Během posledních několika let jsou v oblasti komunikačních technologií často skloňovány dvě zkratky, které nabízí vizi budoucnosti, a to IoT neboli Internet věcí a 5G, označující mobilní systémy páté generace. IoT je široký pojem charakterizující budoucí vzájemnou komunikaci mezi autonomními zařízeními připojenými k Internetu. Podívejme se, jak bude rádiová přístupová síť 5G (RAN) podporovat IoT.
Předpokládá se, že komunikace v rámci IoT bude zahrnovat miliardy zařízení. Předcházející generace mobilních sít sice podporovaly některé typy komunikace mezi zařízeními, jako odečet měřidel či monitorování různých činností či zařízení, tyto funkce však byly navrženy buď jako „nadstandardní“ uživatelské aplikace, nebo byly do standardů 4G přidány dodatečně, např. NB-IoT a LTE-M. 5G je první standard, kde se s komunikací mezi zařízeními počítalo již od počátku vypracování specifikací. Standard podporuje požadavky na běžnou komunikaci mezi zařízeními (massive Machine-Type Communications, mMTC) a zajišťuje, že RAN tyto požadavky bude splňovat.
Mimoto byly zvažovány také požadavky na širokopásmové služby IoT, což vede k dalším úvahám při návrhu 5G RAN. Uživatelé budou očekávat, že služby IoT budou poskytovány s dostatečným pokrytím, ať už budou zařízení instalována ve venkovním prostředí nebo uvnitř budov. Sítě 5G budou pro IoT navrhovány podle tří základních aplikačních modelů:
1. Rychlost, tj. zdokonalené širokopásmové připojení (Enhanced Mobile BroadBand, eMBB).
2. IoT, tj. nasazení velkého počtu normálních zařízení (massive Machine-Type Communications, mMTC)
3. Aplikace s velmi nízkou latencí (Ultra-Reliable Low-Latency Vommunications, URLLC).
Jak tyto výzvy řeší 5G RAN?
Rychlost
Sítě 5G jsou navrženy tak, aby poskytovaly téměř desetkrát vyšší přenosové rychlosti než technologie 4G, takže podporují mnohem širší rozsah aplikací.
IoT
Sítě 5G podporují desetkrát více připojených zařízení na čtvereční kilometr, což je důležité, protože se budou připojovat miliardy zařízení IoT. Podpora pro více připojených zařízení znamená jednodušší a rychlejší zavedení a připojení.
Navíc bude 5G RAN podporovat vnitřní i venkovní základnové stanice. Jelikož bude nutné zajistit pokrytí v budovách a továrnách, bude potřeba kombinace vybavení pro vnitřní a venkovní sítě. Pokrytí uvnitř budov budou zajišťovat malé buňky a distribuované anténní systémy, zatímco venkovní pokrytí bude zajišťováno kombinací makro a malých buněk.
Nízká latence
Podporu služeb, které vyžadují nízkou nebo velmi nízkou latenci, lze dosáhnout díky optimalizaci umístění/ distribucí základního zpracování dat v rádiové přístupové síti. V případě sítí 5G to znamená posunout základní zpracování dat blíže k okraji sítě.
V 5G jsou prvky pro základní zpracování rozděleny na centralizovanou jednotku (CU) pro funkce, které nejsou v reálném čase, a distribuovanou jednotku (DU) pro funkce v reálném čase. Pro dosažení minimální latence v síti se DU a/nebo CU vysunují do nejblíže k okraji sítě, typicky do rádiového přístupového bodu nebo hubu.
Virtualizace
Další významnou změnou v 5G architektuře je podíl virtualizace v RAN. Mnoho tradičních centralizovaných komponentů bude virtualizováno a provozováno na serverových platformách, což je pro IoT ideální, protože poskytuje společnou architekturu datových center, která zahrnuje zdroje datového centra i část RAN.
Stačí se podívat, jak virtualizace počítačů změnila architekturu IT před deseti lety díky možnosti efektivnější využití dostupných zdrojů z vícero zařízení. To samé platí pro RAN, kde bude přenosová kapacita sdílena v rámci několika buněk.
Virtualizované komponenty RAN budou levnější, protože fungují spíše jako software na standardních serverech nežli jako proprietární hardwarová zařízeních používaná v minulosti. Samozřejmě budou existovat některé rozdíly v závislosti na tam, jako služby bude síť zajišťovat. Například aplikace s nízkou latencí jako vozidla s autonomním řízením nebo vzdálené operace budou vyžadovat, aby některé komponenty RAN byly umístěny blíže koncovým zařízením.
Díky hustějšímu rozmístění základných stanic a virtualizaci bude 5G RAN podporovat aplikace IoT s vyššími přenosovými rychlostmi, nižší latencí a větším dosahem. 5G je prvním mobilním standardem, který bude schopen plně uspokojit obrovské požadavky IoT na konektivitu.
Morné Erasmus, CommScope
Zdroj: IoT Agenda
