędkości) posiadanej infrastruktury. W międzyczasie klienci coraz częściej będą sięgać po smartfony z modemami 5G. W dużym stopniu przejście na nową architekturę sprowadzić można do:
- aktualizacji oprogramowania na urządzeniach klientów,
- inwestycji w data centre operatora (uruchomienie nowego rdzenia dla sieci 5G),
- przekonfigurowania stacji bazowych.
Dużą niewiadomą pozostaje to jak szybko pojawi się widoczne zapotrzebowanie na wspomniany network slicing oraz usługi wymagające ultra niskich opóźnień. Do tego czasu główną zaletą sieci 5G będzie większa prędkość przesyłu danych, co można osiągnąć w obecnej architekturze NSA.
