Czwarta generacja modemów 5G wniesie wydajność sieci piątej generacji na zupełnie nowy poziom. Qualcomm zapowiedział właśnie produkcję modemu Snapdragon X65. Jest to pierwszy układ oferujący bezprzewodowy przesył danych z prędkością do magicznych 10 Gb/s. Teraz czekamy na pierwsze stacje bazowe, które podołają temu wyzwaniu.
Przyspieszenie sieci 5G możliwe jest dzięki zagospodarowaniu nowych pasm częstotliwości. W wielu krajach (w tym w Polsce) operatorzy czekają na aukcję pasma C (tj. zakresu od 3,4 GHz do 3,8 GHz). Co prawda zasób ten mógł już być w przeszłości używany przez sieci WiMAX (teoretycznie nawet LTE), ale dopiero wdrożenie standardu 5G wywołało ogromne zainteresowanie tymi częstotliwościami. Przy czym zbiegło się to w czasie z rosnącą konsumpcją danych w sieciach mobilnych i tym samym “przytkaniu” dotychczasowych rozwiązań. Dlatego też producenci sprzętu telekomunikacyjnego i układów dla urządzeń mobilnych postawili na rozwój nowej generacji telefonii komórkowej. Dzięki temu na rynku pojawiły się pierwsze rozwiązania, które nie tylko wspierają nowe pasma z tzw. zakresu sub-6 GHz, ale również potrafią korzystać z fal milimetrowych. To właśnie urządzenia 5G mmWave oferują prędkości pobierania i wysyłania danych, które są porównywalne z łączami światłowodowymi.
10 Gb/s w sieci 5G, czyli “radio dogania kabel”
Co prawda zaawansowane rozwiązania światłowodowe już dawno przekroczyły granicę 10 Gb/s. Jednak stosuje się je jedynie w centrach danych oraz w instalacjach infrastrukturalnych. Z kolei w zasięgu sieci biurowych (a nawet jeśli chcemy, to również domowych) znajdują się połączenia Ethernet oferujące maksymalnie wspomniane 10 Gb/s. W przypadku rozwiązań miedzianych wymagana jest do tego celu instalacja spełniająca wymagania kategorii 6a i wyższych. Natomiast standard 5G wymagana tutaj agregacji 10 kanałów z pasm mmWave, co daje kanał o sumarycznej szerokości 1000 MHz.
To właśnie ta nowa funkcjonalność modemu Snapdragon X65 umożliwia pobieranie danych z prędkością 10 Gb/s. Jeżeli pamiętacie wcześniejsze rozważania na temat gigabitowych sieci LTE, to wiecie, że każde 20 MHz pasma przekłada się na prędkość do 200 Mb/s. Wynik ten jest możliwy do osiągnięcia dzięki modulacji 256 QAM i transmisji z użyciem dwóch warstw MIMO. Zgodnie z prawem Shannon kanał mmWave o szerokości 100 MHz oferuje 5-krotnie szybszą transmisję, czyli 1 Gb/s. Modem Snapdragon X65 potrafi zagregować 10 takich kanałów, co daje sumaryczną prędkość na poziomie 10 Gb/s. Oczywiście są to wartości przybliżone i trzeba jeszcze uwzględnić “straty” związane ze stosowaniem poszczególnych protokołów.
Snapdragon X65 będzie inteligentnie korzystać z anten
Rozwój modemów 5G nie polega tylko i wyłącznie na zwiększaniu maksymalnej prędkości pobierania danych. Qualcomm dba również o minimalizację zużycia energii, co ma przekładać się na mniejsze “drenowanie baterii”. Podstawą jest w tym przypadku wdrożenie nowej architektury oraz obsługa rozwiązań przewidzianych w standardzie 3GPP Release 16. Nowy modem współpracuje z modułem Qualcomm QTM545, który jest odpowiedzialny za komunikację w pasmach mmWave. Wprowadza on m.in. wsparcie dla pasma n259 (41 GHz). Oprócz tego wraz z nowym modemem zadebiutowało rozwiązanie o nazwie “AI antenna tuning technology“.
Jest to pierwsze takie rozwiązanie na rynku. Algorytmy sztucznej inteligencji monitorują efektywność poszczególnych anten i w ten sposób przełączają się na te, które np. nie są zakryte przez rękę użytkownika. Dzięki temu smartfon może komunikować się z siecią 5G poprzez transmisję z mniejszą mocą. Do tego dochodzą inne autorskie algorytmy, które licencjonowane są w ramach Qualcomm Smart Transmit 2.0. Użytkownicy urządzeń wyposażonych w nowy modem powinni zauważyć nie tylko dłuższy czas pracy na baterii, ale również zwiększoną prędkość przy wysyłaniu danych i znacznie lepszy zasięg.
10 Gb/s to za dużo? Budżetowy Snapdragon X62 zaoferuje “jedynie” 4,4 Gb/s
Już dzisiaj możemy niemal ze 100% pewnością stwierdzić, że żaden operator na świecie nie zbuduje sieci 5G, która skorzystałaby z pełnych możliwości Snapdragona X65. Tak samo było z modemami LTE. Qualcomm oraz producenci stacji bazowych opracowują rozwiązania, które mogą uzyskać nieprawdopodobne osiągi. Przypomnę tutaj tylko, że w marcu 2017 roku pojawił się na rynku smartfon, który pobierał dane w sieciach LTE Advanced z prędkością 1 Gb/s. Był nim Samsung Galaxy S8. Jednak żaden operator na świecie nie posiadał wystarczająco szerokich bloków częstotliwościowych. Widmo radiowe nie jest z gumy. I choć standard 3GPP pozwala na agregację 4 kanałów o szerokości 20 MHz, to przykładowo w Polsce i innych krajach europejskich, taka konfiguracja sieci nie jest możliwa do osiągnięcia. W końcu, żeby utrzymać ceny na rozsądnym poziomie, potrzebna jest konkurencja. To z kolei wymaga podziału pasma pomiędzy 3, a nawet 4 operatorów.
Dlatego też Qualcomm przyjął jakiś czas temu nową strategię. Polega ona na tym, że każda nowa generacja modemów ma dwóch reprezentantów. Jednym z nich jest flagowy układ, który pokazuje potęgę technologiczną firmy. Przy okazji znajdzie się on niemalże w każdym topowym smartfonie na rynku. Oprócz tego pojawia się drugi układ, który bazuje na tych samych fundamentach technologicznych, ale jest trochę “okrojony”. W tym przypadku takim budżetowym wariantem jest Snapdragon X62.
Snapdragon X62 w porównaniu do swojego “większego brata” osiąga wolniejszą maksymalną prędkość pobierania danych. Wynosi ona 4,4 Gb/s. Ograniczenie to wynika ze zmniejszenia liczby agregowanych pasm mmWave z 10 do 4. Jednak oprócz nich modem może korzystać z łącznie 120 MHz w pasmach sub-6 GHz. Przy czym jest to mniej niż w przypadku Snapdragona X65, który na niższych częstotliwościach może korzystać łącznie z 300 MHz pasma.
