5G za pametan svijet

Rašireno je mišljenje da će pravu revoluciju Interneta stvari izazvati tek popularizacija mobilne Internet mreže pete generacije. Ova mreža će se i dalje stvarati, ali posao se sada ne bavi uvođenjem IoT infrastrukture.

Stručnjaci očekuju da 5G ne bude evolucija, već potpuna transformacija mobilne tehnologije. To bi trebalo transformirati cijelu industriju povezanu s ovom vrstom komunikacije. U februaru 2017. godine, tokom prezentacije na Mobile World Congressu u Barseloni, predstavnik Deutsche Telekoma je čak izjavio da je zbog pametni telefoni će prestati da postoje. Kada postane popularan, uvijek ćemo biti na mreži, sa gotovo svime što nas okružuje. A ovisno o tome koji segment tržišta će koristiti ovu tehnologiju (telemedicina, glasovni pozivi, platforme za igre, pretraživanje weba), mreža će se ponašati drugačije.

Brzina 5G mreže u poređenju sa prethodnim rešenjima

Tokom istog MWC-a prikazane su prve komercijalne primjene 5G mreže - iako ova formulacija izaziva određene sumnje, jer se još uvijek ne zna šta će to zapravo biti. Pretpostavke su potpuno nedosljedne. Neki izvori tvrde da se očekuje da će 5G omogućiti brzine prijenosa od desetina hiljada megabita u sekundi hiljadama korisnika istovremeno. Preliminarna specifikacija za 5G, koju je prije nekoliko mjeseci objavila Međunarodna unija za telekomunikacije (ITU), sugerira da kašnjenja neće prelaziti 4 ms. Podaci se moraju preuzeti brzinom od 20 Gbps i učitati pri 10 Gbps. Znamo da ITU želi objaviti konačnu verziju nove mreže ove jeseni. Svi se slažu u jednom – 5G mreža mora omogućiti istovremenu bežičnu vezu stotina hiljada senzora, što je ključno za internet stvari i sveprisutne usluge.

Vodeće kompanije kao što su AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel i mnoge druge jasno su dale podršku za ubrzavanje vremenskog okvira standardizacije 5G. Svi dionici žele početi komercijalizirati ovaj koncept već 2019. godine. S druge strane, Evropska unija je objavila plan 5G JPP () kako bi se odredio smjer razvoja mreža sljedeće generacije. Do 2020. zemlje EU moraju osloboditi frekvenciju od 700 MHz rezervisanu za ovaj standard.

5G mreža je dar novih tehnologija

Pojedinačne stvari ne trebaju 5G

Prema Ericssonovim podacima, na kraju prošle godine u (, IoT) radilo je 5,6 milijardi uređaja. Od toga je samo oko 400 miliona radilo s mobilnim mrežama, a ostatak s mrežama kratkog dometa kao što su Wi-Fi, Bluetooth ili ZigBee.

Pravi razvoj interneta stvari se vrlo često povezuje sa 5G mrežama. Prve primjene novih tehnologija, u početku u poslovnom sektoru, mogle bi se pojaviti za dvije do tri godine. Međutim, možemo očekivati ​​pristup mrežama sljedeće generacije za pojedinačne korisnike ne prije 2025. godine. Prednost 5G tehnologije je, između ostalog, mogućnost rukovanja milionom uređaja sastavljenih na površini od kvadratnog kilometra. Čini se ogroman broj, ali ako uzmete u obzir ono o čemu govori IoT vizija pametni gradoviu koju su, pored urbane infrastrukture, povezana vozila (uključujući i autonomne automobile) i kućanstva (pametne kuće) i uredski uređaji, kao i npr. prodavnice i roba koja se u njima skladišti, ovaj milion po kvadratnom kilometru prestaje da izgleda tako veliki. Pogotovo u centru grada ili područjima sa visokom koncentracijom ureda.

Međutim, imajte na umu da mnogi uređaji povezani na mrežu i senzori koji su na njima postavljeni ne zahtijevaju velike brzine, jer prenose male dijelove podataka. Ultrabrzi internet nije potreban bankomatu ili terminalu za plaćanje. Nije potrebno imati senzor dima i temperature u sistemu zaštite, koji informiše, na primer, proizvođača sladoleda o uslovima u frižiderima u prodavnicama. Velike brzine i mala latencija nisu potrebni za praćenje i kontrolu ulične rasvjete, za prijenos podataka sa vodomjera i električne energije, za daljinsko upravljanje pomoću pametnog telefona kućnih uređaja povezanih s internetom stvari ili u logistici.

Danas, iako imamo LTE tehnologiju, koja nam omogućava slanje nekoliko desetina ili čak stotina megabita podataka u sekundi preko mobilnih mreža, značajan dio uređaja koji rade na Internetu stvari i dalje koristi 2G mreže, tj. u prodaji od 1991. GSM standard.

Kako bi se prevladala cjenovna barijera koja obeshrabruje mnoge kompanije da koriste IoT u svojim trenutnim aktivnostima i tako usporavaju njegov razvoj, razvijene su tehnologije za izgradnju mreža dizajniranih da podrže uređaje koji prenose male pakete podataka. Ove mreže koriste i frekvencije koje koriste mobilni operateri i nelicencirani opseg. Tehnologije kao što su LTE-M i NB-IoT (takođe nazvane NB-LTE) rade u opsegu koji koriste LTE mreže, dok EC-GSM-IoT (koji se naziva i EC-EGPRS) koristi opseg koji koriste 2G mreže. U nelicenciranom asortimanu, možete birati između rješenja kao što su LoRa, Sigfox i RPMA.

Sve navedene opcije nude širok raspon i dizajnirane su na način da krajnji uređaji budu što jeftiniji i troše što manje energije, te tako rade bez promjene baterije čak i nekoliko godina. Otuda njihov zajednički naziv - (niska potrošnja energije, veliki domet). LPWA mreže koje rade u rasponima dostupnim mobilnim operaterima trebaju samo ažuriranje softvera. Razvoj komercijalnih LPWA mreža istraživačke kompanije Gartner i Ovum smatraju jednim od najvažnijih događaja u razvoju IoT-a.

Operateri koriste različite tehnologije. Holandski KPN, koji je prošle godine pokrenuo svoju nacionalnu mrežu, izabrao je LoRa i zainteresovan je za LTE-M. Vodafone grupa je odabrala NB-IoT - ove godine je započela izgradnju mreže u Španiji, a planira da izgradi takvu mrežu u Njemačkoj, Irskoj i Španjolskoj. Deutsche Telekom je odabrao NB-IoT i najavljuje da će njegova mreža biti pokrenuta u osam zemalja, uključujući Poljsku. Španska Telefonica je odabrala Sigfox i NB-IoT. Orange u Francuskoj započeo je izgradnju LoRa mreže, a zatim najavio da će početi s uvođenjem LTE-M mreža iz Španjolske i Belgije u zemljama u kojima posluje, a time vjerovatno i u Poljskoj.

Izgradnja LPWA mreže može značiti da će razvoj specifičnog IoT ekosistema početi brže od 5G mreža. Širenje jedne ne isključuje drugu, jer su obje tehnologije bitne za pametnu mrežu budućnosti.

5G bežične veze će vjerovatno trebati mnogo energija. Pored navedenih raspona, prošle godine bi trebao biti pokrenut i način uštede energije na nivou pojedinačnih uređaja. Bluetooth web platforma. Koristit će ga mreža pametnih sijalica, brava, senzora itd. Tehnologija vam omogućava da se povežete na IoT uređaje direktno iz web pretraživača ili web stranice bez potrebe za posebnim aplikacijama.

Vizualizacija Web Bluetooth tehnologije

5G prije

Vrijedi znati da neke kompanije već godinama slijede 5G tehnologiju. Na primjer, Samsung radi na svojim 5G mrežnim rješenjima od 2011. godine. Za to vrijeme bilo je moguće postići prijenos od 1,2 Gb/s u vozilu koje se kreće brzinom od 110 km/h. i 7,5 Gbps za stojeći prijemnik.

Štoviše, eksperimentalne 5G mreže već postoje i stvorene su u suradnji s raznim kompanijama. Međutim, trenutno je još prerano govoriti o skoroj i zaista globalnoj standardizaciji nove mreže. Ericsson ga testira u Švedskoj i Japanu, ali mali potrošački uređaji koji će raditi s novim standardom još su daleko. U 2018. godini, u saradnji sa švedskim operaterom TeliaSonera, kompanija će pokrenuti prve komercijalne 5G mreže u Stockholmu i Tallinnu. U početku hoće gradske mreže, i morat ćemo čekati do 5. godine na 2020G “full size”. Ericsson čak ima prvi 5G telefon. Možda je riječ "telefon" ipak pogrešna riječ. Uređaj je težak 150 kg i sa njim morate putovati u velikom autobusu naoružanom mjernom opremom.

Prošlog oktobra vijest o debiju 5G mreže stigla je iz daleke Australije. Međutim, ovakvim izvještajima treba pristupiti sa distance – kako znate, bez 5G standarda i specifikacije, da je pokrenuta usluga pete generacije? Ovo bi se trebalo promijeniti kada se standard postigne. Ako sve bude po planu, unaprijed standardizirane 5G mreže će se prvi put pojaviti na Zimskim olimpijskim igrama 2018. u Južnoj Koreji.

Milimetarski talasi i male ćelije

Rad 5G mreže ovisi o nekoliko važnih tehnologija.

Bazna stanica proizvođača Samsung

Prvi veze milimetarskog talasa. Sve više uređaja se povezuje jedni na druge ili na Internet koristeći iste radio frekvencije. To uzrokuje gubitak brzine i probleme sa stabilnošću veze. Rješenje može biti prelazak na milimetarske valove, tj. u frekvencijskom opsegu od 30-300 GHz. Trenutno se koriste posebno u satelitskim komunikacijama i radio astronomiji, ali njihovo glavno ograničenje je njihov mali domet. Novi tip antene rješava ovaj problem, a razvoj ove tehnologije još uvijek traje.

Tehnologija je drugi stub pete generacije. Naučnici se hvale da su već u stanju da prenose podatke pomoću milimetarskih talasa na udaljenosti većoj od 200 m. A bukvalno na svakih 200-250 m u velikim gradovima mogu postojati, odnosno male bazne stanice sa veoma malom potrošnjom energije. Međutim, u manje naseljenim područjima "male ćelije" ne rade dobro.

Ovo bi trebalo pomoći u rješavanju gore navedenog problema MIMO tehnologija nova generacija. MIMO je rješenje koje se također koristi u 4G standardu koje može povećati kapacitet bežične mreže. Tajna je u više antenskom prijenosu na predajnoj i prijemnoj strani. Stanice sljedeće generacije mogu podnijeti osam puta više portova nego danas za slanje i primanje podataka u isto vrijeme. Tako se propusnost mreže povećava za 22%.

Još jedna važna tehnika za 5G je da "formiranje zraka“. To je metoda obrade signala tako da se podaci dostavljaju korisniku optimalnom rutom. pomaže da milimetarski talasi stignu do uređaja u koncentrisanom snopu, a ne kroz omnidirekcioni prenos. Na taj način se povećava jačina signala i smanjuju smetnje.

Peti element pete generacije trebao bi biti tzv full duplex. Dupleks je dvosmjerni prijenos, odnosno onaj u kojem je prijenos i prijem informacija moguć u oba smjera. Puni dupleks znači da se podaci prenose bez prekida prijenosa. Ovo rješenje se stalno poboljšava kako bi se postigli najbolji parametri.

 

Šesta generacija?

Međutim, laboratorije već rade na nečemu čak i bržem od 5G – iako opet, ne znamo tačno šta je peta generacija. Japanski naučnici kreiraju budući bežični prenos podataka, takoreći sledeću, šestu verziju. Sastoji se od korištenja frekvencija od 300 GHz i više, a postignute brzine će biti 105 Gb/s na svakom kanalu. Istraživanje i razvoj novih tehnologija traju već nekoliko godina. Prošlog novembra postignuto je 500 Gb/s koristeći teraherc opseg od 34 GHz, a zatim 160 Gb/s koristeći predajnik u opsegu 300-500 GHz (osam kanala moduliranih u intervalima od 25 GHz). ) - odnosno rezultati višestruko veći od očekivanih mogućnosti 5G mreže. Najnoviji uspjeh je istovremeno rad grupe naučnika sa Univerziteta u Hirošimi i zaposlenih u Panasonic-u. Informacije o tehnologiji objavljene su na web stranici univerziteta, pretpostavke i mehanizam teraherc mreže predstavljeni su u februaru 2017. na konferenciji ISSCC u San Franciscu.

Kao što znate, povećanje frekvencije rada ne samo da omogućava brži prijenos podataka, već i značajno smanjuje mogući raspon signala, a također povećava njegovu osjetljivost na sve vrste smetnji. To znači da je potrebno izgraditi prilično složenu i gusto raspoređenu infrastrukturu.

Također je vrijedno napomenuti da revolucije – kao što je 2020G mreža planirana za 5., a zatim hipotetička još brža teraherc mreža – znače da je potrebno zamijeniti milijune uređaja verzijama prilagođenim novim standardima. Ovo će vjerovatno značajno… usporiti brzinu promjene i uzrokovati da namjeravana revolucija zapravo postane evolucija.

Nastaviti Broj teme u najnovijem broju mjesečnika.