5G ჭკვიანი სამყაროსთვის

გავრცელებულია მოსაზრება, რომ ნივთების ინტერნეტის რეალური რევოლუცია მხოლოდ მეხუთე თაობის მობილური ინტერნეტ ქსელის პოპულარიზაციას გამოიწვევს. ეს ქსელი მაინც შეიქმნება, მაგრამ ბიზნესი ახლა მას არ უყურებს IoT ინფრასტრუქტურის დანერგვით.

ექსპერტები იმედოვნებენ, რომ 5G არ იქნება ევოლუცია, არამედ მობილური ტექნოლოგიის სრული ტრანსფორმაცია. ამან უნდა გარდაქმნას მთელი ინდუსტრია, რომელიც დაკავშირებულია ამ ტიპის კომუნიკაციასთან. 2017 წლის თებერვალში, ბარსელონაში მობილური მსოფლიო კონგრესზე პრეზენტაციის დროს, Deutsche Telekom-ის წარმომადგენელმა განაცხადა, რომ სმარტფონები შეწყვეტენ არსებობას. როდესაც ის პოპულარული გახდება, ჩვენ ყოველთვის ვიქნებით ონლაინ, თითქმის ყველაფრით, რაც ჩვენს გარშემოა. და იმის მიხედვით, თუ რომელი ბაზრის სეგმენტი გამოიყენებს ამ ტექნოლოგიას (ტელემედიცინა, ხმოვანი ზარები, სათამაშო პლატფორმები, ვებ-დათვალიერება), ქსელი განსხვავებულად მოიქცევა.

5G ქსელის სიჩქარე წინა გადაწყვეტილებებთან შედარებით

იმავე MWC-ის დროს აჩვენეს 5G ქსელის პირველი კომერციული აპლიკაციები - თუმცა ეს ფორმულირება გარკვეულ ეჭვებს ბადებს, რადგან ჯერ უცნობია, რა იქნება სინამდვილეში. ვარაუდები სრულიად შეუსაბამოა. ზოგიერთი წყარო ამტკიცებს, რომ მოსალოდნელია, რომ 5G უზრუნველყოფს ერთდროულად ათობით ათასი მეგაბიტის გადაცემის სიჩქარეს ათასობით მომხმარებელს. 5G-ის წინასწარი სპეციფიკაცია, რომელიც რამდენიმე თვის წინ გამოცხადდა საერთაშორისო სატელეკომუნიკაციო კავშირის (ITU) მიერ, ვარაუდობს, რომ შეფერხებები არ აღემატება 4 ms. მონაცემთა ჩამოტვირთვა უნდა მოხდეს 20 გბიტი/წმ სიჩქარით და ატვირთვა 10 გბ/წმ სიჩქარით. ჩვენ ვიცით, რომ ITU-ს სურს გამოაცხადოს ახალი ქსელის საბოლოო ვერსია ამ შემოდგომაზე. ყველა თანხმდება ერთ რამეზე - 5G ქსელმა უნდა უზრუნველყოს ასობით ათასი სენსორის ერთდროული უკაბელო კავშირი, რაც მთავარია ნივთების ინტერნეტისა და ყველგანმყოფი სერვისებისთვის.

წამყვანი კომპანიები, როგორიცაა AT&T, NTT DOCOMO, SK Telecom, Vodafone, LG Electronic, Sprint, Huawei, ZTE, Qualcomm, Intel და მრავალი სხვა აშკარად გამოხატავენ მხარდაჭერას 5G სტანდარტიზაციის ვადების დაჩქარების მიზნით. ყველა დაინტერესებულ მხარეს სურს დაიწყოს ამ კონცეფციის კომერციალიზაცია უკვე 2019 წელს. თავის მხრივ, ევროკავშირმა გამოაცხადა 5G PPP გეგმა () შემდეგი თაობის ქსელების განვითარების მიმართულების დასადგენად. 2020 წლისთვის ევროკავშირის ქვეყნებმა უნდა გაათავისუფლონ 700 MHz სიხშირე, რომელიც დაცულია ამ სტანდარტისთვის.

5G ქსელი ახალი ტექნოლოგიების საჩუქარია

ცალკეულ ნივთებს 5G არ სჭირდება

Ericsson-ის მონაცემებით, გასული წლის ბოლოს, 5,6 მილიარდი მოწყობილობა მუშაობდა (, IoT). მათგან მხოლოდ დაახლოებით 400 მილიონი მუშაობდა მობილურ ქსელებთან, დანარჩენი კი მოკლე დიაპაზონის ქსელებთან, როგორიცაა Wi-Fi, Bluetooth ან ZigBee.

ნივთების ინტერნეტის რეალური განვითარება ხშირად ასოცირდება 5G ქსელებთან. ახალი ტექნოლოგიების პირველი გამოყენება, თავდაპირველად ბიზნეს სექტორში, შეიძლება გამოჩნდეს ორ-სამ წელიწადში. თუმცა, ჩვენ შეგვიძლია ველოდოთ წვდომას შემდეგი თაობის ქსელებზე ინდივიდუალური მომხმარებლებისთვის არა უადრეს 2025 წლისა. 5G ტექნოლოგიის უპირატესობა, სხვა საკითხებთან ერთად, არის კვადრატული კილომეტრის ფართობზე აწყობილი მილიონი მოწყობილობის დამუშავების შესაძლებლობა. როგორც ჩანს, ეს უზარმაზარი რიცხვია, მაგრამ თუ გაითვალისწინებთ რას ამბობს IoT ხედვა ჭკვიანი ქალაქებირომელშიც, ურბანული ინფრასტრუქტურის გარდა, დაკავშირებულია მანქანები (მათ შორის ავტონომიური მანქანები) და საყოფაცხოვრებო (ჭკვიანი სახლები) და საოფისე მოწყობილობები, ასევე, მაგალითად, მათში შენახული მაღაზიები და საქონელი, კვადრატულ კილომეტრზე ეს მილიონი ასე აღარ გამოიყურება. დიდი. განსაკუთრებით ქალაქის ცენტრში ან ოფისების მაღალი კონცენტრაციის მქონე ადგილებში.

ამასთან, გაითვალისწინეთ, რომ ქსელთან დაკავშირებული მრავალი მოწყობილობა და მათზე განთავსებული სენსორები არ საჭიროებს ძალიან მაღალ სიჩქარეს, რადგან ისინი გადასცემენ მონაცემთა მცირე ნაწილს. ულტრა სწრაფი ინტერნეტი არ არის საჭირო ბანკომატს ან გადახდის ტერმინალს. არ არის აუცილებელი კვამლისა და ტემპერატურის სენსორის ქონა დაცვის სისტემაში, რომელიც აცნობებს, მაგალითად, ნაყინის მწარმოებელს მაღაზიებში მაცივრების პირობების შესახებ. მაღალი სიჩქარე და დაბალი შეყოვნება არ არის საჭირო ქუჩის განათების მონიტორინგისა და კონტროლისთვის, ელექტროენერგიის და წყლის მრიცხველებიდან მონაცემების გადასაცემად, დისტანციური მართვისთვის IoT-თან დაკავშირებული სახლის მოწყობილობების სმარტფონის გამოყენებით ან ლოჯისტიკაში.

დღეს, მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ გვაქვს LTE ტექნოლოგია, რომელიც საშუალებას გვაძლევს გავაგზავნოთ რამდენიმე ათეული ან თუნდაც ასობით მეგაბიტი მონაცემი წამში მობილური ქსელების მეშვეობით, ინტერნეტში მოქმედი მოწყობილობების მნიშვნელოვანი ნაწილი კვლავ იყენებს. 2G ქსელები, ე.ი. იყიდება 1991 წლიდან. GSM სტანდარტი.

ფასის ბარიერის დასაძლევად, რომელიც ბევრ კომპანიას ხელს უშლის IoT-ის გამოყენებას მათ მიმდინარე საქმიანობაში და, ამრიგად, აფერხებს მის განვითარებას, შემუშავდა ტექნოლოგიები ქსელების შესაქმნელად, რომლებიც შექმნილია მოწყობილობების მხარდასაჭერად, რომლებიც გადასცემენ მცირე მონაცემთა პაკეტებს. ეს ქსელები იყენებენ როგორც მობილური ოპერატორების მიერ გამოყენებულ სიხშირეს, ასევე არალიცენზირებულ დიაპაზონს. ტექნოლოგიები, როგორიცაა LTE-M და NB-IoT (ასევე უწოდებენ NB-LTE) მოქმედებენ ზოლში, რომელსაც იყენებს LTE ქსელები, ხოლო EC-GSM-IoT (ასევე უწოდებენ EC-EGPRS) იყენებს 2G ქსელების მიერ გამოყენებულ ზოლს. არალიცენზირებულ დიაპაზონში შეგიძლიათ აირჩიოთ გადაწყვეტილებები, როგორიცაა LoRa, Sigfox და RPMA.

ყველა ზემოაღნიშნული ვარიანტი გვთავაზობს ფართო დიაპაზონს და შექმნილია ისე, რომ ბოლო მოწყობილობები იყოს რაც შეიძლება იაფი და მოიხმარენ რაც შეიძლება ნაკლებ ენერგიას და ამით იმუშაონ ბატარეის შეცვლის გარეშე რამდენიმე წლის განმავლობაშიც კი. აქედან მოდის მათი კოლექტიური სახელწოდება - (დაბალი ენერგიის მოხმარება, დიდი დიაპაზონი). მობილური ოპერატორებისთვის ხელმისაწვდომ დიაპაზონებში მოქმედი LPWA ქსელებს მხოლოდ პროგრამული უზრუნველყოფის განახლება სჭირდებათ. კომერციული LPWA ქსელების განვითარებას კვლევითი კომპანიები Gartner და Ovum განიხილავენ, როგორც IoT-ის განვითარების ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან მოვლენას.

ოპერატორები იყენებენ სხვადასხვა ტექნოლოგიას. ჰოლანდიურმა KPN-მა, რომელმაც თავისი ქვეყნის მასშტაბით ქსელი გასულ წელს დაიწყო, აირჩია LoRa და დაინტერესებულია LTE-M-ით. Vodafone ჯგუფმა აირჩია NB-IoT - წელს დაიწყო ქსელის მშენებლობა ესპანეთში, ხოლო ასეთი ქსელის აშენებას გეგმავს გერმანიაში, ირლანდიასა და ესპანეთში. Deutsche Telekom-მა აირჩია NB-IoT და აცხადებს, რომ მისი ქსელი რვა ქვეყანაში ამოქმედდება, მათ შორის პოლონეთში. ესპანური Telefonica-მ აირჩია Sigfox და NB-IoT. Orange-მა საფრანგეთში დაიწყო LoRa ქსელის მშენებლობა და შემდეგ გამოაცხადა, რომ დაიწყებდა LTE-M ქსელების გავრცელებას ესპანეთიდან და ბელგიიდან იმ ქვეყნებში, რომლებშიც ოპერირებს და, შესაბამისად, ალბათ პოლონეთშიც.

LPWA ქსელის მშენებლობა შეიძლება ნიშნავს, რომ კონკრეტული IoT ეკოსისტემის განვითარება დაიწყება უფრო სწრაფად, ვიდრე 5G ქსელები. ერთის გაფართოება არ გამორიცხავს მეორეს, რადგან ორივე ტექნოლოგია აუცილებელია მომავლის ჭკვიანი ქსელისთვის.

5G უკაბელო კავშირებს, სავარაუდოდ, ბევრი სჭირდება ენერგია. გარდა ზემოაღნიშნული დიაპაზონებისა, გასულ წელს უნდა ამოქმედდეს ენერგიის დაზოგვის გზა ცალკეული მოწყობილობების დონეზე. Bluetooth ვებ პლატფორმა. მას გამოიყენებს ჭკვიანი ნათურების ქსელი, საკეტები, სენსორები და ა.შ. ტექნოლოგია საშუალებას გაძლევთ დაუკავშირდეთ IoT მოწყობილობებს პირდაპირ ვებ ბრაუზერიდან ან ვებსაიტიდან სპეციალური აპლიკაციების გამოყენების გარეშე.

ვებ Bluetooth ტექნოლოგიის ვიზუალიზაცია

5გ ადრე

აღსანიშნავია, რომ ზოგიერთი კომპანია წლების განმავლობაში ეძებს 5G ტექნოლოგიას. მაგალითად, Samsung 5 წლიდან მუშაობს 2011G ქსელის გადაწყვეტილებებზე. ამ დროის განმავლობაში შესაძლებელი გახდა 1,2 გბ/წმ გადაცემის მიღწევა 110 კმ/სთ სიჩქარით მოძრავ მანქანაში. და 7,5 Gbps მდგარი მიმღებისთვის.

მეტიც, ექსპერიმენტული 5G ქსელები უკვე არსებობს და შეიქმნა სხვადასხვა კომპანიებთან თანამშრომლობით. თუმცა, ამ დროისთვის ჯერ ნაადრევია საუბარი ახალი ქსელის გარდაუვალ და ჭეშმარიტად გლობალურ სტანდარტიზაციაზე. Ericsson ტესტირებას ახდენს შვედეთსა და იაპონიაში, მაგრამ მცირე სამომხმარებლო მოწყობილობები, რომლებიც იმუშავებენ ახალი სტანდარტით, ჯერ კიდევ შორს არის. 2018 წელს, შვედურ ოპერატორ TeliaSonera-სთან თანამშრომლობით, კომპანია სტოკჰოლმსა და ტალინში ამუშავებს პირველ კომერციულ 5G ქსელებს. თავდაპირველად იქნება ურბანული ქსელებიდა ჩვენ მოგვიწევს 5 წლამდე ლოდინი "სრული ზომის" 2020G-სთვის. ერიქსონსაც კი აქვს პირველი 5G ტელეფონი. შესაძლოა სიტყვა „ტელეფონი“ ბოლოს და ბოლოს არასწორი სიტყვაა. მოწყობილობა 150 კგ-ს იწონის და მასთან ერთად უნდა იმგზავროთ საზომი აპარატურით შეიარაღებული დიდი ავტობუსით.

გასული წლის ოქტომბერში, 5G ქსელის დებიუტის შესახებ ინფორმაცია შორეული ავსტრალიიდან მოვიდა. თუმცა, ამ ტიპის მოხსენებებს დისტანციურად უნდა მივუდგეთ – როგორ იცით, 5G სტანდარტისა და სპეციფიკაციის გარეშე, რომ მეხუთე თაობის სერვისი ამოქმედდა? ეს უნდა შეიცვალოს სტანდარტის შეთანხმების შემდეგ. თუ ყველაფერი გეგმის მიხედვით წარიმართება, წინასწარ სტანდარტიზებული 5G ქსელები პირველად გამოჩნდება 2018 წლის ზამთრის ოლიმპიურ თამაშებზე სამხრეთ კორეაში.

მილიმეტრიანი ტალღები და პაწაწინა უჯრედები

5G ქსელის ფუნქციონირება დამოკიდებულია რამდენიმე მნიშვნელოვან ტექნოლოგიაზე.

საბაზო სადგური დამზადებულია Samsung-ის მიერ

პირველი მილიმეტრიანი ტალღის კავშირები. უფრო და უფრო მეტი მოწყობილობა უერთდება ერთმანეთს ან ინტერნეტს ერთი და იგივე რადიოსიხშირის გამოყენებით. ეს იწვევს სიჩქარის დაკარგვას და კავშირის სტაბილურობის პრობლემებს. გამოსავალი შეიძლება იყოს მილიმეტრულ ტალღებზე გადასვლა, ე.ი. სიხშირის დიაპაზონში 30-300 გჰც. ისინი ამჟამად გამოიყენება განსაკუთრებით თანამგზავრულ კომუნიკაციებში და რადიოასტრონომიაში, მაგრამ მათი მთავარი შეზღუდვა იყო მათი მოკლე დიაპაზონი. ახალი ტიპის ანტენა წყვეტს ამ პრობლემას და ამ ტექნოლოგიის განვითარება ჯერ კიდევ გრძელდება.

ტექნოლოგია მეხუთე თაობის მეორე საყრდენია. მეცნიერები ტრაბახობენ, რომ მათ უკვე შეუძლიათ მონაცემთა გადაცემა მილიმეტრიანი ტალღების გამოყენებით 200 მ-ზე მეტ მანძილზე და ფაქტიურად ყოველ 200-250 მ დიდ ქალაქებში შეიძლება იყოს, ანუ მცირე საბაზო სადგურები ძალიან დაბალი ენერგიის მოხმარებით. თუმცა ნაკლებად დასახლებულ ადგილებში „პატარა უჯრედები“ კარგად არ მუშაობს.

ეს უნდა დაეხმაროს ზემოხსენებულ საკითხს MIMO ტექნოლოგია ახალი თაობა. MIMO არის გამოსავალი, რომელიც ასევე გამოიყენება 4G სტანდარტში, რომელსაც შეუძლია გაზარდოს უკაბელო ქსელის სიმძლავრე. საიდუმლო არის მრავალ ანტენიან გადაცემაში გადამცემ და მიმღებ მხარეებზე. შემდეგი თაობის სადგურებს შეუძლიათ რვაჯერ მეტი პორტის დამუშავება, ვიდრე დღეს, მონაცემთა გაგზავნისა და მისაღებად ერთდროულად. ამრიგად, ქსელის გამტარუნარიანობა იზრდება 22%-ით.

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ტექნიკა 5G-სთვის არის ის, რომ "სხივის ფორმირება“. ეს არის სიგნალის დამუშავების მეთოდი ისე, რომ მონაცემები მიეწოდება მომხმარებელს ოპტიმალური მარშრუტით. ეხმარება მილიმეტრულ ტალღებს მიაღწიოს მოწყობილობას კონცენტრირებული სხივით და არა ყოვლისმომცველი გადაცემის გზით. ამრიგად, სიგნალის სიძლიერე იზრდება და ჩარევა მცირდება.

მეხუთე თაობის მეხუთე ელემენტი უნდა იყოს ე.წ სრული დუპლექსი. დუპლექსი არის ორმხრივი გადაცემა, ანუ ის, რომელშიც ინფორმაციის გადაცემა და მიღება შესაძლებელია ორივე მიმართულებით. სრული დუპლექსი ნიშნავს, რომ მონაცემები გადაიცემა გადაცემის შეფერხების გარეშე. ეს გამოსავალი მუდმივად იხვეწება საუკეთესო პარამეტრების მისაღწევად.

 

მეექვსე თაობა?

თუმცა, ლაბორატორიები უკვე მუშაობენ რაღაცაზე უფრო სწრაფად, ვიდრე 5G - თუმცა ისევ და ისევ, ჩვენ არ ვიცით ზუსტად რა არის მეხუთე თაობა. იაპონელი მეცნიერები ქმნიან სამომავლო უკაბელო მონაცემთა გადაცემას, როგორც ეს იყო, მომდევნო, მეექვსე ვერსიას. იგი მოიცავს 300 გჰც და უფრო მაღალი სიხშირის გამოყენებას, ხოლო მიღწეული სიჩქარე იქნება 105 გბ/წმ თითოეულ არხზე. ახალი ტექნოლოგიების კვლევა და განვითარება რამდენიმე წელია მიმდინარეობს. გასულ ნოემბერში, 500 გბ/წმ მიღწეული იქნა 34 გჰც ტერაჰერცის დიაპაზონის გამოყენებით, შემდეგ კი 160 გბ/წმ გადამცემის გამოყენებით 300-500 გჰც დიაპაზონში (რვა არხი მოდულირებულია 25 გჰც ინტერვალებით). ) - ანუ შედეგი ბევრჯერ აღემატება 5G ქსელის მოსალოდნელ შესაძლებლობებს. უახლესი წარმატება ჰიროშიმას უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფისა და Panasonic-ის ერთდროულად თანამშრომლების მუშაობაა. ტექნოლოგიის შესახებ ინფორმაცია განთავსდა უნივერსიტეტის ვებგვერდზე, ტერაჰერცის ქსელის ვარაუდები და მექანიზმი წარმოდგენილი იყო 2017 წლის თებერვალში სან-ფრანცისკოში ISSCC კონფერენციაზე.

მოგეხსენებათ, ოპერაციების სიხშირის ზრდა არა მხოლოდ იძლევა მონაცემთა უფრო სწრაფ გადაცემას, არამედ მნიშვნელოვნად ამცირებს სიგნალის შესაძლო დიაპაზონს და ასევე ზრდის მის მგრძნობელობას ყველა სახის ჩარევის მიმართ. ეს ნიშნავს, რომ აუცილებელია საკმაოდ რთული და მჭიდროდ განაწილებული ინფრასტრუქტურის აშენება.

ასევე აღსანიშნავია, რომ რევოლუციები - როგორიცაა 2020 წლისთვის დაგეგმილი 5G ქსელი და შემდეგ ჰიპოთეტური კიდევ უფრო სწრაფი ტერაჰერცის ქსელი - ნიშნავს, რომ მილიონობით მოწყობილობა უნდა შეიცვალოს ახალ სტანდარტებზე ადაპტირებული ვერსიებით. ეს, სავარაუდოდ, მნიშვნელოვნად შეანელებს ცვლილების ტემპს და გამოიწვევს განზრახ რევოლუციას რეალურად ევოლუციას.

გაგრძელება იქნება თემის ნომერი ყოველთვიური ბოლო ნომერში.