5G Light eller Ægte 5G – er 100 Mbit/s ‘light’ ?

4

BAGGRUND: I flere medier kan man læse, at TDCs nye 5G net bliver “5G-Light”. Men passer det? Forstå forskellen på Light og Ægte 5G.

network-5G
5G Light og Ægte 5G er ord som marketingsfolkene fyrer af, men kan man overhovede tale om 5G-Light?

5G er langt om længe på vej til Danmark og nu begynder alle marketingfolkene at bruge de svære tekniske betegnelser, som om det var morgenmadsprodukter, de skulle beskrive. Tilføj blot lidt mælk så smager det hele af en skøn blanding mellem chokolade, sukker og sunde fibre.

TDC er klar med 5G den 7. september

Men med den slags floskler bliver man ikke meget klogere på produktet. Sådan er desværre ALT for tit i telebranchen. 5G-udrulingen er ingen undtagelse. Eller rettere sagt så hedder det 5G New Radio eller forkortet “5G NR“.

5G NR er ligesom 4G LTE blevet hypet i årevis. Forventningerne til den nye teknologi er derfor skyhøje. Almindelige mennesker kan derfor næsten kun blive skuffede, men det er der ikke grund til, hvis man forstår lidt af den bagvedliggende teknologi.

Står du alene eller sammen?

5G NR er ikke bare 5G NR. Der findes forskellige teknologier, som man skal være bekendt med. Marketingfolk og journalister kan finde på at benytte termer som “5G-Light” eller “Ægte 5G” for at beskrive forskellen mellem 5G NR, der kører på lave frekvensbånd under 1 GHz og de høje frekvensbånd over 1 GHz. Men det er faktisk lidt mere kompliceret.

På de lave frekvensbånd er hastigheden med 5G NR ikke ret meget hurtigere end hvad man oplever med 4G LTE. Hvor stor forskellen er, afhænger af, om der benyttes non-standalone eller standalone 5G NR. Kort fortalt findes der nemlig to versioner af 5G NR.

Non-standalone betyder, som navnet antyder, at radioforbindelsen ikke kan bruges alene. Non-standalone 5G NR skal bruge 4G LTE nettet til at søge for signaleringen imellem telefonen og netværket. Der skal altså være forbindelse til både et 5G NR og et 4G LTE mobilnetværk på samme tid. Man kan sige, at non-standalone er en slags overbygning på 4G LTE netværket.

I praksis betyder det, at leverer et teleselskab 5G NR på 700 MHz, så kræver det samtidig radiosignalet fra et andet frekvensbånd, der benytter 4G LTE. Det kunne f.eks. være 800 eller 1.800 MHz frekvensbåndet.

Teknisk benævnes det som et “anker bånd”. Teleselskabet kan vælge et fast anker 4G LTE bånd, som f.eks. 1.800 MHz, eller det kan være alle tilgængelige 4G LTE frekvenser (800/900/1800/2.100/2.600 MHz), som telefonen har adgang til.

TDC har ikke noget fast ankerbånd. 5G NR signaleringen kan hånderes uanset, hvilket 4G LTE frekvensbånd telefonen har forbindelse til.

5G NR bliver en overbygning på 4G

I praksis betyder det, at 5G NR radiodækningen på 700 MHz aldrig kan blive bedre end 4G LTE dækningen på 800 MHz, da 5G NR konstant har brug for at have forbindelsen til 4G LTE netværket. Dermed bliver non-standalone 5G NR blot en slags overbygning til 4G LTE netværket. Her kan datahastigheden dog øges, mens f.eks. latencyen (pingtid) ikke reduceres nævneværdig.

Standalone 5G NR giver derimod mulighed at køre 5G NR helt uden indblanding af 4G LTE netværket. Her vil latencyen blive lavere. Ved at benytte standalone 5G NR kan teleselskabet levere tjenester som network slicing, der er et af de store “buzz words” ved 5G NR.

For at gøre det hele endnu mere kompliceret, så kommer vi højest sandsynligt til at se en skøn blanding af non-standalone og standalone 5G NR i fremtiden – eventuelt i bladning med Dynamic Spectrum Sharing (DSS), hvor man kan køre både 4G LTE og 5G NR på samme frekvensbånd.

Over de næste 5-6 år, indtil 5G NR bliver den dominerende teknologi, vil der være brug for at udnytte de forskellige frekvensbånd så effektivt som muligt. På de lave frekvensbånd beror fordelingen på, hvilke frekvensbånd teleselskaberne har til rådighed, og hvilken netværksstrategi teleselskaberne har.

USA vs. Danmark

Kigger vi en tur over til USA, hvor de er et par år foran Danmark, kan man se, at det førende 5G-teleselskab, T-mobile, benytter non-standalone på frekvenserne mellem 700-2.500 MHz. Det lave frekvensbånd på 600 MHz (som vi ikke har i Danmark) kører primært standalone. Ved at benytte standalone på 600 MHz leveres der god radiodækning uafhængigt af selskabets 4G LTE netværk. I de områder der har god 4G LTE dækning, benyttes non-standalone 5G NR, for at maksimere udnyttelsen af frekvensbåndene til både 4G LTE/5G NR og derved øge både kapacitet og hastighed.

Herhjemme i Danmark ved vi allerede at både 3 og TDC i starten udruller non-standalone 5G NR.

Forvirret? Bare rolig det bliver lidt mere kompliceret.

5G NR på høje frekvenser

5G NR på høje frekvenser kalder marketingfolkene for “Ægte 5G”, men hvad den betegnelse i virkeligheden dækker over, er svært at sige præcist. Betegnelsen “Ægte 5G” dukker ofte op, når der er tale om 5G NR på 3.500 MHz frekvensbåndet. Dette frekvensbånd er nemlig sammen med 700 MHz frekvensbåndet internationalt set de to frekvensbånd, der er såkaldte primære bånd. Det vil sige, at alle 5G NR smartphones understøtter 700 og 3.500 MHz.

Rent tekniske fungerer 5G NR dog forskelligt på de to frekvensbånd. På de lave frekvenser under 2 GHz benyttes “Frequency division Duplex” (forkortet FDD eller FD). Frekvenser over 2 GHz benytter generelt “Time Division Duplex” (Forkortet TDD eller TD). Her skal det siges, at der er ingen tommelfingerregel uden undtagelser, så vi kommer sikkert til at se 5G NR med Frequency Division Duplex på frekvensbåndene over 2 GHz.

Forskellen mellem de to teknologier er, at FDD f.eks. benytter en frekvensblok med 10 MHz til at sende og en frekvensblok med 10 MHz til at modtage data. Dette kan beskrives som 10+10 MHz og kaldes parrede frekvenser.

Et teleselskab som 3 har 10+10 MHz på 700 MHz frekvensbåndet. Derfor benyttes FDD.

TDC har 15+15 MHz på 700 MHz frekvensbåndet og benytter også FDD.

På 3.500 MHz får teleselskaberne derimod ikke parrede frekvenser, men blot en frekvensblok på f.eks. 60-100 MHz bredde. Så i stedet for at sende og modtage data på forskellige frekvensblokke, så sendes og modtages der skiftevis på den samme frekvensblok. Dette styres ved skiftevis at sende/modtage med et lille bitte tidsinterval – deraf betegnelsen Time Division Duplex (TDD).

Retningsbestemte signaler

Fordelen ved at benytte de høje frekvensbånd på f.eks. 3.500 MHz er, at de er yderst velegnede til Massive-MIMO og beamforming. Det var så to nye ord, som vi også lige skal lære.

Massive-MIMO betyder, at senderen oppe i mobilmasten indeholder en masse antenner – 64, 96, 128 eller flere – som kan sende til mange forskellige smartphones på samme tid. Fordi der kan sendes forskellige signaler til forskellige smartphones på samme tid, så bliver kapaciteten og overførselshastigheden meget høj.

Beamforming er den anden vigtige teknologi som gør 5G NR i TDD versionen endnu bedre. Med beamforming kan radiobølgerne sendes direkte mod den aktive smartphone. Ved at koncentrere radiosignalerne kan der leveres bedre oplevet radiodækning og højere hastigheder.

Beamforming kan også beskrives som forskellen på et lysstofrør og et spotlys. Lysstofrøret spreder lyset ud over hele området, hvilket giver lys over det hele – men ikke ret godt lys. Spotlyset spreder ikke lyset ret meget, men derimod bliver lyset meget kraftigt i det område, hvor spotlyset er rettes mod. Beamforming fokuser radiobølgerne direkte mod den enkete smartphone. Derved øges dækning, kapacitet og overførselshastighed.

Beamforming har også den anden egenskab som er værd at bemærke. Beamforming kan give markant bedre oplevet dækning og hastighed i udkanten af mobilmastens dækningsområde, fordi mobilmaster med beamforming ikke i samme grad støjer i de områder, hvor mobilmasternes radiodækning overlapper hinanden. Den egenskab vil give bedre oplevet dækning i specielt storbyerne.

Massive-MIMO og beamforming fungerer på frekvenser på over 1.800 MHz. 5G NR der benytter time division, massive-MIMO og beamforming kan levere rasende hurtige hastigheder på f.eks. 3500 MHz frekvensbåndet.

Light og ægte – er 100 Mbit/s “light”?

Så når marketingfolkene (og journalister) taler om 5G Light, taler de altså ofte om 5G NR i frekvensbåndet under 1 GHz. Det er her hastigheden er begrænset, fordi teleselskaberne kun har nogle mindre frekvensopdelte blokke.

Afhængigt af frekvenser, om der benytte non-standalone eller standalone samt om der benyttes Dynamic Spectrum Sharing, så vil kapaciteten typisk ligge på 200-400 Mbit/s (afhængig af de tilgængelig frekvensbånd). Det kan man selvfølgelig godt kalde for en slags “light”. Men kan man kalde en overførselshastighed på over 100 Mbit/s for “light”?

Går vi op på frekvensbåndene mellem 1.800-3.500 MHz så kommer der for alvor turbo på kapaciteten (og hastigheden). Det er sikkert dette faktum, som gør at nogen kalder det “Ægte 5G”. Er det så også “Ægte 5G”, når TDC engang ude i fremtiden kører 5G NR i TDD versionen på den 60 MHz uparrede frekvensblok, de har licens til på 2.300 MHz frekvensbåndet?

Hvis man skal følge rationalet, så er TDCs nye 5G-net et “5G-Light”-netværk, fordi de i første omgang primært kører på det lave frekvensbånd på 700 MHz i en kombination af non-standalone 5G NR, og fordi hastigheden kun måles i nogle få hundrede megabit i sekundet.

Men kan man overhovedet kalde det “Light” og “Ægte 5G”? Hvorfor ikke blot kalde det hele for 5G NR, og så forklare at der er hastighedsforskel afhængig af den valgte teknologi og frekvensbånd?

På 4G LTE kalder vi det jo heller ikke “Ægte 4G” og “4G Light”. De fleste almindelige mobilbrugere har ingen fornemmelse for, om deres smartphone har radioforbindelse via 4G LTE på 800, 1.800, 2.100 eller 2.600 MHz. De fleste almindelige mobilbrugere er da heller ikke klar over, hvad forskellen på 4G og 4G+ betyder, selvom det står på skærmen i deres smartphones.

BAGGRUND: 5G-frekvensbånd: Dette skal du vide, når du køber en 5G-telefon

Men hvad siger du kære læser? Er TDCs nye 5G netværk “Light”, “Ægte” eller er det hele fuldstændig lige meget for det hele er 5G NR? Kommentarfeltet er åbent.

Synes det dette var spændende? Vil du have flere tech-historier, så få dem gratis i indbakken to gange om ugen. Tilmeld dig her. Frameld når du har lyst.

Mere til historien

TDCs nye 5G mobilnetværk benytter i starten 5G NR i non-standalone versionen. TDC har på 700 MHz frekvensbåndet licens til 15+15 MHz parrede frekvenser samt 20 MHz såkaldte SDL-frekvenser, der kan bruges til download. SDL frekvenserne vil dog ikke blive udnyttet i første omgang, men kan tages i brug på et senere tidspunkt. SDL frekvenser kan kun bruges til download.