Asiantuntija-artikkeli: 5G-standardi valmistui – mitä tarkoittaa?

Tulevaisuuden 5G-mobiilimaailma lähestyy. Tästä saatiin todiste, kun 3GPP-järjestö jäädytti 5G:n Release 15 -sarjan tekniset spesifikaatiot äskettäin. Näin verkkolaitetoimijat ja operaattorit voivat varmistaa yhteensopivuuden, kertoo asiantuntija-artikkelissa 5G:stä kirjaa tekevä Jyrki Penttinen.

ITU (International Telecommunications Union) toimii matkaviestinalalla luoden kansainväliset pelisäännöt mobiilisukupolville. 5G ei tee poikkeusta tästä. Uusimpana ITU:n radiosektori ITU-R on tehnyt globaalin 5G-vaatimussetin pohjautuen IMT-2020 (International Mobile Telecommunications) -dokumenttiin, jonka tarkoituksena on luoda yhteismitallinen ja yhteensopiva 5G-ekosysteemi.

Tulevan 5G-tekniikan virallinen logo. Lähde: 3GPP

3GPP lähettää 5G-teknologiaehdotuksensa ITU:n evaluointiin vuoden 2019 aikana. Nyt valmistunut Release 15 on 3GPP:n alkuvaiheen ehdotus kyseiseen prosessiin, ja 3GPP:n lopullinen 5G-ehdotus perustuu tulevaan Release 16:n mukaiseen ratkaisuun.

Siinä, kun Release 15 otetaan piakkoin jo käytäntöön, parhaillaan työstettävä Release 16 on 3GPP:n seuraava iso standardijulkaisu. Se sisältää aiempien 3GPP-teknologioiden ohella myös 5G:n jatkokehityspolun, ja se määrittää 5G:n toisen vaiheen.

Release 16 valmistu nykyisten arvioiden mukaan joulukuussa 2019 eli puolentoista vuoden kuluttua. Kuva 1 esittää 3GPP:n Release 15:n ja 16:n aikataulun sekä niiden suhteen ITU:n IMT-2020-prosessiin.

Kuva 1. 3GPP Release 15 ja 16, ja niiden linjaus ITU IMT-2020 -valintaprosessin kanssa. Kuvan vaiheessa 1, 3GPP on toimittanut ITU:lle 5G:n luonnospohjan. Release 15 on jäädytetty RAN-kokouksessa #80, ja 3GPP toimittaa sen mukaisen ensimmäisen version 5G-kandidaatin tiedoksi ITU:n 5D-työryhmän kokoukseen #31 (kuvan vaihe 2). 3GPP:n Release 16 valmistuu arvioiden mukaan vuoden 2019 loppuun mennessä, ja 3GPP toimittaa siihen pohjautuen lopullisen 5G-ehdotuksensa ITU:lle (kuvan vaihe 3).

 

 

 

 

3GPP on halunnut uudella versiollaan varmistaa, että verkko-operaattoreilla on riittävästi vaihtoehtoja 5G-palveluiden vaiheittaiseen ja jouhevaan käyttöönottoon.

3GPP julkaisi siksi jo viime vuoden joulukuussa 5G:n esiasteen mahdollistavan Non-Standalone -moodin (NSA), joka on nyt julkaistussa Release 15:ssä. Se mahdollistaa 5G-palveluiden käytön perustuen 5G-päätelaitteisiin ja 4G-runkoverkkoon.

NSA onkin kaikkein todennäköisin useimpien verkko-operaattoreiden alkuvaiheen 5G-verkkojen variantti, koska sillä voidaan hyödyntää tehokkaasti jo olemassa oleva infrastruktuuri. Sillä saadaan myös esimakua 5G-palveluista, sillä varsinainen, uudistettu 5G-järjestelmä radio- ja runkoverkkoineen (Standalone, SA) otetaan käyttöön myöhemmin.

Kuva 2. 5G:n peruspilareista kehittynyt laajakaistamobiili tulee käyttöön 3GPP Release 15:n myötä, ja muut pilarit tulevat mukaan Release 16:n myötä.

Vaikka ensimmäinen versio Release 15:n 5G-spesifikaatiosta on jäädytetty, kestää vielä jonkin aikaa, ennen kuin vastaava implementointiohjeistus on täysin valmis, ja loputkin tekniset detaljit on viimeistelty.

ASN.1 -notaatiosetti NSA-moodille on jo valmistunut, jolla on voitu kiirehtiä ensimmäisten 5G-laitteiden käyttöönottoa. Aika-arvio ASN.1  -notaatiosetin valmistumiseen SA-moodille on tämän vuoden syyskuussa.

Jyrki Penttisen aiempi 5G-artikkeli on julkaistu 9.5 ilmestyneessä Uusiteknologia-lehdessä. Voit lukea lehden veloituksetta nettiselaimellasi. (LINKKI)

3GPP:n implementointiohjeistuksen perusteella laitevalmistajat voivat rakentaa verkkoelementit ja palvelut standardin mukaisiksi. Onkin todennäköistä, että alamme nähdä ensimmäisiä NSA-moodin mukaisia standardit täyttäviä 5G-verkkoja varsin pian, mahdollisesti jo tämän vuoden aikana.

5G on suunniteltu siten, että sen peruselementtejä voidaan optimaalisesti sovittaa eri ympäristöihin. Näitä ovat kehittynyt laajakaistapalvelu (eMBB, evolved Mobile Broadband), kriittinen viestintä (CriC, Critical Communications) sekä laaja esineiden Internet (mIoT, massive IoT).

Niiden ohessa voidaan muiksi tärkeimmiksi elementeiksi listata myös ajoneuvoliikennöinti sekä kehittynyt verkon ohjaus ja valvonta, joka perustunee etenevissä määrin tekoälyratkaisuihin ja itseoppiviin koneisiin verkon suorituskyvyn optimoimiseksi.

Release 15 sisältää näistä elementeistä jo eMBB:n, jolla saadaan merkittävästi nykyisiä nopeampia datayhteyksiä moneen käyttökohteeseen. Release 16 tuo mukanaan loput suunnitelluista elementeistä, jolloin 5G alkaa tukea suurta määrää Internet-kytkettyjä IoT-laitteita ja kenties myös itseohjaavien ajoneuvojen välistä liikennöintiä.

Lähteet:  3GPP:n Release 15:n ja 16:n aikataulu (LINKKI), Release 15 (LINKKI) ja ITU-R:n IMT-2020 -valintaprosessin aikataulu (LINKKI) sekä aiemmat 5G-tekniikkaa koskevat uutiset Uusiteknologia.fi:ssä (LINKKI).

TAUSTAA: Artikkelin kirjoittaja tekniikan tohtori Jyrki Penttinen on toiminut matkaviestintäalalla vuodesta 1994 lähtien. Hän on perehtynyt kaikkiin matkaviestinnän sukupolviin ja julkaissut useita matkapuhelinverkkoja koskevia oppikirjoja. Hän on kirjoittanut 5G-tekniikasta Uusiteknologia-lehteen ja viimeistelee parhaillaan uusinta englanninkielistä 5G-tekniikasta kertovaa kirjaansa.

Kuva: Qualcomm

Tärkeimmät teknologiauutiset kätevästi myös uutiskirjeenä! Tilaa (LINKKI)

LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta!