Akıllı dünya için 5G

Nesnelerin İnterneti'nin gerçek devriminin yalnızca beşinci nesil mobil İnternet ağının yaygınlaşmasından kaynaklanacağına yaygın olarak inanılmaktadır. Bu ağ hala oluşturulacak, ancak işletmeler IoT altyapısının tanıtımıyla şu anda buna bakmıyor.

Uzmanlar, 5G'nin bir evrim değil, mobil teknolojinin tam bir dönüşümü olmasını bekliyor. Bu, bu tür iletişimle ilişkili tüm endüstriyi dönüştürmelidir. Şubat 2017'de Barselona'daki Mobil Dünya Kongresi'nde bir sunum sırasında, Deutsche Telekom'un bir temsilcisi, akıllı telefonlar yok olacak. Popüler hale geldiğinde, bizi çevreleyen hemen hemen her şeyle her zaman çevrimiçi olacağız. Ve bu teknolojiyi hangi pazar segmentinin kullanacağına bağlı olarak (teletıp, sesli aramalar, oyun platformları, web'de gezinme), ağ farklı davranacaktır.

Önceki çözümlere kıyasla 5G ağ hızı

Aynı MWC sırasında, 5G ağının ilk ticari uygulamaları gösterildi - bu ifade bazı şüphelere yol açsa da, gerçekte ne olacağı hala bilinmiyor. Varsayımlar tamamen tutarsızdır. Bazı kaynaklar, 5G'nin aynı anda binlerce kullanıcıya saniyede on binlerce megabit iletim hızı sağlamasının beklendiğini iddia ediyor. Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) tarafından birkaç ay önce açıklanan 5G için ön spesifikasyon, gecikmelerin 4 ms'yi geçmeyeceğini öne sürüyor. Veriler 20 Gbps'de indirilmeli ve 10 Gbps'de yüklenmelidir. İTÜ'nün yeni ağın son halini bu sonbaharda duyurmak istediğini biliyoruz. Herkes bir konuda hemfikirdir - 5G ağı, nesnelerin İnterneti ve her yerde bulunan hizmetler için anahtar olan yüz binlerce sensörün eşzamanlı kablosuz bağlantısını sağlamalıdır.

AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel ve daha pek çok önde gelen şirket, 5G standardizasyon zaman çizelgesini hızlandırmaya yönelik desteklerini açıkça ortaya koydular. Tüm paydaşlar bu konsepti ticarileştirmeye 2019 gibi erken bir tarihte başlamak istiyor. Öte yandan Avrupa Birliği, yeni nesil ağların gelişim yönünü belirlemek için 5G PPP planını () açıkladı. 2020 yılına kadar, AB ülkeleri bu standart için ayrılmış 700 MHz frekansını yayınlamalıdır.

5G ağı yeni teknolojilerin bir armağanıdır

Tek şeyler 5G'ye ihtiyaç duymaz

Ericsson'a göre, geçen yılın sonunda (, IoT) içinde 5,6 milyar cihaz faaliyetteydi. Bunlardan sadece 400 milyonu mobil ağlarla, geri kalanı ise Wi-Fi, Bluetooth veya ZigBee gibi kısa menzilli ağlarla çalıştı.

Nesnelerin İnterneti'nin gerçek gelişimi, genellikle 5G ağlarıyla ilişkilendirilir. Başlangıçta iş sektöründe olmak üzere yeni teknolojilerin ilk uygulamaları iki ila üç yıl içinde ortaya çıkabilir. Ancak, 2025'ten önce bireysel müşteriler için yeni nesil ağlara erişim bekleyebiliriz. 5G teknolojisinin avantajı, diğer şeylerin yanı sıra, bir kilometrekarelik bir alana monte edilmiş bir milyon cihazı işleme yeteneğidir. Çok büyük bir sayı gibi görünebilir, ancak IoT vizyonunun ne hakkında söylediğini hesaba katarsanız akıllı Şehirlerkentsel altyapıya ek olarak, araçlar (otonom arabalar dahil) ve ev (akıllı evler) ve ofis cihazlarının yanı sıra, örneğin, içinde depolanan mağazalar ve mallar birbirine bağlıyken, kilometrekare başına bu milyon öyle görünmeyi bırakıyor. büyük. Özellikle şehir merkezinde veya ofis yoğunluğunun yüksek olduğu bölgelerde.

Ancak, ağa bağlı birçok cihazın ve üzerlerine yerleştirilen sensörlerin çok yüksek hızlar gerektirmediğini unutmayın, çünkü küçük veri parçalarını iletirler. Bir ATM veya ödeme terminali için ultra hızlı İnternet gerekmez. Koruma sisteminde, örneğin bir dondurma üreticisini mağazalardaki buzdolaplarındaki koşullar hakkında bilgilendiren bir duman ve sıcaklık sensörünün olması gerekli değildir. Sokak aydınlatmasının izlenmesi ve kontrol edilmesi, elektrik ve su sayaçlarından verilerin iletilmesi, IoT bağlantılı ev cihazlarının bir akıllı telefon kullanılarak uzaktan kontrol edilmesi için veya lojistikte yüksek hızlar ve düşük gecikme süresi gerekli değildir.

Bugün, mobil ağlar üzerinden saniyede birkaç on hatta yüzlerce megabit veri göndermemizi sağlayan LTE teknolojisine sahip olmamıza rağmen, nesnelerin internetinde çalışan cihazların önemli bir kısmı hala kullanıyor. 2G ağları, yani 1991'den beri satışta. GSM standardı.

Birçok şirketin mevcut faaliyetlerinde IoT kullanmasını engelleyen ve dolayısıyla gelişimini yavaşlatan fiyat engelini aşmak için, küçük veri paketlerini ileten cihazları desteklemek üzere tasarlanmış ağlar oluşturmak için teknolojiler geliştirilmiştir. Bu ağlar hem mobil operatörler tarafından kullanılan frekansları hem de lisanssız bandı kullanır. LTE-M ve NB-IoT (NB-LTE olarak da adlandırılır) gibi teknolojiler, LTE ağları tarafından kullanılan bantta çalışır, EC-GSM-IoT (EC-EGPRS olarak da adlandırılır) 2G ağları tarafından kullanılan bandı kullanır. Lisanssız ürün yelpazesinde LoRa, Sigfox ve RPMA gibi çözümler arasından seçim yapabilirsiniz.

Yukarıdaki seçeneklerin tümü geniş bir yelpaze sunar ve uç cihazlar olabildiğince ucuz ve mümkün olduğunca az enerji tüketecek ve bu nedenle birkaç yıl pil değiştirmeden çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Dolayısıyla ortak adları - (düşük güç tüketimi, uzun menzil). Mobil operatörlerin kullanabileceği aralıklarda çalışan LPWA ağları için yalnızca bir yazılım güncellemesi gerekir. Ticari LPWA ağlarının geliştirilmesi, araştırma şirketleri Gartner ve Ovum tarafından IoT'nin geliştirilmesindeki en önemli olaylardan biri olarak kabul edilmektedir.

Operatörler farklı teknolojiler kullanır. Geçen yıl ülke çapında ağını başlatan Hollandalı KPN, LoRa'yı seçti ve LTE-M ile ilgileniyor. Vodafone grubu NB-IoT'yi seçti - bu yıl İspanya'da bir ağ kurmaya başladı ve Almanya, İrlanda ve İspanya'da böyle bir ağ kurmayı planlıyor. Deutsche Telekom, NB-IoT'yi seçti ve ağının Polonya dahil sekiz ülkede kullanıma sunulacağını duyurdu. İspanyol Telefonica, Sigfox ve NB-IoT'yi seçti. Fransa'da Orange bir LoRa ağı kurmaya başladı ve ardından faaliyet gösterdiği ülkelerde İspanya ve Belçika'dan ve dolayısıyla muhtemelen Polonya'da da LTE-M ağlarını kullanıma sunmaya başlayacağını duyurdu.

LPWA ağının inşası, belirli bir IoT ekosisteminin geliştirilmesinin 5G ağlarından daha hızlı başlayacağı anlamına gelebilir. Birinin genişlemesi diğerini dışlamaz çünkü her iki teknoloji de geleceğin akıllı şebekesi için gereklidir.

Zaten çok fazla ihtiyaç duyması muhtemel 5G kablosuz bağlantı энергия. Yukarıda belirtilen aralıklara ek olarak, geçen yıl bireysel cihazlar düzeyinde enerji tasarrufu sağlamanın bir yolu başlatılmalıdır. Bluetooth web platformu. Akıllı ampuller, kilitler, sensörler vb. bir ağ tarafından kullanılacaktır. Teknoloji, özel uygulamalara ihtiyaç duymadan doğrudan bir web tarayıcısından veya web sitesinden IoT cihazlarına bağlanmanıza olanak tanır.

Web Bluetooth teknolojisinin görselleştirilmesi

5G öncesi

Bazı şirketlerin yıllardır 5G teknolojisini takip ettiğini bilmekte fayda var. Örneğin Samsung, 5'den beri 2011G ağ çözümleri üzerinde çalışıyor. Bu süre zarfında 1,2 km/s hızla hareket eden bir araçta 110 Gb/sn'lik bir şanzımana ulaşmak mümkün oldu. ve sabit bir alıcı için 7,5 Gbps.

Ayrıca, deneysel 5G ağları halihazırda mevcuttur ve çeşitli şirketlerle işbirliği içinde oluşturulmuştur. Bununla birlikte, şu anda yeni ağın yakın ve gerçekten küresel standardizasyonu hakkında konuşmak için henüz çok erken. Ericsson, İsveç ve Japonya'da test ediyor, ancak yeni standartla çalışacak küçük tüketici cihazları hala çok uzakta. 2018'de İsveçli operatör TeliaSonera ile işbirliği içinde şirket, Stockholm ve Tallinn'de ilk ticari 5G ağlarını başlatacak. Başlangıçta şehir ağlarıve "tam boyutlu" 5G için 2020'ye kadar beklememiz gerekecek. Ericsson'da bile var ilk 5G telefon. Belki de "telefon" kelimesi yanlış kelimedir. Cihaz 150 kg ağırlığındadır ve onunla birlikte ölçüm ekipmanlarıyla donatılmış büyük bir otobüste seyahat etmeniz gerekir.

Geçen Ekim ayında, 5G ağının ilk çıkışının haberi uzak Avustralya'dan geldi. Ancak bu tür raporlara mesafeli yaklaşılmalıdır – 5G standardı ve spesifikasyonu olmadan beşinci nesil bir hizmetin başlatıldığını nereden biliyorsunuz? Bu, standart üzerinde anlaşmaya varıldığında değişmelidir. Her şey plana göre giderse, önceden standartlaştırılmış 5G ağları ilk kez Güney Kore'deki 2018 Kış Olimpiyatları'nda görünecek.

Milimetre dalgaları ve minik hücreler

5G ağının çalışması birkaç önemli teknolojiye bağlıdır.

Samsung tarafından üretilen baz istasyonu

Ilk milimetre dalga bağlantıları. Gittikçe daha fazla cihaz aynı radyo frekanslarını kullanarak birbirine veya internete bağlanıyor. Bu, hız kaybına ve bağlantı kararlılığı sorunlarına neden olur. Çözüm, milimetre dalgalarına geçmek olabilir, yani. 30-300 GHz frekans aralığında. Şu anda özellikle uydu iletişiminde ve radyo astronomisinde kullanılmaktadırlar, ancak ana sınırlamaları kısa menzilleri olmuştur. Yeni bir anten türü bu sorunu çözmektedir ve bu teknolojinin gelişimi halen devam etmektedir.

Teknoloji, beşinci neslin ikinci direğidir. Bilim adamları, 200 m'den daha uzun bir mesafe boyunca milimetre dalgaları kullanarak verileri iletebildikleriyle övünüyorlar ve kelimenin tam anlamıyla büyük şehirlerde her 200-250 m'de, yani çok düşük güç tüketimine sahip küçük baz istasyonları olabilir. Ancak, daha az nüfuslu bölgelerde "küçük hücreler" iyi çalışmaz.

Bu, yukarıdaki soruna yardımcı olmalıdır MIMO teknolojisi yeni nesil. MIMO, kablosuz ağın kapasitesini artırabilen 4G standardında da kullanılan bir çözümdür. İşin sırrı, verici ve alıcı taraflarda çok antenli iletimde. Yeni nesil istasyonlar, aynı anda veri göndermek ve almak için bugünkünden sekiz kat daha fazla bağlantı noktasını işleyebilir. Böylece ağ verimi %22 artar.

5G için bir diğer önemli teknik ise "huzme şekillendirme“. Verilerin kullanıcıya optimum rota boyunca iletilmesini sağlayan bir sinyal işleme yöntemidir. milimetrik dalgaların cihaza çok yönlü bir iletim yerine konsantre bir ışınla ulaşmasına yardımcı olur. Böylece sinyal gücü artar ve parazit azalır.

Beşinci neslin beşinci unsuru sözde olmalıdır. Tam dubleks. Dubleks, iki yönlü bir iletimdir, yani her iki yönde de bilgi iletiminin ve alımının mümkün olduğu bir iletimdir. Tam çift yönlü, verilerin iletim kesintisi olmadan iletildiği anlamına gelir. Bu çözüm, en iyi parametreleri elde etmek için sürekli olarak geliştirilmektedir.

 

Altıncı nesil mi?

Bununla birlikte, laboratuvarlar zaten 5G'den bile daha hızlı bir şey üzerinde çalışıyor - yine de beşinci neslin tam olarak ne olduğunu bilmiyoruz. Japon bilim adamları, bir sonraki, altıncı versiyon gibi, gelecekteki bir kablosuz veri iletimi yaratıyorlar. 300 GHz ve daha yüksek frekansların kullanılmasından oluşur ve elde edilen hızlar her kanalda 105 Gb / s olacaktır. Yeni teknolojilerin araştırılması ve geliştirilmesi birkaç yıldır devam etmektedir. Geçen Kasım ayında, 500 GHz terahertz bandı kullanılarak 34 Gb/sn'ye ve ardından 160-300 GHz bandında bir verici kullanılarak 500 Gb/sn'ye (25 GHz aralıklarla modüle edilmiş sekiz kanal) ulaşıldı. ) - yani, 5G ağının beklenen yeteneklerinden çok daha büyük sonuçlar. En son başarı, Hiroşima Üniversitesi'nden bir grup bilim insanının ve aynı zamanda Panasonic çalışanlarının çalışmasıdır. Teknolojiyle ilgili bilgiler üniversitenin web sitesinde yayınlandı, terahertz ağının varsayımları ve mekanizması Şubat 2017'de San Francisco'daki ISSCC konferansında sunuldu.

Bildiğiniz gibi, çalışma frekansındaki bir artış, yalnızca daha hızlı veri aktarımı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda sinyalin olası aralığını önemli ölçüde azaltır ve ayrıca her türlü parazite karşı duyarlılığını artırır. Bu, oldukça karmaşık ve yoğun bir şekilde dağıtılmış bir altyapı inşa etmenin gerekli olduğu anlamına gelir.

Ayrıca, 2020 için planlanan 5G ağı ve ardından varsayımsal daha da hızlı terahertz ağı gibi devrimlerin, milyonlarca cihazı yeni standartlara uyarlanmış sürümlerle değiştirme ihtiyacı anlamına geldiğini belirtmekte fayda var. Bu muhtemelen önemli ölçüde... değişim hızını yavaşlatacak ve amaçlanan devrimin gerçekten bir evrim haline gelmesine neden olacaktır.

Devam edecek konu numarası Ayın son sayısında.