چکیده:
جهانی را تصور کنید جایی که خانه های هوشمند با اسکن صورت درها را باز می کنند و سپس به طور خودکار نور و دما را تنظیم می کنند و حتی قبل از اتمام شیر در یخچال، مواد غذایی را برای خرید سفارش می دهند. جهانی که در آن از راه دور بیماران با تیم تخصصی از سرتاسر دنیا جراحی می شوند و کلاس های آنلاین اینترنتی با سرعت بسیار بالا بصورت گروهی با نفرات بالا بصورت زنده در حال برگزاری می باشد. وجود خودرو های خودران یکی از کمترین دستاورد های این جهان می باشد.
کلمات کلیدی:
5G،4G، NB IOT، فایو G ، اینترنت اشیا، رایانش ابری، LPWAN، برش شبکه ، سرعت بالا، پهنای باند بالا، شهر هوشمند ، وسایل متصل، خانه هوشمند، بهداشت و درمان متصل،IOT، اتصال دستگاه ها، انقلاب صنعتی 4.0، اینترنت اشیا صنعتی
ما در آستانه یک جهش هیجان انگیز در نوآوری هستیم که ساختار جامعه ما را تغییر می دهد.
فناوری 5G و IoT چیزی فراتر از نسل جدید فناوری بی سیم است.
این نشان دهنده یک تغییر اساسی در اکوسیستم تلفن همراه است ، و باعث ترکیبی از ترکیبی قدرتمند از سرعت فوق العاده ، پهنای باند پهن ، تأخیر کم و افزایش بهره وری انرژی می شود که باعث ایجاد ارتباطات میلیاردی بیشتر در پنج سال آینده و تغییر جهان ما می شود.
- طبق برآوردGSMA ، انتظار می رود اتصالات 5G از 10 میلیون در پایان سال 2019 به 1.8 میلیارد در سال 2025 افزایش یابد.
- در ژوئن 2020 ، انجمن جهانی تأمین کنندگان موبایل (GSA) 81 اپراتور شبکه تلفن همراه (MNO) را در 42 کشور شناسایی کرده است که خدمات تجاری 5G را راه اندازی کرده اند و بیش از 385 MNO در 125 کشور در حال سرمایه گذاری در توسعه 5G هستند.
5G چگونه بوجود آمد؟
اولین تکرار فناوری بی سیم ، 1G ، سیم را برای تماس های صوتی که باعث ایجاد عصر جدید تحرک می شود ، قطع کرد.
هنگامی که 2G از صدا و داده پشتیبانی می کند ، ارتباطات ماشین به ماشین (M2M) راه حل های ساده ای از جمله telematics ، نظارت و کنترل از راه دور و موارد دیگر را فعال می کند.
هنگامی که 3G تکامل یافت، مرور وب تا حد زیادی امکانات اینترنت اشیا را گسترش داده و مورد استفاده قرار گرفت.
همراه با داده های با سرعت بالاتر و جریان ویدئویی موج استفاده از 4G پدید آمد. این موج موجی از تخیل و نوآوری را به دنبال داشت که خواستار پهنای باند بالاتر ، ظرفیت بیشتر ، امنیت بیشتر و اتصال مداوم با تأخیر کمتری بود.
5G برای اینترنت اشیا به چه معناست؟
5G امکان اتصال سریعتر، پایدارتر و ایمن تر را فراهم می کند که همه چیز را از وسایل نقلیه خودران ، شبکه های هوشمند برای انرژی های تجدید پذیر و ربات های دارای هوش مصنوعی در کف کارخانه پیشرفت می دهد.
این یک اکوسیستم عظیم اینترنت اشیا است که در آن شبکه ها می توانند میلیاردها دستگاه متصل را با اختلاف مناسب بین سرعت ، تأخیر و هزینه ، در خدمت شما قرار دهند.
آیا LTE-M یک فناوری 5G است؟
بله ، LTE-M یک فناوری LPWAN است که توسط 5G پذیرفته شده است. و مانند NB-IoT در گروه MMTC 5G قرار می گیرد.
3GPP توافق کرد که هر دو فناوری NB-IoT و LTE-M به عنوان بخشی از مشخصات 5G به تکامل خود ادامه خواهند داد ، به این معنی که این فناوری ها می توانند امروزه مورد استفاده قرار گیرند و به عنوان بخشی از تکامل 5G برای یک دهه یا بیشتر ادامه پیدا کنند.
NB-IoT و LTE-M با سایر استانداردهای 5G همزیستی می کنند و آنها به LPWAN طیف 5G تبدیل می شوند.
آیا واقعاً 5G متفاوت است؟
مطمئناً همینطور است،این انقلابی در فناوری بی سیم است که بسیاری آن را به جهش به سرعت نور تشبیه کرده اند.
5G سریعتر است ، تاخیر کمتری دارد ، از نظر مصرف انرژی بیشتر است و می تواند دستگاه های بیشتری را در هر گره بیش از هر فناوری دیگری تا به امروز پشتیبانی کند.
سرعت 5G چقدر است؟
در مورد سرعت و پهنای باند5G هیاهوی زیادی وجود دارد و دلیل آن هم بسیار خوب است. سرعت حداکثر 10 گیگابیت در ثانیه (گیگابیت بر ثانیه) ارائه می دهد و از دسترسی سریع به خدمات و برنامه ها پشتیبانی می کند.
10 برابر سریعتر از 4G ، که حداکثر 1 گیگابیت بر ثانیه (Gbps) را ارائه می دهد. اگر بخواهیم این دیدگاه را داشته باشیم ، بارگیری فیلم با استفاده از DSL سیمی در 50 مگابیت بر ثانیه و حدود 39 ثانیه با استفاده از سرعت 4G در 1 Gbps در حدود 13 دقیقه طول می کشد. .
یک تلفن هوشمند یا لپ تاپ مجهز به 5G می تواند همین فیلم را فقط در عرض چهار ثانیه بارگیری کند.
تأخیر کم 5G چیست؟
علاوه بر سرعت ، مزیت دیگر5G کاهش تاخیر قابل توجه است. زمان تاخیر یا تأخیر کوتاه بین زمانی همان زمانی است که سیگنال از یک نقطه به نقطه دیگر می رود. شبکه های5G تأخیر 1-10 میلی ثانیه را نسبت به 50 میلی ثانیه تحویل 4G ارائه می دهند. برای قرار دادن این در یک زمینه دنیای واقعی ، 10 ثانیه طول می کشد تا تصویری که توسط چشم انسان دیده می شود توسط مغز پردازش شود.
5G می تواند سریعتر از مغز انسان باشد!
تأخیر کم برای برنامه هایی مانند وسایل نقلیه خودران ، وسایل پزشکی هوشمند با کمک هوش مصنوعی و تولید ربات هایی که میلی ثانیه می تواند به معنای واقعی کلمه فاجعه را از بین ببرد ، امری حیاتی است.
5G چگونه به کارایی بیشتری دست می یابد؟
هنگامی که ITU الزامات5G را تعریف کرد ، مهمترین مسئله حذف نشت انرژی و تقویت پایداری بود. شبکه های تلفن همراه سنتی فقط 15-20 درصد از کل مصرف برق خود را در ترافیک واقعی داده ها استفاده می کنند و بقیه با ناکارآمدی از بین می رود.
به طور کلی طراحی برق برای شبکه های 5G باید در کنار کل معماری اکوسیستم دوباره تصور و محکم شود.
به عنوان مثال ، طرح های جدید مدیریت انرژی و کاهش تأخیر باعث می شود که ایستگاه های پایه بیشتر بخوابند.
علاوه بر این ، توان عملیاتی بالاتر و کاهش تأخیر به معنای زمان کمتری برای انتقال داده و زمان بیشتر برای خواب است.
و خواب بیشتر همیشه به معنای سوختن کمتر انرژی است. علاوه بر این ، بسته های داده برای بهبود کارایی ترافیک شبکه فشرده می شوند و انتقال و دریافت ترافیک برای افزایش زمان استراحت و کاهش مصرف کلی انرژی کنترل و بهینه می شود.
برش شبکه چیست و چگونه اینترنت اشیا را گسترش می دهد؟
برای بهینه سازی عملکرد ، معماری منحصر به فرد 5G و شبکه تعریف شده توسط نرم افزار به شرکت های مخابراتی اجازه می دهد تا پهنای باند را برای موارد استفاده خاص که نیازهای مشترک را دارند اختصاص دهند.
به عبارت دیگر ، آنها می توانند شبکه های مجازی متعددی را ارائه دهند که قابلیت ها و عملکردهای متناسب با یک سرویس خاص یا گروه مشتری – از طریق یک زیرساخت مشترک شبکه را ارائه می دهند.
5G و IoT در راه است: آنچه انتظار می رود در اینجا است
5G یا نسل پنجم فناوری تلفن همراه و اینترنت اشیا (IoT) دو فناوری کلان هستند که به سرعت از چشم اندازهای آرزو به برنامه های دنیای واقعی منتقل می شوند.
با ارائه سرعت بارگیری تا 2.7 برابر سریعتر از 4G ، 5G می تواند داده ها را از یک میلیون دستگاه در هر کیلومتر مربع ارسال کند ، در حالی که با استفاده از شبکه های 4G امروز 100000 دستگاه در هر کیلومتر مربع است. وقتی این دستگاه ها فقط تلفن های هوشمند و تبلت ها نیستند، بلکه حسگرهای صنعتی ، پوشیدنی ها ، وسایل پزشکی و وسایل نقلیه نیز هستند ، مشاغل و دولت ها می توانند خدمات و قابلیت هایی را ارائه دهند که قبلاً هرگز ممکن نبوده است.
اگرچه ممکن است در کوتاه مدت شاهد این برنامه ها نباشیم ، اما زیرساخت های آنها در حال استفاده است و تا چند سال آینده ادامه خواهد داشت. پیش بینی می شود تعداد دستگاه های اینترنت اشیا از هفت میلیارد در سال 2018 به 22 میلیارد در سال 2025 برسد . گارتنر ، محقق بازار پیش بینی کرده است که تا سال 2020 ، 26 برابر بیشتر از افراد ارتباط برقرار خواهد شد ، در حالی که مشاوره مک کینزی گزارش می دهد که در هر ثانیه ، در هر ثانیه ، 127 دستگاه دیگر به اینترنت متصل می شوند.
افزایش تصاعدی اتصال 5G باعث می شود که این یک تغییر الگوی تکنولوژیکی باشد که شبیه انتقال از ماشین تحریر به کامپیوتر است ، زیرا این دستگاه یکبار مصرف (به عنوان مثال یک سنسور فشار در یک خط لوله) را قادر می سازد تا خدمات خودکار دیجیتالی را انجام دهد (به عنوان مثال تشخیص نشت و ارسال یک اعلان به یک تنظیم کننده ، ایجاد هشدار به یک پیمانکار شخص ثالث برای تعمیر)
5G فقط یک شبکه نیست. بسیاری بر این باورند که این ساختار اصلی یک اکوسیستم از سنسورها و دستگاه های هوشمند کاملاً متصل خواهد شد. بر اساس تحقیقات جدید به سفارش کوالکام ، MIT Technology Review پیش بینی کرده است که بین سالهای 2020 و 2035 ، سهم 5G در تولید ناخالص داخلی جهانی اندازه فعلی کل اقتصاد هند را تقریبی خواهد کرد.
در اینجا چند روش وجود دارد که 5G و IoT ارزش جدیدی برای تجارت و جامعه فراهم می کند.
ساخت و محصولات متصل
صنعت تولید از نظر درآمد و هزینه از 5G و IoT بهره مند خواهد شد. از لحاظ درآمد ، این فناوری ها به تولیدکنندگان این امکان را می دهد تا با ایجاد خدماتی که قبلاً در دسترس نبودند ، محصولات جدید متصل جدیدی را تولید کنند. به عنوان مثال ، تولید محصولات طراحی و نگهداری می تواند قابلیت های واقعیت مجازی (VR) پیشرفته ای را ایجاد کند که محصولات و خدمات جانبی را به طور گسترده ای افزایش می دهد.
در سمت صرفه جویی در هزینه ها ، 5G IoT کارخانه های هوشمندی را امکان پذیر می کند که در آنها داده های حسگرها می توانند کارایی خط تولید را افزایش دهند ، مصرف انرژی را کاهش دهند و کنترل فرآیند عملیاتی حساس به زمان را امکان پذیر کنند. طبق گزارشی که اخیراً به سفارش ارتباطات Oracle تهیه شده است ، 80٪ از 265 رهبر تجارت در 11 کشور معتقدند که 5G ضمن ایجاد جریان های درآمد جدید ، هزینه ها را کاهش می دهد.
شهرهای هوشمند
5G و IoT دارای پتانسیل واقعی برای ایجاد شبکه های شهر هوشمند هستند که برنامه ها و خدمات جدید می توانند زندگی شهروندان را در آنها تقویت کنند. به عنوان مثال ، در یک شهر مجهز به اینترنت اشیا pow مجهز به 5G ، طرفداران ورزش با رانندگی به یک بازی فروخته شده می توانند در زمان حرکت اعلان های مکان های پارکینگ موجود را در زمان واقعی دریافت کنند. ادغام تجزیه و تحلیل فیلم و هوش مصنوعی (AI) می تواند منجر به تنظیم سیگنال های ترافیکی و جریان های ترافیکی ، کاهش ازدحام و زمان سفر شود. به حداقل رساندن زمان بیکار بودن اتومبیل ها در چراغ قرمز می تواند ضمن کاهش ایمنی و کاهش آلودگی با کاهش اوج ترافیک در جاده ها ، باعث صرفه جویی در وقت و سرخوردگی شود.
وسایل نقلیه متصل
نه تنها یک سیستم اینترنت اشیا مجهز به 5G می تواند نحوه رفت و آمد ما را به طرز چشمگیری تغییر دهد. همچنین می تواند وسایل نقلیه کارآمد تر ، ایمن تر و مستقل ایجاد کند. انتظار می رود چنین اتوماسیون وسیله نقلیه مورد استفاده برتر برای استفاده از 5G در برنامه های اینترنت اشیا باشد. این شامل قابلیت ارائه وسایل نقلیه خودمختار است که می توانند خود را راهنمایی کنند و همچنین سرویس های جدید مبتنی بر جمع آوری اطلاعات بیشتر در زمان واقعی و دانه در مورد سلامت و عملکرد یک وسیله نقلیه.
حداقل یک بیمه گر در حال حاضر تخفیف هایی را به رانندگانی ارائه می دهد که بر اساس داده های مانیتور داخلی ، اتومبیل خود را به سلامت رانندگی کنند. امکانات تعمیرات می توانند به طور مشابه وضعیت روغن موتور یک وسیله نقلیه را ردیابی کنند و به صورت پیشگیرانه به مالک اطلاع دهند که نیاز به سرویس وجود دارد و برای تعیین زمانبندی چنین خدماتی ، از تقویم در تلفن هوشمند خود استفاده می کنند.
در حالی که تولید کنندگان، شرکت های نرم افزاری و رباتیک آزمایشگاه همکاری و رقابت به قرار دادن وسایل نقلیه خود رانندگی تجاری قابل دوام در جاده های عمومی برای سال بوده است، 5G فراهم می کند فرصت های جدید برای گسترش برنامه های کاربردی رانندگی خودکار است که رسیدن به جامعه مهندسان خودرو ( SAE) را رانندگی خودکار سطح 4 و 5 . موارد استفاده بالقوه شامل کنترل وسیله نقلیه خودکار از راه دور در هر جاده ای ، در هر شرایطی ، بدون وجود یک انسان در آن است. از آنجا که اینگونه وسایل نقلیه می تواند توسط مالک برای استفاده از خدمات مشترک سواری استفاده یا حتی اجاره شود ، این امر می تواند هزینه مالکیت خودرو را به طرز چشمگیری کاهش دهد.
بهداشت و درمان متصل است
سرعت بالاتر شبکه 5G و کاهش تأخیر می تواند به پزشکان اجازه دهد از راه دور بیمارانی را که خطر کمتری در اثر خاموشی شبکه ، قطع شدن و تاخیر شبکه دارند ، درمان کنند. همچنین می تواند سرعت بخشیدن به خدمات و روش های پزشکی از راه دور ، مانند اشتراک گذاری تصاویر دیجیتال بزرگ در مناطق دور افتاده و انجام جراحی رباتیک از راه دور را سرعت دهد .
این خدمات نه تنها در وقت و هزینه صرفه جویی می کنند. آنها همچنین زندگی را نجات می دهند. پهنای باند 5G اجازه می دهد تا پرونده های بزرگ ، مانند پرونده های تولید شده توسط اسکنرهای PET ، به سرعت برای مشاوره از راه دور اضطراری به متخصصان منتقل شوند. گزارش اخیر از آینده تحقیقات بازار پیش بینی کرد که صنعت پزشکی از راه دور خواهد شد نرخ رشد مرکب سالانه 16.5٪ 2017-2023 تجربه، با توجه به افزایش نیاز به خدمات پزشکی در مناطق روستایی و محروم که ممکن است تنها ممکن است از طریق 5G و اینترنت اشیا باشد.
شاید امیدوار کننده ترین جنبه این فناوری این باشد که به مردم نه تنها استقلال کمتر بلکه استقلال بیشتری می بخشد. به عنوان مثال ، طبق تحقیق جمع آوری شده توسط Anthem ، 86٪ از پزشکان می گویند نظارت بر سلامت پوشیدنی میزان مشارکت بیمار را در مدیریت سلامت آنها افزایش می دهد. در نتیجه انتظار می رود که مانیتورهای پوشیدنی طی 5 سال آینده هزینه های بیمارستان را 16 درصد کاهش دهند. بسیاری بر این باورند که این فقط آغاز یک انقلاب تکنولوژیکی است که باعث ارتقا و توانمندسازی افراد برای داشتن سلامتی ، شادی و بهره وری بیشتر می شود.
نتیجه گیری:
فیلسود می گوید: ” اینترنت اشیا در واقع تمرینی برای پر کردن قابلیت های فناوری با بهبود عملیات تجاری است. هیچ کس برای استفاده از یک فناوری جدید یک پروژه اینترنت اشیا را مستقر نمی کند. در برخی صنایع خاص ، 5G در ایجاد اتوماسیون صنعتی پیشتاز خواهد بود ، از این طریق می توان محیط های داخلی و خارجی را به طور بی وقفه به هم متصل کرد. ”
گردآوری و تنظیم: رویا عسگری
منابع:
https://www.qualcomm.com/research/5g/internet-of-things
https://iot-analytics.com/state-of-the-iot-update-q1-q2-2018-number-of-iot-devices-now-7b/