Isprobali smo 5G mrežu Hrvatskog Telekoma - evo kako radi i kako je tehnički implementirana

Član Uprave i CTIO HT-a, Boris Drilo, objavio je detaljno objašnjenje o tome kako je izgledala tehnička realizacija puštanja prve komercijalne 5G mreže u Hrvatskoj u rad - mi smo je i isprobali...

Dragan Petric četvrtak, 26. studenog 2020. u 13:38

Prije točno četiri tjedna Hrvatski Telekom je pustio u rad prvu komercijalnu 5G mrežu u Hrvatskoj. Radi se, podsjetimo, o mreži koja počiva na tehnologiji dinamičkog dijeljenja spektra - DSS (Dynamic Spectrum Sharing) čija primjena omogućava trenutnu upotrebu postojećih 4G frekvencija za korištenje 5G protokola. Tehnologija dinamičkog dijeljenja spektra omogućava brzu implementaciju 5G mreže te smanjuje potrebu za novim baznim stanicama i lokacijama na specifičnim 5G frekvencijama. Time je, ujedno, objašnjeno i kako je moguće da je HT komercijalno lansirao 5G iako država još uvijek nije dodijelila koncesije za novi frekventni spektar, na kojem će 5G biti razvijen do kraja. 

Tim povodom smo kroz protekla četiri tjedna imali priliku i isprobati prvu 5G mrežu u Hrvatskoj u praksi. Na sve brojnijim lokacijama u Zagrebu, Osijeku, Splitu, Rijeci, Samoboru i Svetoj Nedelji moguće je na mobitelima opremljenim odgovarajućim modemom ugledati "5G" oznaku pri vrhu ekrana, ako je spojen na mrežu Hrvatskog Telekoma, te uživati ponajprije u daleko manjoj latenciji, a na sve više mjesta i u većim brzinama prijenosa podataka. 

Bili smo, uz to, u prilici vidjeti i nekoliko zanimljivih primjena HT-ove 5G mreže, poput onih u gamingu i telemedicini. Male latencije i velike brzine prijenosa video signala u visokoj rezoluciji omogućuju da se i u pokretu igraju napredni i zahtjevni multiplayer naslovi ili, s druge strane, da se obavljaju dijagnostički pregledi, pa čak i operativni zahvati, na daljinu, u realnom vremenu. 

Dakako, valja imati na umu da je izgradnja komercijalne 5G mreže dugotrajan proces i da je on tek u začecima. Tko god ima 5G mobitel moći će, trenutačno, uživati u novoj mreži na spomenutim lokacijama, no kako današnji mobiteli "traju" i po dvije ili tri godine, riječ je o periodu u kojem će 5G postati dostupan gotovo svugdje, a uz to i na dijelu frekventnog spektra koji će - nakon raspisivanja koncesijskog natječaja i potom dodjele licenci operaterima - omogućiti i još veće brzine, kao i eksploataciju svih drugih prednosti 5G-a. 

O tome kako je tehnički implementirana ovakva 5G mreža Hrvatskog Telekoma detaljno je objašnjenje na Linkedinu objavio Boris Drilo, član Uprave i CTIO HT-a, pa ga prenosimo u cijelosti.

U komercijalni rad smo pustili 5G mrežu.

Drugim riječima da bi uz odabir ili već korištenje odgovarajućih tarifa na 5G-kompatibilnim uređajima poput iPhone-a 12, Samsunga S20 ili Huawei Mate-a 40 zasvijetlila 5G ikona, potrebno je da mobilna mreža ima 5G funkcionalnost.

Što zapravo to znači, pokušali smo opisati u nastavku.

Jednostavno rečeno, 5G funkcionalnost potrebno je osigurati u radio, jezgrenom i prijenosnom segmentu mobilne mreže. 

Dakako, najveći i najzahtjevniji dio implementacije je vezan uz funkcionalnosti u radio mreži tj. u samim baznim stanicama. 

U našem slučaju ovaj dio smo u najvećem dijelu odradili tijekom 2018 i 2019. godine. Kroz projekt modernizacije radijskog dijela mreže, investicije od preko milijarde kuna, zamijenili smo gotovo dvije tisuće baznih stanica širom Hrvatske. 

Da bi objasnili što smo s time dobili, potrebno je dobiti osnovno razumijevanje arhitekture baznih stanica. Ona se može podijeliti na sistemski dio (tzv. baseband) koji vrši pripremu za odašiljanje radio signala putem antena te radijski dio koji je zadužen za pretvorbu digitalnog signala u analogni kako bi se u formi elektromagnetskih valova mogao izračiti putem antene i prenijeti do korisničkog uređaja, primjerice smartphonea.

Kod starih baznih stanica niti radijske niti sistemske jedinice nisu bile u stanju podržati 5G. Također u najvećem dijelu radijske i sistemske jedinice se nisu mogle fleksibilno i softverski konfigurirati za 2G/3G/4G tehnologije kao što to možemo danas. Drugim riječima, današnji hardver u baznim stanicama možemo vrlo jednostavno prenamijeniti za bilo koju od generacija mobilnih tehnologija, uključujući i 5G putem softverskih komandi i bez izlazaka na udaljene lokacije i mijenjanja opreme.

Ako pogledamo kako radi 5G, tj. njegovo radijsko sučelje, onda na prvi pogled ono je dosta slično 4G-u. Obje tehnologije koriste OFDM, koji je zastupljen i u Wi-Fi tehnologijama. Međutim, dubljim razmatranjem jasno je da je svojim dizajnom 5G radijsko sučelje efikasnije i fleksibilnije, da koristi manje zalihosti i osigurava da se više korisnih podataka pošalje po jedinici raspoloživog spektra. Ono ujedno omogućava brži odziv, nižu razinu interferencije i manju potrošnju energije (baterije) na strani korisničkih uređaja.

5G tehnologija će raditi s vremenom u svim frekvencijskim pojasevima. U početku je to u Europi 3.5 GHz u visokom frekvencijskom području te 2.1 GHz u srednjem frekvencijskom području. Kako trenutačno ne raspolažemo 3,5 GHz-nim frekvencijama, 5G smo omogućili putem 2.1 GHz frekvencija po metodi dinamički dijeljenog spektra. Ova metoda omogućava da se određeni spektar, dijeli između 4G i 5G korisnika. Ova odluka je vođena principom da sve dok je udio 5G uređaja u ukupnom broju uređaja nizak, nema ekonomske opravdanosti ekskluzivno alocirati postojeći 4G spektar za 5G. DSS funkcionira na način da je moguće dinamičko alociranje resursa između 4G-a i 5G-a na razini od samo 1 ms. Također, svi napredni korisnički uređaji koji su se ove jeseni pojavili na tržištu omogućavaju da se 5G rad kombinira s 4G radom u tzv. direct-connectivity modu, tako da iako je 5G implementiran samo na dijelu trenutačno raspoloživih 4G frekvencija, istovremeno koristi i sve ono što sadašnji 4G omogućava na svim drugm frekvencijama, primjerice 800 MHz, 1.8 GHz, 2.6 GHz.

Da bi DSS funkcionalnost radila ispravno bez smetnje na postojeće 4G korisnike i resurse, u transportnoj mreži smo implementirali vremensko-faznu sinkronizaciju, jer bez nje primjerice ne bi bilo moguće osigurati neometan prelazak korisnika iz područja pokrivanja jedne bazne stanice u područje pokrivanja druge (tzv. handover).

Kako bi ovo bilo moguće potrebno je na strani jezgrene paketske mreže osigurati podršku za 5G. Sadašnje komercijalne implementacije 5G-a se zasnivaju na tzv. non-standalone (NSA) konceptu. Drugim riječima, 5G funkcionalnosti su realizirane u okviru postojeće 4G paketske jezgrene mreže (EPC) pri čemu nema podjela u korisničkoj i signalizacijskoj domeni prema tehnologijama (4G ili 5G). 

U konačnici da bi usluga bila dostupna našim korisnicima, 5G fukcionalnosti smo morali omogućiti unutar naših tarifa na pozadinskim IT sustavima te odraditi temeljito testiranje i certificiranje korisničkih uređaja na našoj mreži.