Jaringan sub-6GHz sudah sepenuhnya diterapkan, mengapa China masih mengembangkan gelombang milimeter 5G?

Pita frekuensi jaringan 5G global terutama dibagi menjadi pita frekuensi Sub-6GHz dan pita frekuensi gelombang milimeter (mmWave). Jaringan gelombang milimeter 5G dan jaringan Sub-6GHz tidak berada dalam hubungan yang saling bertentangan di mana "Anda hanya dapat memilih salah satu dari keduanya", tetapi dalam hubungan yang saling melengkapi di mana "Anda dapat memiliki keduanya". Pilihan setiap negara tentang jalur teknologi mana yang akan diambil terlebih dahulu lebih didasarkan pada kondisi nasionalnya sendiri. Setelah pembangunan jaringan Sub-6GHz 5G di Tiongkok matang, pembangunan jaringan gelombang milimeter 5G juga telah dimasukkan dalam agenda.

Pada Maret 2020, Kementerian Perindustrian dan Teknologi Informasi mengeluarkan "Pemberitahuan tentang Mempromosikan Percepatan Pengembangan 5G". Pemberitahuan tersebut dengan jelas menyebutkan bahwa "rencana penggunaan frekuensi untuk beberapa pita gelombang milimeter 5G akan dirilis tepat waktu, dan pengujian peralatan dan kinerja gelombang milimeter akan diselenggarakan untuk mempersiapkan penggunaan komersial teknologi gelombang milimeter 5G." Pada 30 April 2021, Kementerian Perindustrian dan Teknologi Informasi merilis Draf untuk Komentar tentang "Rencana Aksi 'Pelayaran' Aplikasi 5G (2021-2023)" (selanjutnya disebut sebagai "Draf"). Draf tersebut mengusulkan bahwa pada tahun 2023, tingkat penetrasi pengguna individu 5G di negara kita akan melebihi 40%, dan jumlah pengguna akan melebihi 560 juta. Pada saat yang sama, draf opini tersebut mengusulkan bahwa "rencana frekuensi gelombang milimeter 5G akan dirilis tepat waktu dan sistem penawaran untuk lisensi frekuensi gelombang milimeter 5G akan dieksplorasi." Ini juga berarti bahwa setelah jaringan 5G Sub-6GHz sepenuhnya diluncurkan di Tiongkok, pembangunan jaringan 5G gelombang milimeter di Tiongkok akan segera dimulai. Selain itu, Tian Yulong, kepala insinyur Kementerian Perindustrian dan Teknologi Informasi, menekankan pada konferensi pers Kantor Informasi Dewan Negara pada bulan Maret ketika berbicara tentang mempromosikan pengembangan industri informasi dan komunikasi yang berkualitas tinggi bahwa "pembangunan jaringan 5G akan dipromosikan secara tertib dan tata letak 6G akan dipercepat."

Gelombang milimeter 5G dan Sub-6GHz saling melengkapi.

Gelombang milimeter merujuk pada gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dari 1 mm hingga 10 mm dan frekuensi dari 30 GHz hingga 300 GHz. Di bidang komunikasi seluler, gelombang elektromagnetik antara 24 GHz dan 100 GHz biasanya disebut gelombang milimeter.

Konferensi Radiokomunikasi Dunia 2019 (WRC-19) dari Uni Telekomunikasi Internasional (ITU) telah menetapkan bahwa pita frekuensi gelombang milimeter antara 24 GHz dan 86 GHz akan digunakan untuk Komunikasi Seluler Internasional (IMT). Di antaranya, pita frekuensi 24.25-27.5 GHz, 37-43.5 GHz, dan 66-71 GHz merupakan pita frekuensi IMT terintegrasi secara global.

Dibandingkan dengan sistem 5G Sub-6GHz (pita frekuensi di bawah 6GHz), komunikasi gelombang milimeter 5G memiliki bandwidth ultra-besar yang berkisar dari 24GHz hingga 100GHz, yang memberikannya keunggulan unik seperti kecepatan lebih tinggi, latensi lebih rendah, dan konfigurasi antarmuka udara yang fleksibel dan elastis. Hal ini dapat secara efektif memenuhi kebutuhan komunikasi nirkabel masa depan untuk kapasitas sistem, laju transmisi, dan aplikasi yang beragam.

Sebagai contoh, dalam hal kecepatan transmisi, analisis terbaru Ookla berdasarkan sejumlah besar data terukur dari aplikasi Speedtest-nya menunjukkan bahwa pita frekuensi gelombang milimeter 5G dapat mencapai 16 kali lipat dari pita frekuensi Sub-6GHz.

Kedua, 5G menggunakan dua dimensi subcarrier dan slot waktu untuk mengirimkan data. Gelombang milimeter memiliki karakteristik bandwidth tinggi, interval subcarrier besar, dan slot waktu yang sesuai kecil. Hal ini juga membuat penundaan gelombang milimeter 5G hanya sekitar 25% dari pita frekuensi Sub-6GHz. Demikian pula, karena gelombang milimeter memiliki bandwidth yang lebih besar dan kecepatan transmisi yang lebih tinggi, gelombang ini juga dapat memberikan kapasitas yang lebih besar untuk memenuhi jangkauan akses terminal yang lebih luas.

Selain itu, kecepatan downlink yang lebih tinggi dari gelombang milimeter 5G dapat mendukung multiplexing spasial yang padat sekaligus mengurangi interferensi, yang dapat lebih baik mengatasi masalah kemacetan akibat banyaknya pengguna yang mengakses internet secara bersamaan di area yang sama. Hal ini sangat cocok untuk aplikasi di lingkungan dengan kepadatan penduduk tinggi seperti stasiun, bandara, dan stadion.

Dalam bidang aplikasi industri terkait, seperti siaran langsung video definisi ultra tinggi, pemantauan keamanan, telemedisin, dan beberapa aplikasi industri, di mana terdapat persyaratan tinggi untuk kecepatan unggah dan latensi rendah, karakteristik unggah besar gelombang milimeter 5G dan latensi yang lebih rendah dapat lebih memenuhi kebutuhan ini.

Perlu ditekankan secara khusus bahwa jaringan gelombang milimeter 5G dapat mewujudkan backhaul mandiri tanpa perlu koneksi antara jaringan serat optik dan jaringan inti. Jaringan 5G berbasis Sub-6GHz masih perlu mengandalkan solusi backhaul serat optik tradisional, yaitu, setiap stasiun pangkalan 5G perlu dihubungkan ke jaringan inti melalui serat optik, yang juga meningkatkan biaya penyebaran. Teknologi IAB (Integrated Access and Backhaul) gelombang milimeter 5G dapat mendukung stasiun pangkalan gelombang milimeter 5G untuk menggunakan stasiun pangkalan gelombang milimeter 5G lainnya sebagai node relai, dan pada akhirnya melakukan backhaul ke jaringan inti dalam bentuk transmisi nirkabel melalui fungsi multi-hop, yang akan sangat menghemat biaya penyebaran. Hal ini juga memungkinkan stasiun pangkalan gelombang milimeter 5G untuk mendukung penyebaran yang lebih hemat biaya dan padat.

Selain itu, teknologi gelombang milimeter juga dapat digunakan dalam 5G vehicle-to-everything (V2X) untuk menyediakan layanan penentuan posisi yang jauh melampaui akurasi GPS dan LTE (akurasi dapat mencapai tingkat sub-meter).

Ma Hongbing, manajer umum Departemen Inovasi Teknologi China Unicom, mengatakan: "Dengan menggabungkan gelombang milimeter 5G dengan teknologi MEC dan AI, gelombang milimeter dapat menyediakan layanan jaringan pribadi yang disesuaikan untuk pelanggan sasaran, dan dapat digunakan secara luas dalam skenario seperti pabrik pintar, taman pintar, dan terminal pintar."

Meskipun gelombang milimeter memiliki keunggulan dalam kecepatan dan penundaan dibandingkan dengan pita frekuensi Sub-6GHz, gelombang ini juga memiliki keterbatasan. Misalnya, sinyal mudah mengalami pelemahan, memiliki daya tembus yang buruk, dan mudah terhalang. Meskipun saat ini terdapat teknologi beamforming, beam tracking, dan teknologi lain yang dapat mengatasi masalah ini dengan baik, pita frekuensi Sub-6GHz masih memiliki keunggulan yang lebih besar dalam hal cakupan dan biaya penyebaran.

Secara keseluruhan, penyebaran jaringan gelombang milimeter 5G dan jaringan Sub-6GHz tidak bersaing atau saling menggantikan, tetapi saling melengkapi. Gunakan Sub-6GHz untuk mencapai cakupan luas 5G, dan gunakan sistem gelombang milimeter untuk mencapai cakupan di tempat-tempat dalam ruangan (acara olahraga, konser, konferensi besar), pusat transportasi (stasiun kereta bawah tanah, stasiun kereta api cepat) dan area perkantoran, serta cakupan hotspot luar ruangan, akses broadband nirkabel, dll. Penyebaran gelombang milimeter dan Sub-6GHz yang terkoordinasi dapat mencapai kombinasi organik antara kapasitas besar dan cakupan luas.

Persiapan awal untuk penyebaran gelombang milimeter 5G di Tiongkok telah dimulai dan berjalan dengan lancar.

Jika jaringan Sub-6GHz mampu mengatasi masalah cakupan 5G, maka jaringan gelombang milimeter 5G dapat memaksimalkan keunggulan 5G, sehingga menghasilkan nilai yang lebih besar.

Meng Pu, ketua Qualcomm China, juga mengatakan: "Untuk mencapai tujuan desain asli 5G, semua sumber daya spektrum perlu dimanfaatkan. Pita frekuensi menengah dan rendah di bawah 6GHz dapat mencapai keseimbangan antara jangkauan, kapasitas, dan kinerja, sementara gelombang milimeter frekuensi tinggi di atas 24GHz dapat mendukung kinerja dan kapasitas 5G yang optimal, menghadirkan pengalaman koneksi nirkabel generasi berikutnya ke berbagai skenario dan industri, serta komunikasi seluler yang sangat andal dan latensi rendah ke bidang vertikal seperti internet industri."

Menurut "Buku Putih Teknologi Gelombang Milimeter 5G" yang dirilis oleh GSMA pada September tahun lalu, diprediksi bahwa gelombang milimeter 5G akan memberikan kontribusi sebesar US$565 miliar terhadap PDB global pada tahun 2035. Di antaranya, manfaat ekonomi yang secara langsung dihasilkan oleh penggunaan pita frekuensi gelombang milimeter 5G di Tiongkok akan mencapai sekitar US$104 miliar sebelum tahun 2034.

Saat ini, Amerika Serikat, Jepang, Eropa, dan Asia Tenggara telah meluncurkan penyebaran 5G gelombang milimeter. Menurut data yang dirilis oleh GSA pada bulan Maret tahun ini, lebih dari 150 operator di seluruh dunia saat ini berinvestasi dalam teknologi 5G gelombang milimeter.

Menurut rencana pengujian gelombang milimeter 5G dari Grup Promosi IMT-2020 (5G) China, pengujian gelombang milimeter telah dimulai pada tahun 2019 untuk memverifikasi teknologi utama dan karakteristik sistem gelombang milimeter 5G. Mulai tahun 2020, fungsi, kinerja, dan interoperabilitas stasiun pangkalan dan terminal gelombang milimeter akan diverifikasi lebih lanjut, dan verifikasi jaringan kolaboratif frekuensi tinggi dan rendah akan dilakukan. Pada saat yang sama, Grup Promosi IMT-2020 (5G) China juga melakukan verifikasi skenario tipikal secara tepat waktu.

Pada Oktober 2019, di bawah naungan Grup Promosi IMT-2020 (5G), ZTE dan Qualcomm berhasil mencapai uji interoperabilitas gelombang milimeter 5G (IoDT) berbasis smartphone pertama di Tiongkok. Dua bulan setelah metode uji OTA MIMO gelombang milimeter baru diklarifikasi dalam versi 3GPP Rel-16 yang dirilis pada awal Juli 2020, pada akhir September, di bawah naungan Grup Promosi IMT-2020 (5G), Qualcomm memimpin dalam menyelesaikan uji kinerja gelombang milimeter berdasarkan metode uji OTA MIMO 3GPP Rel-16 di laboratorium MTNet Akademi Teknologi Informasi dan Komunikasi. Pada titik ini, Qualcomm menjadi produsen chip pertama di Tiongkok yang berpartisipasi dan lulus kesepuluh uji frekuensi radio gelombang milimeter 5G 26GHz.

Sementara pekerjaan pengujian gelombang milimeter berjalan dengan tertib, karakteristik produk chip juga terus dioptimalkan untuk memenuhi kebutuhan penyebaran gelombang milimeter di Tiongkok. Pada 19 Mei 2021, Qualcomm mengumumkan akan meluncurkan fitur dan fungsi yang ditingkatkan khusus untuk Snapdragon X65, modem 5G 10Gbps pertama di dunia dan sistem frekuensi radio yang dirilis pada bulan Februari: mendukung bandwidth gelombang milimeter 200MHz dan mode SA gelombang milimeter, sehingga memenuhi persyaratan utama untuk penyebaran jaringan gelombang milimeter di Tiongkok.

Mengingat skenario aplikasi industri di mana gelombang milimeter akan menunjukkan keunggulannya, para produsen hulu dan hilir di industri gelombang milimeter Tiongkok sedang berupaya. Pada tanggal 21 Mei 2021, di bawah bimbingan teknis dari Grup Promosi IMT-2020 (5G) dan China Unicom, ZTE, China Unicom, Qualcomm, dan TVU Networks berhasil menyelesaikan demonstrasi layanan backhaul video 8K gelombang milimeter 5G pertama di dunia berdasarkan struktur frame uplink besar pada pita frekuensi 26GHz (n258) di lingkungan laboratorium.

Dalam demonstrasi ini, ZTE menyediakan stasiun pangkalan gelombang milimeter 5G. Router agregasi multi-jaringan 5G dari TVU Networks menyediakan koneksi gelombang milimeter 5G melalui terminal uji tipe CPE yang dilengkapi dengan modem dan sistem RF Qualcomm Snapdragon X55 5G serta modul antena gelombang milimeter Qualcomm QTM527. Konten video 8K yang dikumpulkan secara real-time dikembalikan secara stabil melalui uplink gelombang milimeter 5G, dan akhirnya berhasil diterima di sisi penerima untuk diputar.

Menurut rencana uji gelombang milimeter 5G dari Grup Promosi IMT-2020 (5G), struktur frame uplink besar gelombang milimeter akan dipromosikan pada tahun 2021 untuk mendukung skenario aplikasi yang berbeda. Backhaul real-time video ultra-high-definition, terutama video 8K, menuntut persyaratan yang sangat tinggi pada bandwidth uplink jaringan seluler. Struktur frame DSUUU yang digunakan dalam demonstrasi ini melipatgandakan laju uplink puncak teknologi gelombang milimeter yang ada dengan mengalokasikan lebih banyak slot waktu untuk uplink. Demonstrasi ini memverifikasi kemampuan super uplink gelombang milimeter 5G, yang sangat penting untuk memenuhi persyaratan bandwidth uplink besar dari banyak aplikasi industri 5G di masa mendatang.

Perlu disebutkan bahwa selama pameran MWC Shanghai 2021, area pameran gelombang milimeter 5G, yang diselenggarakan oleh China Unicom dan GSMA serta didukung oleh Qualcomm, secara komprehensif menampilkan aplikasi dan terminal gelombang milimeter 5G yang didukung oleh 39 perusahaan terkemuka di industri ini. Terminal gelombang milimeter 5G multi-vendor yang dipamerkan mencakup modul, telepon seluler, CPE, PC, peralatan AR (augmented reality) dan XR (extended reality), ransel siaran langsung, robot, dan berbagai kategori lainnya.

Beragam skenario aplikasi yang didukung oleh gelombang milimeter 5G yang ditampilkan meliputi: pengalaman kompetitif atlet, resor salju pintar realitas campuran 5G, transmisi video 8K, layanan acara tampilan penuh 5G dan siaran langsung acara tampilan bebas, pengalaman panorama gelombang milimeter 5G, dll. Solusi siaran langsung multi-view 5G berbasis gelombang milimeter secara langsung menangkap lapangan luar Pusat Ski Lintas Alam Internasional Zhangjiakou. UAV, kamera yang dipasang di kepala, dan kamera fotografi profesional berkomunikasi dengan stasiun pangkalan melalui jaringan nirkabel, dan pose heroik para atlet di Pusat Ski Lintas Alam Nasional disiarkan kembali secara real-time dari berbagai sudut, mencapai siaran langsung multi-sudut lapangan dan memberikan berbagai pengalaman menonton bagi penonton sebenarnya. China Unicom saat ini adalah satu-satunya mitra layanan komunikasi resmi Olimpiade Musim Dingin Beijing 2022. Kematangan terminal dan aplikasi terkait gelombang milimeter 5G akan membantu menyediakan layanan 5G yang lebih baik menggunakan teknologi gelombang milimeter di Olimpiade Musim Dingin Beijing 2022.

Teknologi gelombang milimeter 5G terus berkembang dan mungkin akan menjadi komponen penting dari 6G.

Teknologi gelombang milimeter masih terus berkembang. Misalnya, teknologi akses dan backhaul terintegrasi (IAB) yang disebutkan di atas; ada juga teknologi penentuan posisi pita lebar yang dapat mendukung penentuan posisi terminal yang tepat; dukungan spektrum yang diperluas: mendukung pita frekuensi di atas 52.6 GHz dan spektrum bebas lisensi untuk operasi tambahan dan independen berlisensi; manajemen beam yang ditingkatkan: melalui optimasi beam penuh dan dukungan beam panel multi-antena meningkatkan latensi, ketahanan, dan kinerja; optimasi koneksi ganda: mengurangi latensi akses awal terminal dan meningkatkan jangkauan saat menghubungkan beberapa node; fitur penghematan daya: meningkatkan konsumsi daya dengan memaksimalkan dormansi terminal untuk mendukung umpan balik tautan yang lebih cepat.

Evolusi berkelanjutan dari teknologi gelombang milimeter 5G akan menghadirkan peluang baru dalam hal fungsionalitas, efisiensi, spektrum, dan penyebaran. Selain itu, teknologi gelombang milimeter 5G juga diharapkan menjadi komponen penting dari teknologi 6G generasi berikutnya.

Menurut dokumen resmi 6G "Next Generation Hyper-Connected Experience" yang dirilis oleh Samsung tahun lalu, kecepatan puncak 6G akan mencapai 1000Gbps dan penundaan akan serendah 100us. Teknologi ini mungkin akan selesai dan dikomersialkan paling cepat pada tahun 2028, dan komersialisasi skala besar mungkin akan tercapai sekitar tahun 2030. Mengenai indikator dan titik waktu utama ini, produsen komunikasi lainnya pada dasarnya memiliki pandangan yang sama.

Samsung juga mengusulkan teknologi kandidat yang mungkin digunakan dalam standar 6G, seperti pita frekuensi THz (terahertz), teknologi antena baru untuk meningkatkan jangkauan sinyal frekuensi tinggi, teknologi dupleks canggih, pengembangan topologi jaringan dan berbagi spektrum untuk meningkatkan pemanfaatan jaringan dan meningkatkan penerapan AI.

Makalah putih "6G: Tak Terbatas, dengan AI" yang dirilis oleh UNISOC meyakini bahwa teknologi inti 6G akan beragam, dan komunikasi terahertz, komunikasi cahaya tampak, modulasi dan dekode tingkat lanjut, serta transmisi kolaboratif satelit-bumi dapat menjadi teknologi inti 6G.

Qualcomm menekankan inovasi teknologi terkait, seperti desain berbasis data AI/ML, full-duplex, gelombang milimeter frekuensi tinggi, pen positioning yang ditingkatkan, pita terahertz, antarmuka cerdas, jaringan hijau, penginderaan frekuensi radio, topologi baru, decoupling ekstrem, pencarian struktur jaringan saraf cloud, komunikasi ultra-aman, paradigma berbagi baru, dll.

Terlihat bahwa banyak produsen percaya bahwa teknologi komunikasi terahertz akan menjadi salah satu teknologi kunci untuk komunikasi 6G. Pita frekuensi terahertz biasanya merujuk pada pita frekuensi dari 300 GHz hingga 10,000 GHz, dan gelombang elektromagnetik di sekitar 300 GHz juga dapat dianggap sebagai gelombang milimeter pada pita frekuensi yang lebih tinggi. Hanya dengan menguasai teknologi komunikasi gelombang milimeter kita dapat memiliki kesempatan untuk membuat terobosan dalam teknologi komunikasi terahertz.

Pada pertengahan tahun 2020, Yang Tao, Wakil Presiden Departemen Bisnis Operator Huawei di Tiongkok, juga secara terbuka mengungkapkan bahwa Huawei telah berpartisipasi dalam pekerjaan pra-penelitian terkait 6G. 6G yang telah diteliti terutama menggunakan pita gelombang milimeter dan berada pada tahap penggalian skenario dan pencarian teknologi.

Perlu disebutkan bahwa pada akhir tahun 2019, Laboratorium Teknologi Peralatan Grup NTT Jepang mengembangkan chip 6G berkecepatan sangat tinggi yang terbuat dari semikonduktor senyawa indium fosfida (InP), dan melakukan eksperimen transmisi nirkabel berkecepatan tinggi pada pita frekuensi 300GHz. Dengan menggunakan modulasi 16QAM, kecepatan transmisi nirkabel dapat mencapai hingga 100Gbps. Jika dikombinasikan dengan teknologi multiplexing spasial seperti MIMO dan OAM, diharapkan dapat mencapai transmisi nirkabel berkapasitas besar yang melebihi 400Gbps, yang sudah mendekati persyaratan kecepatan puncak 6G.

Selain itu, 6G akan mewujudkan jaringan komunikasi berkecepatan tinggi terintegrasi di udara, langit, bumi, dan laut, dan pita frekuensi gelombang milimeter juga akan menjadi pilihan utama untuk tautan antar satelit, tautan pengguna untuk cakupan satelit ke bawah, dan tautan umpan dari satelit ke stasiun bumi.

Konten ini berasal dari Internet./ Kecerdasan IntiSitus web ini hanya menyediakan pencetakan ulang. Pandangan, pendirian, teknologi, dll. dari artikel ini tidak ada hubungannya dengan situs web ini. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya!