COVER STORY Το 5G
COVER STORY Το 5G και η ανάγκη για ένα νέο οικοσύστημα Δρ. Ιωάννης Νεοκοσμίδης CEO, inCITES Consulting Εισαγωγή Τον Σεπτέμβριο του 2016, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή δημοσίευσε το πρόγραμμα της δράσης «5G για την Ευρώπη», για να ενισχύσει την ανάπτυξη τηλεπικοινωνιακών δικτύων 5ης γενιάς (5G) σε ολόκληρη την ΕΕ. Η Επιτροπή υπογράμμισε την ανάγκη συντονισμένης προσέγγισης για την ταχεία εγκαθίδρυση της τεχνολογίας 5G σε ολόκληρη την Ένωση. Οι Ευρωπαίοι υπουργοί τηλεπικοινωνιών απάντησαν τον Δεκέμβριο του 2017, υιοθετώντας έναν φιλόδοξο οδικό χάρτη για να καταστεί η Ευρώπη ο παγκόσμιος ηγέτης στην τεχνολογία 5G. Ο οδικός χάρτης προσδιορίζει την ανάγκη να καταστεί διαθέσιμο το ραδιοφάσμα όσο το δυνατόν πιο γρήγορα και με πιο προβλέψιμο τρόπο, ώστε τα δίκτυα 5G να αναπτυχθούν ταχέως, με στόχο να: • καταστήσουν το 5G διαθέσιμο σε τουλάχιστον μία πόλη ανά κράτος μέλος μέχρι το 2020, προωθώντας την ανάπτυξη 5G μεταξύ 2018 και 2025 • δημιουργηθεί μια «gigabit κοινωνία» μέχρι το 2025, εισάγοντας το 5G σε μεγάλες πόλεις και κωμοπόλεις και σε βασικές οδούς μεταφοράς Τι είναι το 5G και ποια τα πλεονεκτήματά του To 5G είναι η επόμενη γενιά ασύρματων τεχνολογιών, όπως αυτή ορίστηκε από τη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU) [1]. Το 5G υπόσχεται βελτιωμένες δυνατότητες σε όλες τις τεχνικές προδιαγραφές σε σύγκριση με τον προκάτοχό του (δίκτυα 4ης γενιάς - 4G). Συγκεκριμένα, το 5G αναμένεται να προσφέρει μεγαλύτερο ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, καλύτερη φασματική απόδοση και μικρότερη καθυστέρηση με φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο. Οι βελτιωμένες αυτές επιδόσεις θα επιτρέψουν την παροχή ενός πλήθους νέων υπηρεσιών και δυνατοτήτων προς τους χρήστες του δικτύου 5G, οι οποίες δεν μπορούν να υλοποιηθούν με τις υπάρχουσες τεχνολογίες. Για παράδειγμα, αυτές οι βελτιώσεις θα επιτρέψουν στα δίκτυα 5G να ξεκλειδώσουν το δυναμικό της λεγόμενης βιομηχανίας του διαδικτύου των πραγμάτων, ή αλλιώς Internet of Things (IoT), επιτρέποντας την απρόσκοπτη σύνδεση μεγάλου αριθμού συσκευών χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση. H ITU [2] έχει εντοπίσει τρεις ευρείες οικογένειες σεναρίων χρήσης και ένα πλήθος εφαρμογών σε κάθε μία από αυτές: ενισχυμένη ασύρματη ευρυζωνική πρόσβαση (enhanced mobile broadband - eMBB), μαζική επικοινωνία μεταξύ μηχανών (massive machine type communications - mMTC), εξαιρετικά αξιόπιστη και χαμηλής καθυστέρησης επικοινωνία (ultra-reliable and lowlatency communications - UR-LLC). Η περίπτωση χρήσης mMTC αναφέρεται σε δίκτυα τα οποία συνήθως διαθέτουν πολύ μεγάλο αριθμό συσκευών, αλλά κάθε μία από αυτές μπορεί να έχει ελάχιστες απαιτήσεις σε εύρος ζώνης. Αυτά τα δίκτυα συνδέουν συσκευές χαμηλού κόστους, χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και με μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, συνήθως πάνω από 10 χρόνια. Επομένως, η καθυστέρηση και η ρυθμαπόδοση (throughput) δεν είναι γενικά πολύ σημαντικά χαρακτηριστικά για τις εφαρμογές αυτής της κατηγορίας. Αντίθετα, η ασφάλεια και η ανθεκτικότητα του δικτύου είναι απαραίτητες. Αυτό θα ανοίξει το δρόμο σε μια ποι- 14 infocom•04•16
κιλία εφαρμογών IoT, όπως έξυπνες κατοικίες και έξυπνες πόλεις. Η οικογένεια περιπτώσεων χρήσης eMBB περιλαμβάνει εφαρμογές οι οποίες τυπικά υποστηρίζουν πολύ μικρότερο αριθμό συσκευών σε σχέση με το mMTC, η κάθε μία από τις οποίες όμως έχει μικρές απαιτήσεις σε εύρος ζώνης. Το σενάριο χρήσης του eMBB καλύπτει μία σειρά περιπτώσεων που έχουν διαφορετικές προδιαγραφές για την κινητικότητα (mobility), την καθυστέρηση, το εύρος ζώνης, την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων και την κάλυψη. Σε αυτή την κατηγορία περιλαμβάνονται εφαρμογές όπως η επαυξημένη πραγματικότητα (Augmented Reality), η εικονική πραγματικότητα (Virtual Reality) και η ευρεία κάλυψη. Η περίπτωση χρήσης UR- LLC περιλαμβάνει εφαρμογές που έχουν πολύ αυστηρές απαιτήσεις ως προς την καθυστέρηση, την αξιοπιστία, την ασφάλεια και τη ρυθμαπόδοση. Ο αριθμός των συσκευών που συνήθως υποστηρίζουν αυτά τα δίκτυα, ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό. Η αδιάκοπη σύνδεση και η χαμηλή καθυστέρηση αποτελούν πολύ σημαντικά χαρακτηριστικά για την κατηγορία αυτή. Εφαρμογές όπως οι απομακρυσμένες χειρουργικές επεμβάσεις, η βιομηχανική αυτοματοποίηση, οι υπηρεσίες δημόσιας προστασίας και ανακούφισης από καταστροφές (Public Protection and Disaster Relief - PPDR), και η αυτόνομη οδήγηση, αποτελούν μέρος αυτού του σεναρίου χρήσης. Ωστόσο, το 5G δεν θα πρέπει να θεωρηθεί σε καμία περίπτωση σαν μία εξέλιξη του 4G, γιατί κάτι τέτοιο θα οδηγήσει στην πλήρη εμπορική του αποτυχία. Αντίθετα, το 5G θα πρέπει να θεωρηθεί σαν μια επανάσταση η οποία πηγάζει κυρίως από τη δυνατότητα τεμαχισμού του δικτύου (network slicing) που θα έχουν τα δίκτυα 5G. Ο τεμαχισμός αυτός, επιτρέπει στον χειριστή του δικτύου να «χωρίσει» το φυσικό δίκτυο σε μικρότερα εικονικά δίκτυα, καθένα από τα οποία μπορεί να έχει διαφορετικές προδιαγραφές / χαρακτηριστικά (ρυθμός, καθυστέρηση, ποιότητα, κ.ά.), χρησιμοποιώντας μία κοινή φυσική υποδομή (Σχήμα 1). Σχήμα 1: Διαφοροποίηση υπηρεσιών στα δίκτυα 5G. Η δυνατότητα, λοιπόν, προσαρμογής των «δικτυακών τεμαχίων» ανάλογα με τις ανάγκες των «ενοικιαστών» τους, επιτρέπει σε ένα μόνο δίκτυο να υποστηρίξει μία σειρά δικτύων και εφαρμογών με διαφορετικές απαιτήσεις, όπως ένα δίκτυο IoT, εφαρμογές κινητής ευρυζωνικότητας (Mobile Broadband - MBB) και εφαρμογές εξαιρετικά χαμηλής καθυστέρησης (π.χ. χειρουργική επέμβαση εξ αποστάσεως, αυτόνομη οδήγηση), ταυτόχρονα. Με άλλα infocom•04•16 15
Facebook
Twitter