5G խելացի աշխարհի համար

Տարածված կարծիք կա, որ Իրերի ինտերնետի իրական հեղափոխությունը կառաջացնի միայն հինգերորդ սերնդի բջջային ինտերնետ ցանցի հանրահռչակումը: Այս ցանցը դեռ կստեղծվի, բայց բիզնեսը հիմա դրան չի նայում IoT ենթակառուցվածքի ներդրմամբ:

Փորձագետներն ակնկալում են, որ 5G-ը կլինի ոչ թե էվոլյուցիա, այլ բջջային տեխնոլոգիայի ամբողջական վերափոխում: Սա պետք է փոխի ողջ արդյունաբերությունը, որը կապված է այս տեսակի հաղորդակցության հետ: 2017 թվականի փետրվարին, Բարսելոնայում Mobile World Congress-ի շնորհանդեսի ժամանակ, Deutsche Telekom-ի ներկայացուցիչը նույնիսկ հայտարարեց, որ պայմանավորված. սմարթֆոնները կդադարեն գոյություն ունենալ. Երբ այն հայտնի դառնա, մենք միշտ կլինենք առցանց՝ մեզ շրջապատող գրեթե ամեն ինչով: Եվ կախված նրանից, թե շուկայի որ հատվածը կօգտագործի այս տեխնոլոգիան (հեռաբժշկություն, ձայնային զանգեր, խաղային հարթակներ, վեբ զննարկում), ցանցն այլ կերպ կվարվի։

5G ցանցի արագությունը՝ համեմատած նախորդ լուծումների հետ

Նույն MWC-ի ժամանակ ցուցադրվեցին 5G ցանցի առաջին կոմերցիոն հավելվածները, թեև այս ձևակերպումը որոշ կասկածներ է առաջացնում, քանի որ դեռևս հայտնի չէ, թե իրականում ինչ կլինի: Ենթադրությունները լիովին անհամապատասխան են: Որոշ աղբյուրներ պնդում են, որ ակնկալվում է, որ 5G-ը միաժամանակ հազարավոր օգտատերերի փոխանցման արագություն կապահովի տասնյակ հազարավոր մեգաբիթ/վայրկյանում: Հեռահաղորդակցության միջազգային միության (ITU) կողմից մի քանի ամիս առաջ հայտարարված 5G-ի նախնական ճշգրտումը թույլ է տալիս ենթադրել, որ ուշացումները չեն գերազանցի 4 ms: Տվյալները պետք է ներբեռնվեն 20 Գբիտ/վ արագությամբ և վերբեռնվեն 10 Գբիտ/վ արագությամբ: Մենք գիտենք, որ ITU-ն ցանկանում է այս աշնանը հայտարարել նոր ցանցի վերջնական տարբերակը: Բոլորը համաձայն են մի բանում՝ 5G ցանցը պետք է ապահովի հարյուր հազարավոր սենսորների միաժամանակյա անլար կապ, ինչը առանցքային է իրերի ինտերնետի և ամենուր տարածված ծառայությունների համար:

Առաջատար ընկերություններ, ինչպիսիք են AT&T-ը, NTT DOCOMO-ն, SK Telecom-ը, Vodafone-ը, LG Electronic-ը, Sprint-ը, Huawei-ը, ZTE-ն, Qualcomm-ը, Intel-ը և շատ ուրիշներ, հստակորեն արտահայտում են իրենց աջակցությունը 5G ստանդարտացման ժամանակացույցի արագացմանը: Բոլոր շահագրգիռ կողմերը ցանկանում են սկսել այս հայեցակարգի առևտրայնացումը արդեն 2019 թվականին: Մյուս կողմից, Եվրամիությունը հայտարարեց 5G PPP պլանի () հաջորդ սերնդի ցանցերի զարգացման ուղղությունը որոշելու համար։ Մինչև 2020 թվականը ԵՄ երկրները պետք է թողարկեն այս ստանդարտին վերապահված 700 ՄՀց հաճախականությունը։

5G ցանցը նոր տեխնոլոգիաների նվեր է

Միայնակ բաները 5G կարիք չունեն

Ըստ Ericsson-ի՝ անցած տարեվերջին (, IoT) գործում էր 5,6 միլիարդ սարք։ Դրանցից միայն մոտ 400 միլիոնն է աշխատել բջջային ցանցերով, իսկ մնացածը` կարճ հեռահարության ցանցերով, ինչպիսիք են Wi-Fi-ը, Bluetooth-ը կամ ZigBee-ն:

Իրերի ինտերնետի իրական զարգացումը շատ հաճախ կապված է 5G ցանցերի հետ։ Նոր տեխնոլոգիաների առաջին կիրառությունները, ի սկզբանե բիզնես ոլորտում, կարող են հայտնվել երկու-երեք տարի հետո։ Այնուամենայնիվ, մենք կարող ենք ակնկալել մուտք դեպի հաջորդ սերնդի ցանցեր առանձին հաճախորդների համար ոչ շուտ, քան 2025 թվականը: 5G տեխնոլոգիայի առավելությունը, ի թիվս այլ բաների, մեկ քառակուսի կիլոմետր տարածքի վրա հավաքված միլիոն սարքերի հետ աշխատելու ունակությունն է: Դա հսկայական թիվ կթվա, բայց եթե հաշվի առնեք, թե ինչ է ասում IoT տեսլականը խելացի քաղաքներորոնցում, բացի քաղաքային ենթակառուցվածքներից, միացված են տրանսպորտային միջոցներ (ներառյալ ինքնավար մեքենաներ) և կենցաղային (խելացի տներ) և գրասենյակային սարքեր, ինչպես նաև, օրինակ, դրանցում պահվող խանութներն ու ապրանքները, քառակուսի կիլոմետրի համար այս միլիոնը դադարում է թվալ։ մեծ. Հատկապես քաղաքի կենտրոնում կամ գրասենյակների մեծ կենտրոնացված տարածքներում:

Տեղյակ եղեք, սակայն, որ ցանցին միացված շատ սարքեր և դրանց վրա տեղադրված սենսորները շատ բարձր արագություն չեն պահանջում, քանի որ դրանք փոխանցում են տվյալների փոքր հատվածներ։ Գերարագ ինտերնետը բանկոմատին կամ վճարային տերմինալին անհրաժեշտ չէ: Պարտադիր չէ, որ պաշտպանության համակարգում լինի ծխի և ջերմաստիճանի ցուցիչ, որը տեղեկացնում է, օրինակ, պաղպաղակ արտադրողին խանութներում առկա սառնարանների պայմանների մասին։ Բարձր արագությունները և ցածր հետաձգումը անհրաժեշտ չեն փողոցների լուսավորության մոնիտորինգի և վերահսկման, էլեկտրաէներգիայի և ջրաչափերի տվյալների փոխանցման, IoT-ին միացված տնային սարքերի սմարթֆոնի միջոցով հեռակառավարման համար կամ լոգիստիկայի ոլորտում:

Այսօր, թեև ունենք LTE տեխնոլոգիա, որը թույլ է տալիս վայրկյանում մի քանի տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուրավոր մեգաբիթ տվյալներ ուղարկել բջջային ցանցերի միջոցով, ինտերնետում գործող սարքերի մի զգալի մասը դեռ օգտագործում է: 2G ցանցեր, այսինքն. վաճառվում է 1991 թվականից։ GSM ստանդարտ.

Գնային արգելքը հաղթահարելու համար, որը շատ ընկերությունների հետ է պահում IoT-ն իրենց ընթացիկ գործունեության մեջ օգտագործելուց և այդպիսով դանդաղեցնում է դրա զարգացումը, մշակվել են տեխնոլոգիաներ՝ ստեղծելու ցանցեր, որոնք նախատեսված են փոքր տվյալների փաթեթներ փոխանցող սարքերին աջակցելու համար: Այս ցանցերն օգտագործում են ինչպես բջջային օպերատորների կողմից օգտագործվող հաճախականությունները, այնպես էլ չլիցենզավորված տիրույթը: Տեխնոլոգիաները, ինչպիսիք են LTE-M-ը և NB-IoT-ը (նաև կոչվում է NB-LTE) գործում են LTE ցանցերի կողմից օգտագործվող տիրույթում, մինչդեռ EC-GSM-IoT (նաև կոչվում է EC-EGPRS) օգտագործում է 2G ցանցերի կողմից օգտագործվող տիրույթը: Չլիցենզավորված տիրույթում դուք կարող եք ընտրել այնպիսի լուծումներից, ինչպիսիք են LoRa-ն, Sigfox-ը և RPMA-ն:

Վերոհիշյալ բոլոր տարբերակներն առաջարկում են լայն տեսականի և նախագծված են այնպես, որ վերջնական սարքերը հնարավորինս էժան լինեն և հնարավորինս քիչ էներգիա սպառեն, և այդպիսով աշխատեն առանց մարտկոցը փոխելու նույնիսկ մի քանի տարի: Այստեղից էլ նրանց կոլեկտիվ անվանումը - (ցածր էներգիայի սպառում, երկար հեռավորություն): Բջջային օպերատորներին հասանելի տիրույթներում գործող LPWA ցանցերը միայն ծրագրային ապահովման թարմացման կարիք ունեն: Առևտրային LPWA ցանցերի զարգացումը Gartner և Ovum հետազոտական ​​ընկերությունները համարում են IoT-ի զարգացման կարևորագույն իրադարձություններից մեկը:

Օպերատորներն օգտագործում են տարբեր տեխնոլոգիաներ։ Հոլանդական KPN-ն, որն անցյալ տարի գործարկեց իր համապետական ​​ցանցը, ընտրել է LoRa-ն և հետաքրքրված է LTE-M-ով: Vodafone խումբն ընտրել է NB-IoT - այս տարի այն սկսել է ցանց կառուցել Իսպանիայում, և նման ցանց կառուցելու ծրագրեր ունի Գերմանիայում, Իռլանդիայում և Իսպանիայում: Deutsche Telekom-ն ընտրել է NB-IoT-ը և հայտարարում է, որ իր ցանցը կգործարկվի ութ երկրներում, այդ թվում՝ Լեհաստանում։ Իսպանական Telefonica-ն ընտրեց Sigfox-ը և NB-IoT-ը: Orange-ը Ֆրանսիայում սկսեց LoRa ցանցի կառուցումը, այնուհետև հայտարարեց, որ կսկսի LTE-M ցանցերի թողարկումը Իսպանիայից և Բելգիայից այն երկրներում, որտեղ գործում է, և, հետևաբար, հավանաբար նաև Լեհաստանում:

LPWA ցանցի կառուցումը կարող է նշանակել, որ կոնկրետ IoT էկոհամակարգի զարգացումը կսկսվի ավելի արագ, քան 5G ցանցերը։ Մեկի ընդլայնումը չի բացառում մյուսը, քանի որ երկու տեխնոլոգիաներն էլ էական նշանակություն ունեն ապագայի խելացի ցանցի համար։

5G անլար կապեր, ամենայն հավանականությամբ, ամեն դեպքում շատ բանի կարիք կունենան էներգիա. Բացի վերը նշված միջակայքներից, անցյալ տարի պետք է գործարկվի էներգիայի խնայողության միջոց առանձին սարքերի մակարդակով։ Bluetooth վեբ հարթակ. Այն կօգտագործվի խելացի լամպերի, կողպեքների, սենսորների և այլնի ցանցի կողմից: Տեխնոլոգիան թույլ է տալիս միանալ IoT սարքերին անմիջապես վեբ բրաուզերից կամ կայքից՝ առանց հատուկ հավելվածների անհրաժեշտության:

Վեբ Bluetooth տեխնոլոգիայի պատկերացում

5G առաջ

Արժե իմանալ, որ որոշ ընկերություններ տարիներ շարունակ հետամուտ են եղել 5G տեխնոլոգիային։ Օրինակ, Samsung-ը 5 թվականից աշխատում է իր 2011G ցանցային լուծումների վրա։ Այս ընթացքում 1,2 կմ/ժ արագությամբ շարժվող տրանսպորտային միջոցում հնարավոր է եղել հասնել 110 Գբ/վ արագության փոխանցման: և 7,5 Գբիտ/վրկ՝ կանգնած ընդունիչի համար:

Ավելին, փորձնական 5G ցանցեր արդեն կան և ստեղծվել են տարբեր ընկերությունների հետ համագործակցությամբ։ Այնուամենայնիվ, այս պահին դեռ վաղ է խոսել նոր ցանցի մոտալուտ և իսկապես գլոբալ ստանդարտացման մասին: Ericsson-ը փորձարկում է այն Շվեդիայում և Ճապոնիայում, սակայն փոքր սպառողական սարքերը, որոնք կաշխատեն նոր ստանդարտով, դեռ շատ հեռու են: 2018 թվականին շվեդական TeliaSonera օպերատորի հետ համագործակցությամբ ընկերությունը կգործարկի առաջին կոմերցիոն 5G ցանցերը Ստոկհոլմում և Տալլինում։ Սկզբում դա կլինի քաղաքային ցանցեր, և մենք պետք է սպասենք մինչև 5 թվականը «լիարժեք» 2020G-ի համար։ Ericsson-ը նույնիսկ ունի առաջին 5G հեռախոսը. Միգուցե «հեռախոս» բառն ի վերջո սխալ բառ է։ Սարքը կշռում է 150 կգ, և դրանով պետք է ճանապարհորդել չափիչ սարքավորումներով զինված մեծ ավտոբուսով։

Անցյալ հոկտեմբերին 5G ցանցի դեբյուտի մասին լուրը հասավ հեռավոր Ավստրալիայից։ Այնուամենայնիվ, այս տեսակի հաշվետվություններին պետք է մոտենալ հեռավորության վրա. որտեղի՞ց գիտեք, առանց 5G ստանդարտի և հստակեցման, որ գործարկվել է հինգերորդ սերնդի ծառայություն: Սա պետք է փոխվի ստանդարտի համաձայնեցումից հետո: Եթե ​​ամեն ինչ ընթանա ըստ պլանի, ապա նախապես ստանդարտացված 5G ցանցերն իրենց առաջին տեսքը կունենան 2018 թվականի ձմեռային օլիմպիական խաղերին Հարավային Կորեայում:

Միլիմետր ալիքներ և փոքրիկ բջիջներ

5G ցանցի շահագործումը կախված է մի քանի կարևոր տեխնոլոգիաներից։

Բազային կայան՝ արտադրված Samsung-ի կողմից

Առաջին միլիմետր ալիքային միացումներ. Ավելի ու ավելի շատ սարքեր են միանում միմյանց կամ ինտերնետին՝ օգտագործելով նույն ռադիոհաճախականությունները: Սա արագության կորստի և կապի կայունության խնդիրներ է առաջացնում: Լուծումը կարող է լինել միլիմետրային ալիքներին անցնելը, այսինքն. 30-300 ԳՀց հաճախականության տիրույթում: Դրանք ներկայումս օգտագործվում են հատկապես արբանյակային կապի և ռադիոաստղագիտության մեջ, սակայն դրանց հիմնական սահմանափակումը եղել է նրանց կարճ հեռահարությունը: Նոր տեսակի ալեհավաքը լուծում է այս խնդիրը, և այս տեխնոլոգիայի զարգացումը դեռ շարունակվում է:

Տեխնոլոգիան հինգերորդ սերնդի երկրորդ սյունն է։ Գիտնականները պարծենում են, որ իրենք արդեն կարողանում են տվյալներ փոխանցել միլիմետրային ալիքների միջոցով ավելի քան 200 մ հեռավորության վրա: Եվ բառացիորեն յուրաքանչյուր 200-250 մ մեծ քաղաքներում կարող են լինել, այսինքն՝ փոքր բազային կայաններ՝ շատ ցածր էներգիայի սպառմամբ: Սակայն քիչ բնակեցված վայրերում «փոքր խցերը» լավ չեն աշխատում։

Սա պետք է օգնի վերը նշված խնդրին MIMO տեխնոլոգիա նոր սերունդ. MIMO-ն լուծում է, որն օգտագործվում է նաև 4G ստանդարտում, որը կարող է մեծացնել անլար ցանցի հզորությունը: Գաղտնիքը հաղորդող և ընդունող կողմերի բազմալեհավաք փոխանցման մեջ է: Հաջորդ սերնդի կայանները կարող են սպասարկել ութ անգամ ավելի շատ նավահանգիստներ, քան այսօր՝ միաժամանակ տվյալներ ուղարկելու և ստանալու համար: Այսպիսով, ցանցի թողունակությունն ավելանում է 22%-ով։

5G-ի մեկ այլ կարևոր տեխնիկան այն է, որ «ճառագայթային ձևավորում«. Դա ազդանշանի մշակման մեթոդ է, որպեսզի տվյալները օգտագործողին հասցվեն օպտիմալ ճանապարհով: օգնում է միլիմետրային ալիքներին հասնել սարքին կենտրոնացված ճառագայթով, այլ ոչ թե միակողմանի փոխանցման միջոցով: Այսպիսով, ազդանշանի ուժգնությունը մեծանում է, իսկ միջամտությունը նվազում է:

Հինգերորդ սերնդի հինգերորդ տարրը պետք է լինի այսպես կոչված լրիվ դուպլեքս. Դուպլեքսը երկկողմանի փոխանցում է, այսինքն՝ այն, որտեղ տեղեկատվության փոխանցումն ու ընդունումը հնարավոր է երկու ուղղություններով: Full duplex նշանակում է, որ տվյալները փոխանցվում են առանց փոխանցման ընդհատումների: Այս լուծումը մշտապես բարելավվում է լավագույն պարամետրերին հասնելու համար:

 

Վեցերորդ սերունդ?

Այնուամենայնիվ, լաբորատորիաներն արդեն աշխատում են մի բանի վրա, որը նույնիսկ ավելի արագ է, քան 5G-ը, չնայած նորից, մենք հստակ չգիտենք, թե որն է հինգերորդ սերունդը: Ճապոնացի գիտնականները ստեղծում են ապագա անլար տվյալների փոխանցման, այսպես ասած, հաջորդ՝ վեցերորդ տարբերակը: Այն բաղկացած է 300 ԳՀց և ավելի բարձր հաճախականությունների օգտագործումից, իսկ ձեռք բերված արագությունները յուրաքանչյուր ալիքում կկազմեն 105 Գբ/վ: Նոր տեխնոլոգիաների հետազոտությունն ու մշակումը շարունակվում են արդեն մի քանի տարի։ Անցյալ տարվա նոյեմբերին 500 ԳՀց տերահերց տիրույթի օգտագործմամբ ձեռք է բերվել 34 Գբ/վ, իսկ հետո 160-300 ԳՀց տիրույթում գտնվող հաղորդիչի միջոցով 500 Գբ/վ (25 ԳՀց ինտերվալներով մոդուլացված ութ ալիք): ) - այսինքն՝ արդյունքները շատ անգամ գերազանցում են 5G ցանցի ակնկալվող հնարավորությունները։ Վերջին հաջողությունը Հիրոսիմայի համալսարանի մի խումբ գիտնականների և Panasonic-ի աշխատակիցների աշխատանքն է միաժամանակ։ Տեխնոլոգիայի մասին տեղեկատվությունը տեղադրվել է համալսարանի կայքում, թերահերց ցանցի ենթադրություններն ու մեխանիզմը ներկայացվել են 2017 թվականի փետրվարին Սան Ֆրանցիսկոյում ISSCC կոնֆերանսում։

Ինչպես գիտեք, աշխատանքի հաճախականության ավելացումը ոչ միայն թույլ է տալիս տվյալների ավելի արագ փոխանցում, այլև զգալիորեն նվազեցնում է ազդանշանի հնարավոր տիրույթը, ինչպես նաև մեծացնում է նրա զգայունությունը բոլոր տեսակի միջամտությունների նկատմամբ: Սա նշանակում է, որ անհրաժեշտ է կառուցել բավականին բարդ և խիտ բաշխված ենթակառուցվածք։

Հարկ է նաև նշել, որ հեղափոխությունները, ինչպիսիք են 2020 թվականին նախատեսված 5G ցանցը, իսկ հետո հիպոթետիկ նույնիսկ ավելի արագ տերահերց ցանցը, նշանակում է միլիոնավոր սարքերը նոր չափանիշներին հարմարեցված տարբերակներով փոխարինելու անհրաժեշտություն: Սա, ամենայն հավանականությամբ, զգալիորեն կդանդաղեցնի փոփոխությունների տեմպերը և կհանգեցնի նրան, որ նախատեսված հեղափոխությունը իրականում վերածվի էվոլյուցիայի:

Շարունակելի Թեմայի համարը ամսաթերթի վերջին համարում։