BAGGRUND: Forstå fremtides 5G-netværk. Her er 5 forklaringer på de vigtigste tekniske fremskridt. Lær hvordan 5G adskiller sig og hvilke muligheder vi får.

Er du nysgerrig på hvad fremtiden bringer af tekniske fremskridt med 5G?Så er det nu, at du skal spidse ørerne.

Bliver 5G virkelig ligesom mobilselskabernes marketingafdelinger påstår? F.eks. “som at have en trådløs fiberforbindelse i lommen“?

Jeg tager her helikopteroverblikket over 5G-teknologiens vigtigste teknologier, Jeg forsøger at forklare de muligheder, den nye teknologi i praksis for dig som smartphonebruger.

5G ER MANGE TING: 5G lover også masser af løsninger til forskellige industrier såsom autobranchen samt løsninger til Internet of Things (IOT). Dette gennemgår vi ikke i denne artikel. Ligeledes forklarer vi kun de overordnede fordele og ulemper i teknologierne.

4G vs. 5G

Før vi dykker ned i substansen, så skal forskellen på 4G LTE og 5G NR udpensles.

4G LTE består af en hel række forskellige teknologier. Navnet “LTE”, som står for Long Term Evolution, forklarer ganske fint, at det er en række teknologier som har udviklet sig over tid.

Fordi der er tale om en teknologi som har udviklet sig med tiden, så får du som bruger heller ikke det optimale ud af 4G LTE.

5G NR er forkortelsen for “5G New Radio”. NR benyttes for at understrege, at der er teknisk forskel på 4G og 5G. I princippet er det lige meget, om man benytter betegnelserne LTE og NR, for vi ved alle sammen, hvilke teknologier der er tale om.

Det lynhurtige 4G LTE, som teleselskabernes i dag tilbyder på deres netværk, kan din smartphone måske slet ikke håndtere, fordi telefonen er teknisk forældet. Teleselskabet kan også have fravalgt at opgradere med den nyeste 4G LTE teknologi på netværket.

5G er et nyt startpunkt

Med 5G NR kommer både mobilnetværket og smartphones op på samme omgangshøjde.

Det er lidt ligesom hvis man har købt en helt ny Toyota Aygo. Selvom man løbende køber nyt udstyr i form af alufælge, får undervognen sænket, køber en ny subwoofer og får malet fartstriber på bilen, så føles den opgraderede bil bare stadig som et fortidslevn, når man køber en ny Tesla Model 3.

Skiftet fra 4G LTE til 5G NR er ikke bare en evolution. Det handler lige så meget om at få alt det nyeste nye på én gang.

Ligesom 4G LTE vil 5G NR teknologien dog udvikle sig med tiden. Det er vigtigt at forstå, at man ved 5G NR har et nyt startpunkt, hvor al teknologien fra 4G LTE bliver samlet op og følger med over i 5G NR.

1. Frekvenserne er vigtige

Først og fremmest bliver vi nødt til at tale lidt om frekvenser, for det har faktisk meget med 5G NR at gøre.

De lave frekvensbånd under 1 GHz er ikke ret spændende, når vi taler om 5G NR. Disse frekvensbånd vil blive brugt til den universelle radiodækning over hele landet. Her skal du ikke forvente det store tigerspring udover en lavere latency (svartider) og lidt mere kapacitet.

Frekvenserne mellem 1,8 og 6 GHz er derimod meget spændende. Her kommer nye teknologier som Massive MIMO og beamforming ind i billedet. Det forklarer jeg mere om længere nede i artiklen.

BAGGRUND: Sådan giver MIMO dig højere datahastighed

I første omgang er det frekvenserne under 6 GHz, som bliver udrullet over hele landet. Først senere kommer de højere frekvensbånd på >20 GHz.

Det er de højere frekvensbånd på >20 GHz, som eksperterne (og uvidende journalister), altid taler om, når de skal fremhæve de utrolige datahastigheder med 5G NR. De højere frekvensbånd kaldes også for mmWave frekvensbånd.

mmWave frekvensbåndene

Hvis jeg skal stille det lidt firkantet op, så kan man sige, at frekvensbånd under 1 GHz ikke rigtigt byder på så meget ekstra. Hvor et teleselskab i dag med 2×20 MHz kan levere op til 150 Mbit/s downloadhastighed med 4G LTE, så vil hastigheden stige op til ~200 Mbit/s med 5G.

Der er altså ikke her, at du skal forvente den store forskel. Hvor stor forskellen vil være i praksis er endnu svært at spå om.

Det er på frekvensbåndene mellem 1 og 6 GHz, at tingene betyder at tage fart.

På disse såkaldte midter-frekvensbånd kan der leveres hastigheder på 2 til 5 Gbit/s afhængig af, hvilke teknologier og frekvensbånd der tages i brug. Du kan læse mere om dette under punktet kapacitet.

På de høje frekvensbånd, kaldet mmWave frekvenser, begynder der for alvor at komme fart over feltet med brugerhastigheder på 10 til 20 Gbit/s.

Alle hastighederne skal taget med et stort gran salt. De reelle hastigheder beror på alverdens mellemregninger, som omfatter alt lige fra hvilke frekvensbånd teleselskaberne har licens til, valg af teknologiske løsning og 117 andre ting.

Men det vil ikke være helt forkert at påstå, at du med 5G NR vil have adgang til en trådløs fiberforbindelse i lommen.

I vores tech-podcast i episode 61 og episode 62 går vi i dybden med 5G-frekvenserne.

2. Latency

Latency er det du som forbruger for alvor bemærker. De fleste almindelige brugere kender måske udtrykket “ping-tid” fra online spil.

Lidt firkantet kan man sige at latencyen er hvor hurtig netværket kan flytte data mellem det bagvedliggende netværk, radionetværket (sendemasterne) og din smartphone. Netop latency er blevet markant forbedret i 5G NR.

Hvor man med 4G LTE under optimale forhold kunne opnå en latency på 15-25 millisekunder – svarende nogenlunde til en almindelige xDSL kobberforhindelse – så kan man med 5G NR opnå en latency ned til 1-2 millisekunder. Dette er meget tæt på latency på en fiberforbindelse.

Her skal man huske på, at de nævnte tal i millisekunder er målt mellem selve radionetværket (mobilmasten) og en smartphone. Den oplevede latency i f.eks. spil vil være højere. Her spiller det ind, at data skal transporteres rundt på internettet.

Man kan med 5G NR opnå en latency, der kan konkurrere direkte med fiberforbindelser – også selvom det kan være svært at forstå.

LÆS OGSÅ: Sådan blev 5G-frekvenserne fordelt

3. Kapaciteten

Du har muligvis hørt om Massive MIMO, der er en antenneteknologi, som så at sige genbruger de samme frekvensbånd flere gange i forskellige datastrømme, som kan sendes til en eller flere telefoner på samme tid.

Man kan sige det på den måde, at der kan sendes mere end ét signal på samme tid på samme frekvensbånd.

F.eks. kan man som standard overføre op til ~150 Mbit/s over et frekvensbånd på 2×20 MHz med 4G LTE.

Med Massive MIMO sætter teleselskabet en ny slags antenne på mobilmasten. Antennen indeholder mellem 8 og 32 små antenner, som kan sende på samme frekvensbånd.

4G LTE telefoner bruger to antenner til at sende og to antenner (MIMO 2×2) til at modtage med. Ved brug af Massive MIMO på et 4G netværk kan teleselskabet i praksis fem-doble kapaciteten på frekvensbåndet.

Udfordringen er, at 4G LTE smartphones ikke understøtter alle antennerne i Massive MIMO, men som standard kun MIMO 2×2 eller MIMO 4×4 på de nyere high-end smartphones.

5G NR understøtter som standard Massive MIMO med minimum 32 antenner, men der er faktisk allerede udstyr med både 96 eller 128 antenner på markedet.

Hvad betyder det så for dig som forbruger? Det betyder bedre dækning, og en langt højere kapacitet og hastighed.

Ulempen er, at Massive MIMO ikke fungerer med de lave frekvensbånd under 1 GHz, da det kræver, mange antenner i din smartphone. Derfor er Massive MIMO en teknologi, som bliver brugt på 1.800 MHz og derover.

Ud over både øget kapacitet og højere hastigheder giver Massive MIMO også bedre signalstyrke at den simple grund, at der med flere antenner er flere datastrømme, som transmitteres til og fra din smartphone. Derved bliver dataoverførslen mere robust, og den oplevede dækningen bliver bedre.

4. Beamforming

Det virkelig spændende er, at teleselskaberne med Massive MIMO også får mulighed for at lave beamforming. Dette er en teknologi, hvor mobilmastens antenne kan bestemme, hvor radiosignalerne sendes hen.

Med den nuværende teknologi sender en antenne radiosignaler ud over et stort område – man kan sige at signalerne bliver spredt for alle vinde.

Forestil dig at mobilmastens antenne bliver som en stor lommelygte, som kan fokusere på bestemte områder eller brugere. Ved at fokusere radiosignalerne kan man opnå højere datahastigheder og effektivisere brugen af frekvensbåndet ved at fokusere signalerne i forskellige retninger.

Det er også denne beamforming, som gør det muligt, at sikre endnu bedre dækning. Med beamforming kan man benytte 3,5 GHz frekvensbåndet og levere en dækning som svarer til den samme dækning, der kan leveres på 1.800/2.100 MHz frekvensbåndet. Normalt har 3,5 MHz en meget begrænset rækkevidde, men denne ulempe fjerner beamforming.

Det er super interessant for der er masser af ledige frekvenser på 3,5 GHz frekvensbåndet. Ved at udnytte 3,5 GHz frekvensbåndet kan man levere rasende hurtige overførselshastigheder uden at det går ud over dækningen.

Helt sådan kommer det ikke til at fungere i praksis, men kapaciteten på hvert enkelt frekvensbånd på 1.800 MHz og derover, vil med beamforming antenneteknologi og massive MIMO kunne levere langt mere data end med den nuværende 4G LTE teknologi.

Kender du nogle de folk, der altid siger at mobilt bredbånd ikke kan erstatte en fiber, for det er der ikke kapacitet til? Med 5G NR og Massive MIMO skal disse folk nok til at genoverveje deres standpunkt.

5. Network slicing

Nej det handler ikke om, hvordan man slicer en pizza – og så dog alligevel. Networks slicing er ikke noget helt nyt, for teknologien var allerede tilstede i 4G LTE. Kort fortalt kan man med network slicing dele mobilnetværket op, så visse brugere får deres eget netværk.

Med network slicing kan virksomheder købe en fast kapacitet på mobilnetværket, og få deres eget netværk gennem mobilselskabets bagvedliggende netværk.

Det kan være lidt svært at komme med nogle gode eksempler, men man skal forestille sig at flere forskellige logiske netværk, der kører på den samme delte fysiske netværksinfrastruktur.

Med network slicing kan man f.eks. tildele en række brugere en fast kapacitet og al datatrafikken er afskærmet fra resten af netværket.

Forestil dig en røgdykker, som har GoPro kamera fastspændt på hjelmen. Røgdykkeren har kameraet med ind i en røgfyldt bygning og kameraet sender live med 5 Mbit/s tilbage til indsatslederen, som modtager videosignalet med 5 Mbit/s.

Datastrømmen holdes på brandvæsenets egen del af 5G NR netværket, og fordi teleselskabet garanterer Quality of Service, så fungerer streaming af videoen, selvom mobilnetværket er overbelastet i området pga. af alle tilskuerne, som livestreamer til Facebook.

Hvis vi lige skal tilbage til eksemplet med en pizza, så svarer det til, at mobilselskabet altid garanterer at der er to slices pizza til rådighed uanset om der er 5, 10 eller 20 andre der også vil have et stykke pizza.

Mere til historien

5G NR består faktisk at to standarder; Standalone (SA) og Non-standalone (NSA). NSA betyder, at 5G netværket kun fungerer, hvis mobilnetværks kontrolfunktioner kører via 4G LTE. NSA udgaven er den, som kommer først på markedet. 5G NSA er altså afhængig af et fungerende 4G LTE netværk, hvorimod SA kan køre fuldstændig selvstændigt uden et 4G LTE netværk. SA kommer lidt senere på markedet.