En uppkopplad värld med 5G
Utvecklingen går mot en allt mer globalt uppkopplad värld. Nya generationers mobilnät blir ett verktyg för att möta stora samhällsutmaningar. Illustration: Pixabay​​

5G möjliggör kommunicerande prylar och hållbarhet

​Femte generationens mobilnät, 5G, är snart här med alla de möjligheter som den nya tekniken erbjuder när även våra prylar kan utbyta information med varandra. 5G beskrivs ofta i termer av snabbhet och ökad kapacitet. Men tekniken kommer också att möjliggöra mindre resursslöseri och en utveckling mot ett hållbarare samhälle. 
​​Det som skiljer 5G från tidigare generationers mobilstandarder är att kommunikationen till stor del styrs av programvara och att ”molnet” flyttas närmare användarna och applikationerna. 

Tommy Svensson– 5G är en möjliggörare för digitalisering och effektivare processer, säger Tommy Svensson, professor i kommunikationssystem med fokus på trådlös kommunikation. Det betyder att maskiner kan utbyta information med varandra och att många enheter är uppkopplade samtidigt. Sensorer samlar in stora mängder data av olika slag som blixtsnabbt processas för skräddarsydda och intelligenta användningsområden.

– Jag brukar kalla mig digital rallare. Det jag bygger är trådlösa digitala vägar. Min forskning handlar om infrastrukturen och hur datatrafiken ska kunna färdas trådlöst, snabbt och problemfritt. På institutionen för elektroteknik på Chalmers ligger vi långt framme när det gäller forskning på mobilsystem, inom mitt område med fokus på radiotrafik till och från basstationer i mobilnätet, samt rörliga basstationer och fordonskommunikation.
 
Snabbt, robust och kraftfullt
5G består av mer tekniskt avancerade lösningar än 4G men ger samtidigt också förutsättningar att använda tekniken till så mycket mer. Forskarna ser 5G som ett verktyg för att lösa stora samhällsutmaningar inom klimatpåverkan, knappa naturtillgångar, livsmedelsproduktion, vård för en åldrade befolkning, säker arbetsmiljö etc.

– Den nya tekniken möjliggör inte bara ”Internet of information” utan även ”Internet of skills”, det vill säga såväl informationsutbyte som att förmågor kan utövas på avstånd, fortsätter Tommy Svensson. Det handlar exempelvis om möjligheten att i en gruva fjärrstyra maskiner från en trygg och ombonad kontorsmiljö ovan jord. Eller att kirurgi kan utföras på avstånd och att fler patienter därmed får tillgång till specialistläkares kompetens. 

För att så avancerade uppgifter ska kunna utföras korrekt och säkert på distans krävs att kommunikationssystemet är robust och att data kan transporteras väldigt snabbt. Med 5G kommer så korta fördröjningar i överföringen som 1 millisekund att kunna bli verklighet. Genom att nätet då också virtuellt kan delas upp i mjukvarustyrda skivor kan olika skivor designas och dynamiskt skapas för olika uppgifter, där prestandan garanteras. 

Ett begrepp som ofta nämns i 5G-sammanhang är förstärkt verklighet, augmented reality. Det handlar om att verkligheten kombineras med digitalt innehåll, via mobilen eller genom speciella glasögon, som gör att omgivningen kan upplevas med datorgenererade bilder lagda ovanpå. Ju snabbare överföring av data, desto fler användningsområden finns.

Banar väg för större hållbarhet
– Som jag ser det skapar 5G helt klart förutsättningar att gå från ”slit och släng” till högre grad av hållbarhet i samhället, säger Tommy Svensson. Det handlar dels om tekniken i sig, dels om vad som kan åstadkommas med tekniken.

5G-tekniken sparar energi genom att effektivisera styrningen av radiosignaler och genom att bara det som behövs verkligen skickas – ingen överflödig systeminformation behöver hanteras. Det gör uppkopplingen tio gånger mer energieffektiv än dagens 4G.

Genom olika tillämpningar av 5G kan processer effektiviseras och bli mer resurssnåla än idag. Mycket handlar om att det blir möjligt att göra individuella och tillståndsbaserade lösningar, när maskiner i flera led kan utbyta information med varandra. 

Många användningsområden
– I smarta städer kan kollektivtrafik och transporter anpassas till flöden och människors intentioner, exemplifierar Tommy Svensson. Det gör att trafiken flyter smidigare och totalt sett kräver mindre energi. Detsamma gäller för vattenförbrukning, sophantering och andra samhällstjänster. Självkörande bilar kanske inte slår igenom riktigt så snabbt som förhoppningen ursprungligen var, men med hjälp av mobilteknik kan de bli en viktig komponent i framtidens smarta transportsystem.

Inom jordbruket kommer sådant som bevattning och gödning att kunna regleras individuellt för varje planta genom uppkopplade jordbruksmaskiner och system för dataanalys. Ett annat exempel är industriella produktionssystem som kan göras flexiblare för att snabbare ställa om produktionen till nya förutsättningar. Förses maskinparken med uppkopplade sensorer kan underhållsåtgärder anpassas efter behovet utan oplanerade stillestånd.

– Drivkraften för tillverkande företag kommer i framtiden mer att handla om att skapa hållbara erbjudanden, då det snarare blir tjänsterna som produkterna levererar som kunderna vill betala för än produkten i sig, säger Tommy Svensson. Detta är en utveckling som främjas i det uppkopplade 5G-samhället.

E-hälsa, att använda digitala verktyg och utbyta information digitalt för att uppnå och bibehålla en god hälsa, är ett område som också väcker stort intresse i samband med 5G. Möjligheterna spänner från virtuella möten med läkare från hemmet till sensorer på kroppen och i textilier som registrerar och analyserar hälsodata, som grund för individbaserad diagnostik och behandling.



I det uppkopplade 5G-samhället kommer sensorer i vår vardagsmiljö att samla in data i realtid och skicka radiosignaler via fasta och rörliga basstationer till master i mobilnätet, och omvänt. 
Illustration: Pernilla Börjesson

Behöver hanteras med omdöme
Teknikens alla möjligheter kan emellanåt också väcka farhågor, exempelvis om personlig integritet och informationssäkerhet.

– 5G är ett verktyg, och precis som alla andra verktyg kan 5G användas i både goda och mindre goda syften, säger Tommy Svensson. Det är viktigt att det förs en öppen debatt om vilken typ av samhälle vi vill ha i framtiden och att lagstiftningen håller jämna steg med ny teknik som introduceras. Möjligheterna överväger dock riskerna, så jag är övertygad om att vi kommer att hitta en bra balans.

Följs av nya generationer
I liten skala finns 5G-nät redan nu. Teknikutveckling pågår för fullt och hösten 2020 kommer de svenska frekvensområdena för 5G att auktioneras ut via den statliga myndigheten Post- och telestyrelsen. Införandet sker stegvis, där flera mobilnätsgenerationer kommer att existera parallellt. Branschens bedömning är att 5G-tekniken slår igenom på bred front om fem till tio år.

För gemene man kan 5G betraktas som en ny och spännande teknik, men forskarnas sikte är nu inställt på 6G.

– Vi har intressanta forskningsprojekt på gång, och vill bland annat studera hur man kan integrera artificiell intelligens i sjätte generationens mobila kommunikationsnät, säger Tommy Svensson. När AI blir en del av kommunikationssystemet kan man verkligen tala om en revolution för intelligenta tjänster. 6G introduceras troligen kring år 2030.
Text: Yvonne Jonsson​

För mer information kontakta
Tommy Svensson, professor i forskargruppen för kommunikationssystem, där han leder forskningen inom området trådlösa system, vid institutionen för elektroteknik, Chalmers


Fakta om 5G


  • maskin till maskin-kommunikation – stor ökning av antalet uppkopplade prylar som kan utbyta information med varandra, kallas även sakernas internet, Internet of things.
  • kraftig tillväxt av datatrafiken – cirka 1000 gånger mer än idag. 5G kan hantera en större mängd data från fler enheter samtidigt.
  • högre överföringshastigheter – topphastigheter uppemot 10 gånger högre än 4G, cirka 10 Gbit/sekund.
  • mindre fördröjning, kortare svarstider – cirka 1 millisekund jämfört med dagens 25-35 millisekunder.
  • lägre energiförbrukning – 5G-uppkopplingen blir tio gånger mer energieffektiv än dagens 4G. 5G kräver enbart 0,2 watt energi för att överföra 1 megabyte data.
  • högre frekvenser – 5G använder i ett första skede frekvensbandet 3,4-3,8 GHz och framöver även millimeter-vågsband (över 24 GHz). Detta kräver mer avancerade lösningar med ånga antenner per basstation för att få en bra räckvidd.


Exempel på Chalmers forskning inom 5G


Söker du fakta om hälsorisker i samband med elektromagnetiska fält och 5G?



Publicerad: on 01 apr 2020.