Difference between revisions of "5G: Indoor Network"

From OnnoWiki
Jump to navigation Jump to search
(Created page with "Sumber: https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/white-papers/bringing-5g-networks-indoors With 5G networks now on the air from Tier One operators around the world, t...")
 
 
(21 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
 
Sumber: https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/white-papers/bringing-5g-networks-indoors
 
Sumber: https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/white-papers/bringing-5g-networks-indoors
  
 +
Dengan jaringan 5G yang sekarang mengudara dari operator Tier Satu di seluruh dunia, ada semangat yang luar biasa dengan teknologi baru ini dan apa artinya bagi masa depan. Optimisme seputar 5G ini dibenarkan dan diharapkan mengingat berbagai kemampuan baru dan lebih baik termasuk peningkatan besar-besaran dalam kecepatan broadband, latensi sangat rendah, dukungan perangkat IoT dalam jumlah besar dan kasus penggunaan penting yang memerlukan tingkat keandalan dan keamanan tertinggi. Beberapa keuntungan ini dapat dicapai dengan peningkatan perangkat lunak dari sistem LTE yang ada, sementara yang lain terkait langsung dengan spektrum baru, teknologi radio, dan arsitektur penyebaran.
  
 +
Untuk jaringan Indoor (dalam ruangan), 5G akan memberikan pengalaman baru bagi konsumen, kemungkinan baru untuk efisiensi operasional dengan IoT, otomasi industri, dan layanan komunikasi baru. Namun ada banyak pertanyaan di industri seputar tantangan dan peluang unik dalam menghadirkan 5G indoor.
  
−
With 5G networks now on the air from Tier One operators around the world, there is significant excitement about this new technology and what it means for the future. This optimism surrounding 5G is justified and expected given the range of new and improved capabilties including massive increases in broadband speeds, ultra low latency, support of massive numbers of IoT devices and mission-critical use cases requiring the highest levels of reliability and security. Some of these gains will be achievable with a software upgrade of existing LTE systems, while others are tied directly to new spectrum, radio technologies and deployment architectures.
+
5G memperkenalkan perubahan evolusioner dan revolusioner dibandingkan dengan generasi sebelumnya. Hal ini menimbulkan menimbulkan pertanyaan terkait cara terbaik untuk menghadirkan kemampuan baru ini ke ruang indoor, seperti,
  
−
WHITE PAPER   
+
* Apa penggunaan (use case) 5G untuk aplikasi indoor?
−
When it comes to indoor networks, 5G means new experiences for consumers, new possibilities for operational efficiency with IoT, industrial automation and new communication services. However there are many questions in the industry surrounding the unique challenges and opportunities of bringing 5G indoors.
+
* Spektrum / frekuensi yang sebaiknya digunakan?
  
−
5G introduces both evolutionary and revolutionary changes compared to previous generations, resulting in questions related to how best to bring these new capabilities to indoor spaces. These questions are in three different areas:
 
  
−
What 5G use cases are applicable indoors?
+
==5G indoor use case==
−
What spectrum can be utilized?
 
−
What are the challenges and benefits of different indoor network architectures: DAS, distributed radio, small cells?
 
−
This white paper will explore these questions, compare different options available to network operators for deploying 5G technology indoors, and provided recommendations on the optimal solutions.
 
  
−
5G indoor use cases
+
Pengenalan 4G LTE telah merevolusi jaringan broadband seluler. Perubahan radikal dalam masyarakat konsumen telah dimungkinkan oleh peningkatan besar-besaran dalam throughput dan kapasitas, memungkinkan seluruh ekosistem baru di sekitar aplikasi smartphone yang bermanfaat / berdampak ekonomis. Dengan cara yang sama bahwa mustahil untuk memprediksi transformasi yang dimungkinkan oleh 4G, industri berada di ambang transformasi yang lebih mendasar dengan 5G. Selain kemajuan dalam broadband seluler multi-Gbps, 5G akan memperkenalkan arsitektur fundamental baru untuk mendukung aplikasi Massive IoT dan Critical Realtime IoT. Berikut adalah use case 5G yang terbagi dalam tiga kategori utama, hanya sebagian yang relevan untuk menggunaan indoor.
−
The introduction of 4G LTE has revolutionized mobile broadband networking. Radical changes in consumer society have been enabled by massive increases in throughput and capacity, enabling entire new ecosystems around the smartphone app economy. In the same way that it was impossible to predict the transformation enabled by 4G, the industry is on the verge of an even more fundamental transformation with 5G. In addition to advances in multi-Gbps mobile broadband, 5G will introduce fundamentally new architectures to support Massive IoT and Critical Realtime IoT applications. Ericsson has divided 5G use cases into three primary categories, of which only a subset are relevant indoors.
 
  
−
Figure 1 - 5G offers a variety of use cases – the use cases that are relevant indoors are filled in with color
+
[[File:5G-case.webp|center|400px|thumb|Figure 1 - 5G offers a variety of use cases – the use cases that are relevant indoors are filled in with color]]
−
Figure 1 - 5G offers a variety of use cases – the use cases that are relevant indoors are filled in with color
 
  
−
Enhanced mobile broadband
+
==Enhanced mobile broadband==
  
−
Enhanced mobile broadband is the step change in bandwidth coming from 5G that will enable new user experiences that benefit from that increase. While 4G LTE is evolving and offers speeds over 1Gbps with advances such as LAA and Massive MIMO, 5G will enable bandwidths up to 10 and 20 Gbps depending on available spectrum. In a building, this will enable new Augmented Reality, Virtual Reality and Mixed Reality applications delivered to wireless devices which has application in manufacturing and entertainment. 5G will also enable wireless streaming cameras with 4K and even 8K resolution. This could enable wireless security cameras, streaming of high-resolution video for training or education, or in more public spaces, upload of video to social media. These use cases are all relevant in indoor environments.
+
Enhanced mobile broadband adalah langkah perubahan bandwidth yang berasal dari 5G yang akan memungkinkan user experience lebih baik dengan memanfaatkan peningkatan. Sementara 4G LTE berkembang dan menawarkan kecepatan lebih dari 1Gbps dengan kemajuan seperti License Assisted Access (LAA) dan Massive MIMO, 5G akan memungkinkan bandwidth hingga 10 dan 20 Gbps tergantung pada spektrum yang tersedia. Di gedung (indoor), ini akan memungkinkan aplikasi Augmented Reality, Virtual Reality, dan Mixed Reality baru dikirimkan ke perangkat nirkabel yang memiliki aplikasi di bidang manufaktur dan hiburan. 5G juga akan mengaktifkan kamera streaming nirkabel dengan resolusi 4K dan bahkan 8K. Ini dapat mengaktifkan wireless security camera, streaming video beresolusi tinggi untuk pelatihan atau pendidikan, atau di lebih banyak ruang publik, mengunggah video ke media sosial. Kasus penggunaan ini semuanya relevan di lingkungan dalam ruangan.
  
−
Peak data rates and capacity for mobile broadband are constrained by the amount of RF spectrum available – although 5G can use existing spectrum more efficiently than LTE in some cases, improvements in mobile broadband speeds would be constrained by available spectrum. Fortunately, national regulatory agencies around the world have responded to this need.
+
Peak data rate dan kapasitas untuk broadband seluler dibatasi oleh jumlah spektrum RF yang tersedia – meskipun 5G dapat menggunakan spektrum yang ada secara lebih efisien daripada LTE dalam beberapa kasus, peningkatan kecepatan broadband seluler akan dibatasi oleh spektrum yang tersedia. Hal ini merupakan tantangan untuk KOMINFO yang mengatur kebutuhan ini.
  
−
Massive IoT
+
Aplikasi Enhanced mobile broadband menjadi menarik untuk di aplikasi indoor 5G di Indonesia. Terutama di tempat berkumpulnya massa / komunitas seperti kompleks perkantoran, Mall bahkan mungkin di taman kota. Hal ini menjadi menarik jika bisa di operasikan oleh pemerintah kota untuk akses informasi masyarakat.
  
−
Massive IoT is the range of use cases that rely on broad, low cost coverage to carry very small data messages from thousands of devices. These are not time critical messages but rather insensitive to small delays, instead prioritizing cost and battery life.
+
==Massive IoT==
  
−
Primary examples of Massive IoT are for smart meters, sensor networks and tracking. All three of these use cases could be applicable in buildings. Some use cases are identified below:
+
Massive IoT adalah rangkaian kasus penggunaan yang mengandalkan cakupan luas dan berbiaya rendah untuk membawa message data yang sangat kecil (pendek) dari ribuan perangkat. Ini bukan pesan kritis waktu tetapi agak tidak peka terhadap delay yang kecil, melainkan memprioritaskan biaya dan masa pakai batere.
  
−
New smart building technologies to track and manage the indoor environment - temperature sensors, motion sensors, light sensors all tied to the HVAC units, automated window shading and lighting systems
+
Contoh utama dari Massive IoT adalah untuk smart meter, sensor network, dan tracking. Ketiga kasus penggunaan ini dapat diterapkan di indoor. Beberapa kasus penggunaan diidentifikasi di bawah ini:
−
Object tracking – a hospital, for example, tracking beds, equipment carts, individual portable machines. A stadium can track fresh beer kegs (and their temperature), lines at concessions and restrooms, and other opportunities. Other examples include an airport tracking wheelchairs, carts, and accessibility vehicles
 
−
Tracking scanners, devices, and other equipment and logistic applications in indoor environments like factories or distribution centres
 
−
Massive IoT applications are beginning to be deployed today with 4G LTE technology. The LTE standard contains specific techniques to enable low-bandwidth, very low power devices to coexist in the same network as high-performance smartphones. 5G builds on these LTE capabilities, enabling even higher scalability of device density.
 
  
−
Critical IoT
+
* Teknologi smart building untuk melacak dan mengelola lingkungan dalam ruangan - sensor suhu, sensor gerak, sensor cahaya yang semuanya terkait dengan unit HVAC, shading jendela otomatis, dan sistem lampu.
 +
* Tracking objek – rumah sakit, misalnya, melacak tempat tidur, troli peralatan, mesin portabel individu. Dalam sebuah stadion olah raga kita dapat melacak antrean di pintu masuk, antrian di toilet dll. Sementara di Bandara, kita dapat melacak penggunaan kursi roda, troli bagasi, bus / mobil listrik pembawa penumpang, mobil tanki bensin pesawat dll.
 +
* Tracking scanner, berbagai gadget / perangkat, serta aplikasi logistik di lingkungan indoor seperti pabrik atau pusat distribusi
  
−
Critical IoT, unlike Massive IoT, implies extremely high reliability, exceedingly low latency and 99.999% (5 nines) availability. This is where 5G is really separating itself from 4G LTE.
+
Massive IoT applications are beginning to be deployed today with 4G LTE technology. The LTE standard contains specific techniques to enable low-bandwidth, very low power devices to coexist in the same network as high-performance smartphones. 5G builds on these LTE capabilities, enabling even higher scalability of device density.
−
 
 
−
Use cases being tested in this area include remote control of robotic machinery and automated vehicles. Labor regulations and industry standards place extremely stringent requirements on these safety-critical control systems to ensure worker and public safety. 5G networks will achieve end-to-end latencies on the order of 1 millisecond.
 
−
 
 
−
To achieve the reliability, latency and availability expected with these new use cases, networks must evolve to incorporate new technology coming with the 5G standard in 2020. Specifically, the 5G NR standard with Stand Alone core network.
 
−
 
 
−
Some of the low latency aspects will also come from new distributed architectures, where some control and processing occurs at the edge of the network. For an indoor application, this will require a local node either on premise or within a very short distance.
 
−
 
 
−
As discussed above, the nature of the 5G use case desired is critical to understand before attempting to define the technical requirements of the network. Each different use case has different implications for the spectrum required and the architecture required to support.
 
  
−
5G and Spectrum
+
Aplikasi IoT besar-besaran mulai digunakan hari ini dengan teknologi 4G LTE. Standar LTE berisi teknik khusus untuk mengaktifkan bandwidth rendah, perangkat berdaya sangat rendah untuk hidup berdampingan di jaringan yang sama dengan ponsel cerdas berperforma tinggi. 5G dibangun di atas kemampuan LTE ini, memungkinkan skalabilitas kepadatan perangkat yang lebih tinggi.
−
Several new frequency bands have been added to the 3GPP licensed spectrum over the years, and there is a direct correlation between spectrum and bandwidth available for services. To understand this, we can look at the history of cellular technology. Originally, low-band (< 1 GHz) bands dominated which were optimal for wide-area voice and SMS coverage. Operator 1G and 2G networks were universally deployed in these low bands which can be characterized as very broad coverage with limited bandwidth. Operators typically had 10 or 20 MHz of spectrum available in any given market with which to offer services.
 
  
−
With 3G and 4G, many mid-bands (1 – 6 GHz) were added in order to improve mobile broadband. These bands have shorter wavelengths and thus shorter reach, but larger bands of spectrum are available. Recently new spectrum sharing schemes including LAA and CBRS have been introduced in these middle bands. When operators can leverage these new bands, total bandwidth available for end-user services increases significantly. An operator with LTE Advanced service leveraging carrier aggregation across multiple licensed bands plus LAA can offer peak user bandwidth in excess of 1 Gbps.
+
==Critical IoT==
  
−
With 5G, in addition to even more mid-bands, high bands (6 – 60 GHz) are being added which introduce entirely new challenges. mmWave spectrum is getting significant attention because of the extremely high bandwidth available to deploy services, leading to multigigabit speeds for users. The challenge with this high band/mmWave spectrum is that the wavelengths are extremely short and thus the radio waves do not propogate through external or even internal walls.
+
Critical IoT, tidak seperti Massive IoT, menyiratkan keandalan yang sangat tinggi, latensi yang sangat rendah, dan ketersediaan 99,999% (5 sembilan). Di sinilah 5G benar-benar memisahkan diri dari 4G LTE.
  
−
Architecture
+
Use case yang diuji di area ini mencakup remote control mesin robot dan kendaraan otomatis. Peraturan ketenagakerjaan dan standar industri menempatkan persyaratan yang sangat ketat pada sistem kontrol kritis keselamatan ini untuk memastikan keselamatan pekerja dan publik. Jaringan 5G akan mencapai latensi end-to-end sekitaran 1 milidetik.
−
Passive DAS
 
−
As indoor networks have evolved over several generations of wireless standards, a number of deployment architectures have been developed – distributed antenna systems, uncoordinated small cells and distributed radio systems.
 
  
−
Passive DAS
+
Untuk mencapai keandalan, latensi, dan ketersediaan yang diharapkan dengan kasus penggunaan baru ini, jaringan harus berevolusi untuk menggabungkan teknologi baru yang hadir dengan standar 5G pada tahun 2020. Secara khusus, standar 5G NR dengan core network Stand Alone.
  
−
In the era of 2G and 3G, the primary purpose of indoor networks was to extend voice and SMS coverage to large public venues like stadiums and convention centres. For this purpose, DAS was a good choice as it allowed existing base station and radio equipment to remain unchanged. Instead of connecting a high-powered radio to a single antenna on a tower, Passive DAS allowed the high transmit power of macro radios to be distributed across many low-power antenna points within a venue, typically via coaxial cables. This passive distribution of RF was cost-effective for single transmit/receive streams within a limited spectrum range.
+
Beberapa aspek latensi rendah juga akan datang dari arsitektur terdistribusi baru, di mana beberapa kontrol dan pemrosesan terjadi di tepi jaringan. Untuk aplikasi dalam ruangan, ini membutuhkan node lokal baik di lokasi atau dalam jarak yang sangat dekat.
  
−
Figure - Passive DAS
+
Seperti dibahas di atas, sifat use case 5G yang diinginkan sangat penting untuk dipahami sebelum mencoba menentukan persyaratan teknis jaringan. Setiap use case yang berbeda memiliki implikasi berbeda untuk spektrum yang diperlukan dan arsitektur yang diperlukan untuk mendukung.
−
Active DAS
 
  
−
As networks evolved to advanced 3G and 4G technology, the need for higher performance started to stress traditional DAS architectures, resulting in the emergence of the active DAS and uncoordinated small cell markets for indoor coverage. Active DAS replaces much of the coaxial RF cables with structured fiber and copper cabling. Rather than taking the RF signal directly from the radio and directly propagating it, active DAS captured the signals, transmitted them over a digital network within the building, then reconsituted the signals closer to the antenna points. Final leg of transmission still used coaxial cables to a distributed antenna array in a similar way to passive DAS. This solution solved many RF efficiency problems of passive DAS, but at increased cost and complexity for the network between the head-end base stations and the final antenna transmission points.
+
==5G and Spectrum==
  
−
Figure - Active DAS
+
Beberapa pita frekuensi baru telah ditambahkan ke spektrum berlisensi 3GPP selama bertahun-tahun, dan terdapat korelasi langsung antara spektrum dan lebar pita yang tersedia untuk layanan. Untuk memahaminya, kita bisa melihat sejarah teknologi seluler. Awalnya, band low-band (<1 GHz) mendominasi yang optimal untuk cakupan suara dan SMS area luas. Jaringan operator 1G dan 2G digunakan secara universal di pita rendah ini yang dapat dicirikan sebagai cakupan yang sangat luas dengan bandwidth terbatas. Operator biasanya memiliki spektrum 10 atau 20 MHz yang tersedia di pasar mana pun untuk menawarkan layanan.
−
Uncoordinated Small Cells
 
  
−
3G and 4G networks also adopted uncoordinated small cells, similar to other wireless network deployments like Wi-Fi. Indoor small cells often have the advantages of low unit cost and simple installation with IT-grade structured cabling. Since each small cell is a self-contained network element, there can be limited opportunities to take advantage of advanced 4G performance features that rely on combining signals from multiple antenna points in a coordinated way. This ultimately enforces an upper limit on each small cell’s capacity and can require an extra layer of network coordination to ensure seamless mobility across the network.
+
Dengan 3G dan 4G, banyak band menengah (1 – 6 GHz) ditambahkan untuk meningkatkan broadband seluler. Pita-pita ini memiliki panjang gelombang yang lebih pendek sehingga jangkauannya lebih pendek, tetapi tersedia pita spektrum yang lebih besar. Baru-baru ini skema pembagian spektrum baru termasuk Licensed Assisted Access (LAA) dan Citizens Broadband Radio Service (CBRS) telah diperkenalkan di pita tengah ini untuk jaringan private tanpa perlu lisensi operator. LAA dan CBRS dapat di operasikan di US, tapi belum bisa di operasikan di Indonesia. Saat operator dapat memanfaatkan pita baru ini, total bandwidth yang tersedia untuk layanan pengguna akhir meningkat secara signifikan. Operator dengan layanan LTE Advanced yang memanfaatkan agregasi operator di beberapa pita berlisensi plus LAA dapat menawarkan bandwidth pengguna puncak lebih dari 1 Gbps.
  
−
Figure - Uncoordinated Small Cells
+
Dengan 5G, selain lebih banyak pita menengah, pita tinggi (6 – 60 GHz) ditambahkan yang menghadirkan tantangan yang sama sekali baru. Spektrum mmWave mendapatkan perhatian yang signifikan karena bandwidth yang sangat tinggi tersedia untuk menyebarkan layanan, yang mengarah ke kecepatan multigigabit bagi pengguna. Tantangan dengan spektrum band/mmWave tinggi ini adalah bahwa panjang gelombangnya sangat pendek sehingga gelombang radio tidak merambat melalui dinding eksternal atau bahkan dinding internal.
−
Distributed Radio Systems
 
  
−
Most recently, the Distributed Radio architecture was introduced. In a distributed radio system, network functions are distributed between centralized units for flexibility and scalability, with technology-agnostic low power radios ensuring high performance throughout the venue. Like DAS and small cells, distribute radios ensure high RF signal dominance throughout a venue due to placing many low-power transmitters close to the users. Like uncoordinated small cells, they can often use low-cost IT-grade cabling for both signaling and power, and have low unit cost. However since the complex signal processing functions are in a centralized location, capacity can be flexibly shifted between antenna points and advanced coordination features of 4G can be utilized.
+
==Application and recommendations==
  
−
Figure - Distributed Radio Systems
 
−
Application and recommendations
 
 
With such a variety of use cases, technology choices and deployment architectures, it can be bewildering to sort out which are the optimal arhictectural choices for introducing 5G indoors.
 
With such a variety of use cases, technology choices and deployment architectures, it can be bewildering to sort out which are the optimal arhictectural choices for introducing 5G indoors.
  
 
In an indoor environment there are unique considerations. Ericsson recommends a design and deployment approach tightly tied to the intended use cases for the indoor deployment. We take each use case category below.
 
In an indoor environment there are unique considerations. Ericsson recommends a design and deployment approach tightly tied to the intended use cases for the indoor deployment. We take each use case category below.
  
−
Mobile Broadband use cases
+
==Aplikasi dan rekomendasi==
  
−
Although Mobile Broadband is only one of the use case categories supported by 5G, we expect it will be the dominant requirement for initial 5G indoor deployments. In order to enable 5G mobile broadband use cases, there must be sufficient end user bandwidth. Ericsson recommends the following for indoor 5G mobile broadband deployments.
+
Dengan beragamnya use case, pilihan teknologi, dan arsitektur penerapan, dapat membingungkan untuk memilah pilihan arsitektur mana yang optimal untuk memperkenalkan 5G di indoor. Berikut adalah beberapa use case dan arsitektur teknologi terkaitnya.
  
−
Wide channel bandwidths (up to 100 MHz)
+
===Use Case Mobile Broadband===
−
Higher order MIMO (e.g. 8x8)
 
−
Coordinated RAN with outdoor network to reduce indoor dominance requirements; indoor and outdoor networks complement each other
 
−
High SINR with “good RF” high throughput
 
−
To achieve these network characteristics,a “deep layering” approach is recommended, with multiple mid-range (1 – 6 GHz) bands layered and multiple MIMO layers per band across all available spectrum. Layering would easily be extended into unlicensed and shared-access spectrum (such as LAA and carrier aggregation with CBRS). Innovations such as Cell Border Shifting can help minimize inter-cell interference and “dead zones” of low performance. To meet these specific requirements for 5G enhanced mobile broadband (eMBB), Distributed Radio architectures have advantages compared to traditional distributed antennas (DAS) or uncoordinated small cells (femtocell) architectures.
 
  
−
Figure 2: A deep layer approach in a standard enterprise environment
+
Mobile Broadband hanyalah salah satu kategori use case yang didukung oleh 5G. Use case ini diperkirakan akan menjadi fondasi awal yang akan menjadi implementasi awal 5G menjadi berkembang baik di indoor maupun di luar ruangan. Untuk mengaktifkan use case broadband seluler 5G, harus ada bandwidth yang sangat memadai untuk end user. Rekomendasi berikut adalah untuk menyebarkan broadband seluler 5G di indoor,
−
Figure 2: A deep layer approach in a standard enterprise environment
 
  
−
Features Features Distributed Radio DAS Uncoordinated Small Cells
+
* Bandwidth saluran lebar (hingga 100 MHz)
−
Cost of scaling Low cost scaling with IT-grade cabling High cost scaling with higherorder MIMO High cost to scaling
+
* MIMO tingkat tinggi (mis. 8x8)
−
Capacity Flexible expansion in centralized baseband Densification of capacity per square meter requires expensive installation of headend equipment and splitting of equipment throughout the venue Fixed maximum capacity per area
+
* RAN terkoordinasi dengan jaringan luar ruangan untuk mengurangi persyaratan dominasi dalam ruangan; jaringan indoor dan outdoor saling melengkapi Singal to Interference Noise Ratio (SINR) yang tinggi dengan "good RF" throughput tinggi.
−
Mid-band capabilities Low, medium and high-band availability Limited mid-band capabilities (3.5GHz) Limited to femto chipset
 
−
Flexibility of reconfiguration Flexible capacity reconfiguration Highly inflexible and expensive to reconfigure Inflexible
 
−
Evolution to mmWave Supported No evolution to mmWave Inflexible evolution, capped by femto chipset limitations
 
−
Additional functionality RF-agnostic out to very edge, avoids coax limitations
 
−
Massive IoT use cases
 
  
−
Massive IoT (M-IoT) will be the second dominant use case required for indoor 5G networks. Indoor M-IoT will complement outdoor M-IoT architectures. Indoor massive IoT will begin with migration of existing low bands (sub-1 GHz) to NR. These will primarily be outdoor high-power macro radios. Specific improvements in 5G standards will improve cell-edge performance over 4G, which will help outdoor-in coverage to extend. This enables M-IoT deployments with 4G technology today, with a path to even higher scalability after 5G migration. Low-band outside-in massive IoT will be complemented as needed by using the layered mid-band spectrum deployed indoors for MBB, or even with low-band indoor in extreme cases.
+
Untuk mencapai karakteristik jaringan ini, pendekatan "deep layering" direkomendasikan, dengan beberapa lapisan mid-range (1 – 6 GHz) dan beberapa lapisan MIMO per pita di semua spektrum yang tersedia. Pelapisan akan dengan mudah diperluas ke spektrum unlicensed dan akses bersama, seperti License Assisted Access (LAA) dan agregasi operator dengan Citizens Broadband Radio Service (CBRS). Inovasi seperti Cell Border Shifting dapat membantu meminimalkan interferensi antar sel dan “dead zone” dengan kinerja rendah.
  
−
Advantages of Distributed Radio for Massive IoT
+
=== Use Case Massive IoT ===
  
−
Enables easy selective deployment in limited areas
+
Massive IoT (M-IoT) akan menjadi kasus penggunaan dominan kedua yang diperlukan untuk jaringan 5G indoor. M-IoT indoor akan melengkapi arsitektur M-IoT luar ruangan. Massive IoT indoor akan dimulai dengan migrasi pita rendah yang ada (sub-1 GHz) ke NR. Ini terutama akan menjadi radio makro berdaya tinggi luar ruangan. Peningkatan spesifik dalam standar 5G akan meningkatkan kinerja cell-edge melalui 4G, yang akan membantu perluasan cakupan luar ruangan. Hal ini memungkinkan penerapan M-IoT dengan teknologi 4G saat ini, dengan jalur menuju skalabilitas yang lebih tinggi setelah migrasi 5G. Massive IoT luar-dalam pita rendah akan dilengkapi sesuai kebutuhan dengan menggunakan spektrum pita tengah berlapis yang diterapkan di dalam ruangan untuk Mobile BoradBand (MBB), atau bahkan dengan pita rendah dalam ruangan dalam kasus yang ekstrim.
−
Flexible capacity assignment between bands
 
−
Ability to share common RAN capacity with outside low band coverage
 
−
Figure - Massive IoT use cases
 
−
Critical IoT use cases
 
  
−
Critical Realtime IoT is the last of the three main use case categories to be addressed. Although many improvements have been made in LTE standards to improve end-to-end latency to approx. 5-10 ms, the critical realtime requirement of 1 ms latency can only be achieved using innovations included in 5G standards. It will take some time for the required enhancements to both the radio access and core networks to reach full commercial availability.
+
===Use Case Critical IoT===
  
−
Radio access networks for 5G will use new RF spectrum allocations that are much higher in frequency than the low- and medium-frequency bands optimal for mobile broadband and massive IoT. The addition of mmWave bands in the 20 – 60 GHz range is a critical step in the evolution of indoor 5G. Ultra-high bandwidth availble in mmWave spectrum enables massive throughput, while wider subcarrier spacing can improve critical realtime IoT latency. However, indoors, propagation will be limited to open areas with limited penetration through interior walls. These characteristics may constrain mmWave deployment to only those areas where the benefits are most required. Examples of such indoor spaces might include manufacturing assembly lines requiring extensive coordination of robotics and automated vehicles.
+
Critical Realtime IoT adalah yang terakhir dari tiga kategori kasus penggunaan utama yang akan ditangani. Meskipun banyak peningkatan telah dilakukan dalam standar LTE untuk meningkatkan latensi end-to-end hingga kira-kira. 5-10 ms, persyaratan kritis realtime latensi 1 ms hanya dapat dicapai dengan menggunakan inovasi yang termasuk dalam standar 5G. Diperlukan beberapa waktu untuk peningkatan yang diperlukan pada akses radio dan core network untuk mencapai ketersediaan maksimal secara komersial.
  
−
5G Core network advances include network slicing, enabling computation resources for critical realtime applications to be physically located at the edge of the network, reducing network transmission delays. Edge computing will be a key enabler.
+
Radio Access Network untuk 5G akan menggunakan alokasi spektrum RF baru yang frekuensinya jauh lebih tinggi daripada pita frekuensi rendah dan menengah yang optimal untuk mobile broadband dan Massive IoT. Penambahan band mmWave dalam rentang 20 – 60 GHz merupakan langkah penting dalam evolusi 5G indoor. Bandwidth ultra tinggi yang tersedia dalam spektrum mmWave memungkinkan throughput yang masif, sementara jarak subcarrier yang lebih luas dapat meningkatkan latensi IoT realtime yang kritis. Namun, di indoor, perambatan akan terbatas pada area terbuka dengan penetrasi terbatas melalui dinding interior. Karakteristik ini dapat membatasi penerapan mmWave hanya pada area yang paling membutuhkan manfaat. Contoh ruang dalam ruangan seperti itu mungkin termasuk jalur perakitan manufaktur yang membutuhkan koordinasi robotika dan kendaraan otomatis yang ekstensif.
  
−
Conclusion
+
Kemajuan Core Network 5G termasuk network slicing, memungkinkan sumber daya komputasi untuk aplikasi real-time kritis ditempatkan secara fisik di edge network, mengurangi penundaan transmisi jaringan. Edge Computation akan menjadi pendorong utama.
−
Ericsson envisions indoor 5G networks of the future to be based on a deep layering of midband spectrum, complemented by outside-in low bands for M-IoT and indoor mmWave bubbles for ultra-high capacity and realtime critical IoT. Distributed Radio architectures are best suited to meet the challenges due to their low deployment cost, flexible capacity and close coordination between bands and with surrounding RAN deployments.
 
  
−
Network operators, enterprises and policy makers should consider the 5G use cases that will be needed in the future to ensure that infrastructure investments are not stranded. When modernizing existing in-building networks with 4G, build a foundation of coverage and capacity that will be easily expanded to include 5G capabilities in the future.
+
==Kesimpulan==
  
 +
Tampaknya jaringan 5G indoor di masa depan akan didasarkan pada lapisan spektrum midband yang dalam, dilengkapi dengan band rendah luar-dalam untuk M-IoT dan band mmWave dalam ruangan untuk kapasitas sangat tinggi dan Critcal IoT real-time. Arsitektur Radio Terdistribusi mungkin akan cocok untuk memenuhi tantangan karena biaya penerapannya yang rendah, kapasitas yang fleksibel, dan koordinasi yang erat antara pita dan dengan penerapan RAN di sekitarnya.
  
 +
Operator jaringan, perusahaan, dan pembuat kebijakan harus mempertimbangkan use case 5G yang akan dibutuhkan di masa depan untuk memastikan bahwa investasi infrastruktur tidak terlantar. Saat memodernisasi jaringan dalam gedung yang ada dengan 4G, bangun fondasi cakupan dan kapasitas yang akan mudah diperluas untuk mencakup kemampuan 5G di masa mendatang.
  
 +
==Referensi==
  
 +
* https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/white-papers/bringing-5g-networks-indoors
  
 
==Pranala Menarik==
 
==Pranala Menarik==
  
−
* https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/white-papers/bringing-5g-networks-indoors
+
* [[5G]]

Latest revision as of 08:55, 27 November 2022

Sumber: https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/white-papers/bringing-5g-networks-indoors

Dengan jaringan 5G yang sekarang mengudara dari operator Tier Satu di seluruh dunia, ada semangat yang luar biasa dengan teknologi baru ini dan apa artinya bagi masa depan. Optimisme seputar 5G ini dibenarkan dan diharapkan mengingat berbagai kemampuan baru dan lebih baik termasuk peningkatan besar-besaran dalam kecepatan broadband, latensi sangat rendah, dukungan perangkat IoT dalam jumlah besar dan kasus penggunaan penting yang memerlukan tingkat keandalan dan keamanan tertinggi. Beberapa keuntungan ini dapat dicapai dengan peningkatan perangkat lunak dari sistem LTE yang ada, sementara yang lain terkait langsung dengan spektrum baru, teknologi radio, dan arsitektur penyebaran.

Untuk jaringan Indoor (dalam ruangan), 5G akan memberikan pengalaman baru bagi konsumen, kemungkinan baru untuk efisiensi operasional dengan IoT, otomasi industri, dan layanan komunikasi baru. Namun ada banyak pertanyaan di industri seputar tantangan dan peluang unik dalam menghadirkan 5G indoor.

5G memperkenalkan perubahan evolusioner dan revolusioner dibandingkan dengan generasi sebelumnya. Hal ini menimbulkan menimbulkan pertanyaan terkait cara terbaik untuk menghadirkan kemampuan baru ini ke ruang indoor, seperti,

  • Apa penggunaan (use case) 5G untuk aplikasi indoor?
  • Spektrum / frekuensi yang sebaiknya digunakan?


5G indoor use case

Pengenalan 4G LTE telah merevolusi jaringan broadband seluler. Perubahan radikal dalam masyarakat konsumen telah dimungkinkan oleh peningkatan besar-besaran dalam throughput dan kapasitas, memungkinkan seluruh ekosistem baru di sekitar aplikasi smartphone yang bermanfaat / berdampak ekonomis. Dengan cara yang sama bahwa mustahil untuk memprediksi transformasi yang dimungkinkan oleh 4G, industri berada di ambang transformasi yang lebih mendasar dengan 5G. Selain kemajuan dalam broadband seluler multi-Gbps, 5G akan memperkenalkan arsitektur fundamental baru untuk mendukung aplikasi Massive IoT dan Critical Realtime IoT. Berikut adalah use case 5G yang terbagi dalam tiga kategori utama, hanya sebagian yang relevan untuk menggunaan indoor.

Figure 1 - 5G offers a variety of use cases – the use cases that are relevant indoors are filled in with color

Enhanced mobile broadband

Enhanced mobile broadband adalah langkah perubahan bandwidth yang berasal dari 5G yang akan memungkinkan user experience lebih baik dengan memanfaatkan peningkatan. Sementara 4G LTE berkembang dan menawarkan kecepatan lebih dari 1Gbps dengan kemajuan seperti License Assisted Access (LAA) dan Massive MIMO, 5G akan memungkinkan bandwidth hingga 10 dan 20 Gbps tergantung pada spektrum yang tersedia. Di gedung (indoor), ini akan memungkinkan aplikasi Augmented Reality, Virtual Reality, dan Mixed Reality baru dikirimkan ke perangkat nirkabel yang memiliki aplikasi di bidang manufaktur dan hiburan. 5G juga akan mengaktifkan kamera streaming nirkabel dengan resolusi 4K dan bahkan 8K. Ini dapat mengaktifkan wireless security camera, streaming video beresolusi tinggi untuk pelatihan atau pendidikan, atau di lebih banyak ruang publik, mengunggah video ke media sosial. Kasus penggunaan ini semuanya relevan di lingkungan dalam ruangan.

Peak data rate dan kapasitas untuk broadband seluler dibatasi oleh jumlah spektrum RF yang tersedia – meskipun 5G dapat menggunakan spektrum yang ada secara lebih efisien daripada LTE dalam beberapa kasus, peningkatan kecepatan broadband seluler akan dibatasi oleh spektrum yang tersedia. Hal ini merupakan tantangan untuk KOMINFO yang mengatur kebutuhan ini.

Aplikasi Enhanced mobile broadband menjadi menarik untuk di aplikasi indoor 5G di Indonesia. Terutama di tempat berkumpulnya massa / komunitas seperti kompleks perkantoran, Mall bahkan mungkin di taman kota. Hal ini menjadi menarik jika bisa di operasikan oleh pemerintah kota untuk akses informasi masyarakat.

Massive IoT

Massive IoT adalah rangkaian kasus penggunaan yang mengandalkan cakupan luas dan berbiaya rendah untuk membawa message data yang sangat kecil (pendek) dari ribuan perangkat. Ini bukan pesan kritis waktu tetapi agak tidak peka terhadap delay yang kecil, melainkan memprioritaskan biaya dan masa pakai batere.

Contoh utama dari Massive IoT adalah untuk smart meter, sensor network, dan tracking. Ketiga kasus penggunaan ini dapat diterapkan di indoor. Beberapa kasus penggunaan diidentifikasi di bawah ini:

  • Teknologi smart building untuk melacak dan mengelola lingkungan dalam ruangan - sensor suhu, sensor gerak, sensor cahaya yang semuanya terkait dengan unit HVAC, shading jendela otomatis, dan sistem lampu.
  • Tracking objek – rumah sakit, misalnya, melacak tempat tidur, troli peralatan, mesin portabel individu. Dalam sebuah stadion olah raga kita dapat melacak antrean di pintu masuk, antrian di toilet dll. Sementara di Bandara, kita dapat melacak penggunaan kursi roda, troli bagasi, bus / mobil listrik pembawa penumpang, mobil tanki bensin pesawat dll.
  • Tracking scanner, berbagai gadget / perangkat, serta aplikasi logistik di lingkungan indoor seperti pabrik atau pusat distribusi

Massive IoT applications are beginning to be deployed today with 4G LTE technology. The LTE standard contains specific techniques to enable low-bandwidth, very low power devices to coexist in the same network as high-performance smartphones. 5G builds on these LTE capabilities, enabling even higher scalability of device density.

Aplikasi IoT besar-besaran mulai digunakan hari ini dengan teknologi 4G LTE. Standar LTE berisi teknik khusus untuk mengaktifkan bandwidth rendah, perangkat berdaya sangat rendah untuk hidup berdampingan di jaringan yang sama dengan ponsel cerdas berperforma tinggi. 5G dibangun di atas kemampuan LTE ini, memungkinkan skalabilitas kepadatan perangkat yang lebih tinggi.

Critical IoT

Critical IoT, tidak seperti Massive IoT, menyiratkan keandalan yang sangat tinggi, latensi yang sangat rendah, dan ketersediaan 99,999% (5 sembilan). Di sinilah 5G benar-benar memisahkan diri dari 4G LTE.

Use case yang diuji di area ini mencakup remote control mesin robot dan kendaraan otomatis. Peraturan ketenagakerjaan dan standar industri menempatkan persyaratan yang sangat ketat pada sistem kontrol kritis keselamatan ini untuk memastikan keselamatan pekerja dan publik. Jaringan 5G akan mencapai latensi end-to-end sekitaran 1 milidetik.

Untuk mencapai keandalan, latensi, dan ketersediaan yang diharapkan dengan kasus penggunaan baru ini, jaringan harus berevolusi untuk menggabungkan teknologi baru yang hadir dengan standar 5G pada tahun 2020. Secara khusus, standar 5G NR dengan core network Stand Alone.

Beberapa aspek latensi rendah juga akan datang dari arsitektur terdistribusi baru, di mana beberapa kontrol dan pemrosesan terjadi di tepi jaringan. Untuk aplikasi dalam ruangan, ini membutuhkan node lokal baik di lokasi atau dalam jarak yang sangat dekat.

Seperti dibahas di atas, sifat use case 5G yang diinginkan sangat penting untuk dipahami sebelum mencoba menentukan persyaratan teknis jaringan. Setiap use case yang berbeda memiliki implikasi berbeda untuk spektrum yang diperlukan dan arsitektur yang diperlukan untuk mendukung.

5G and Spectrum

Beberapa pita frekuensi baru telah ditambahkan ke spektrum berlisensi 3GPP selama bertahun-tahun, dan terdapat korelasi langsung antara spektrum dan lebar pita yang tersedia untuk layanan. Untuk memahaminya, kita bisa melihat sejarah teknologi seluler. Awalnya, band low-band (<1 GHz) mendominasi yang optimal untuk cakupan suara dan SMS area luas. Jaringan operator 1G dan 2G digunakan secara universal di pita rendah ini yang dapat dicirikan sebagai cakupan yang sangat luas dengan bandwidth terbatas. Operator biasanya memiliki spektrum 10 atau 20 MHz yang tersedia di pasar mana pun untuk menawarkan layanan.

Dengan 3G dan 4G, banyak band menengah (1 – 6 GHz) ditambahkan untuk meningkatkan broadband seluler. Pita-pita ini memiliki panjang gelombang yang lebih pendek sehingga jangkauannya lebih pendek, tetapi tersedia pita spektrum yang lebih besar. Baru-baru ini skema pembagian spektrum baru termasuk Licensed Assisted Access (LAA) dan Citizens Broadband Radio Service (CBRS) telah diperkenalkan di pita tengah ini untuk jaringan private tanpa perlu lisensi operator. LAA dan CBRS dapat di operasikan di US, tapi belum bisa di operasikan di Indonesia. Saat operator dapat memanfaatkan pita baru ini, total bandwidth yang tersedia untuk layanan pengguna akhir meningkat secara signifikan. Operator dengan layanan LTE Advanced yang memanfaatkan agregasi operator di beberapa pita berlisensi plus LAA dapat menawarkan bandwidth pengguna puncak lebih dari 1 Gbps.

Dengan 5G, selain lebih banyak pita menengah, pita tinggi (6 – 60 GHz) ditambahkan yang menghadirkan tantangan yang sama sekali baru. Spektrum mmWave mendapatkan perhatian yang signifikan karena bandwidth yang sangat tinggi tersedia untuk menyebarkan layanan, yang mengarah ke kecepatan multigigabit bagi pengguna. Tantangan dengan spektrum band/mmWave tinggi ini adalah bahwa panjang gelombangnya sangat pendek sehingga gelombang radio tidak merambat melalui dinding eksternal atau bahkan dinding internal.

Application and recommendations

With such a variety of use cases, technology choices and deployment architectures, it can be bewildering to sort out which are the optimal arhictectural choices for introducing 5G indoors.

In an indoor environment there are unique considerations. Ericsson recommends a design and deployment approach tightly tied to the intended use cases for the indoor deployment. We take each use case category below.

Aplikasi dan rekomendasi

Dengan beragamnya use case, pilihan teknologi, dan arsitektur penerapan, dapat membingungkan untuk memilah pilihan arsitektur mana yang optimal untuk memperkenalkan 5G di indoor. Berikut adalah beberapa use case dan arsitektur teknologi terkaitnya.

Use Case Mobile Broadband

Mobile Broadband hanyalah salah satu kategori use case yang didukung oleh 5G. Use case ini diperkirakan akan menjadi fondasi awal yang akan menjadi implementasi awal 5G menjadi berkembang baik di indoor maupun di luar ruangan. Untuk mengaktifkan use case broadband seluler 5G, harus ada bandwidth yang sangat memadai untuk end user. Rekomendasi berikut adalah untuk menyebarkan broadband seluler 5G di indoor,

  • Bandwidth saluran lebar (hingga 100 MHz)
  • MIMO tingkat tinggi (mis. 8x8)
  • RAN terkoordinasi dengan jaringan luar ruangan untuk mengurangi persyaratan dominasi dalam ruangan; jaringan indoor dan outdoor saling melengkapi Singal to Interference Noise Ratio (SINR) yang tinggi dengan "good RF" throughput tinggi.

Untuk mencapai karakteristik jaringan ini, pendekatan "deep layering" direkomendasikan, dengan beberapa lapisan mid-range (1 – 6 GHz) dan beberapa lapisan MIMO per pita di semua spektrum yang tersedia. Pelapisan akan dengan mudah diperluas ke spektrum unlicensed dan akses bersama, seperti License Assisted Access (LAA) dan agregasi operator dengan Citizens Broadband Radio Service (CBRS). Inovasi seperti Cell Border Shifting dapat membantu meminimalkan interferensi antar sel dan “dead zone” dengan kinerja rendah.

Use Case Massive IoT

Massive IoT (M-IoT) akan menjadi kasus penggunaan dominan kedua yang diperlukan untuk jaringan 5G indoor. M-IoT indoor akan melengkapi arsitektur M-IoT luar ruangan. Massive IoT indoor akan dimulai dengan migrasi pita rendah yang ada (sub-1 GHz) ke NR. Ini terutama akan menjadi radio makro berdaya tinggi luar ruangan. Peningkatan spesifik dalam standar 5G akan meningkatkan kinerja cell-edge melalui 4G, yang akan membantu perluasan cakupan luar ruangan. Hal ini memungkinkan penerapan M-IoT dengan teknologi 4G saat ini, dengan jalur menuju skalabilitas yang lebih tinggi setelah migrasi 5G. Massive IoT luar-dalam pita rendah akan dilengkapi sesuai kebutuhan dengan menggunakan spektrum pita tengah berlapis yang diterapkan di dalam ruangan untuk Mobile BoradBand (MBB), atau bahkan dengan pita rendah dalam ruangan dalam kasus yang ekstrim.

Use Case Critical IoT

Critical Realtime IoT adalah yang terakhir dari tiga kategori kasus penggunaan utama yang akan ditangani. Meskipun banyak peningkatan telah dilakukan dalam standar LTE untuk meningkatkan latensi end-to-end hingga kira-kira. 5-10 ms, persyaratan kritis realtime latensi 1 ms hanya dapat dicapai dengan menggunakan inovasi yang termasuk dalam standar 5G. Diperlukan beberapa waktu untuk peningkatan yang diperlukan pada akses radio dan core network untuk mencapai ketersediaan maksimal secara komersial.

Radio Access Network untuk 5G akan menggunakan alokasi spektrum RF baru yang frekuensinya jauh lebih tinggi daripada pita frekuensi rendah dan menengah yang optimal untuk mobile broadband dan Massive IoT. Penambahan band mmWave dalam rentang 20 – 60 GHz merupakan langkah penting dalam evolusi 5G indoor. Bandwidth ultra tinggi yang tersedia dalam spektrum mmWave memungkinkan throughput yang masif, sementara jarak subcarrier yang lebih luas dapat meningkatkan latensi IoT realtime yang kritis. Namun, di indoor, perambatan akan terbatas pada area terbuka dengan penetrasi terbatas melalui dinding interior. Karakteristik ini dapat membatasi penerapan mmWave hanya pada area yang paling membutuhkan manfaat. Contoh ruang dalam ruangan seperti itu mungkin termasuk jalur perakitan manufaktur yang membutuhkan koordinasi robotika dan kendaraan otomatis yang ekstensif.

Kemajuan Core Network 5G termasuk network slicing, memungkinkan sumber daya komputasi untuk aplikasi real-time kritis ditempatkan secara fisik di edge network, mengurangi penundaan transmisi jaringan. Edge Computation akan menjadi pendorong utama.

Kesimpulan

Tampaknya jaringan 5G indoor di masa depan akan didasarkan pada lapisan spektrum midband yang dalam, dilengkapi dengan band rendah luar-dalam untuk M-IoT dan band mmWave dalam ruangan untuk kapasitas sangat tinggi dan Critcal IoT real-time. Arsitektur Radio Terdistribusi mungkin akan cocok untuk memenuhi tantangan karena biaya penerapannya yang rendah, kapasitas yang fleksibel, dan koordinasi yang erat antara pita dan dengan penerapan RAN di sekitarnya.

Operator jaringan, perusahaan, dan pembuat kebijakan harus mempertimbangkan use case 5G yang akan dibutuhkan di masa depan untuk memastikan bahwa investasi infrastruktur tidak terlantar. Saat memodernisasi jaringan dalam gedung yang ada dengan 4G, bangun fondasi cakupan dan kapasitas yang akan mudah diperluas untuk mencakup kemampuan 5G di masa mendatang.

Referensi

Pranala Menarik

Retrieved from "https://onnocenter.or.id/wiki/index.php?title=5G:_Indoor_Network&oldid=67048"