Πέντε προκλήσεις στον δρόμο προς τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 5G

Σε τμήματα έρευνας και ανάπτυξης βρίσκονται σήμερα μια σειρά ασύρματων τεχνολογιών μετάδοσης δεδομένων που θα κάνουν πραγματικότητα τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας πέμπτης γενιάς, κύριο συστατικό της δικτυωμένης κοινωνίας του, όχι και τόσο μακρινού, μέλλοντος. Οι απαιτήσεις που έχει θέσει η Ευρωπαϊκή Επιτροπή για τα δίκτυα 5G είναι εξαιρετικά υψηλές και συγκεκριμένα:

• 1.000 φορές μεγαλύτερος όγκος δεδομένων ανά περιοχή, καθώς οι διαχειριστές των δικτύων θα κληθούν να εξυπηρετούν πολύ περισσότερους χρήστες ταυτόχρονα
• 10 έως και 100 φορές μεγαλύτερος αριθμός διασυνδεδεμένων συσκευών, όπως αυτοκίνητα, ψυγεία, οικιακές ηλεκτρικές συσκευές ακόμα και το σύστημα ύδρευσης, εξοπλισμένα με αισθητήρες που καταγράφουν την τρέχουσα κατάσταση της λειτουργίας τους. Για παράδειγμα, η Ericsson συνεργάζεται με την Volvo στην Γερμανία και μαζί έχουν αναπτύξει το «έξυπνο αυτοκίνητο». Η Volvo θέλει να είναι σε θέση π.χ. να ελέγχει την κατάσταση λειτουργίας του αυτοκινήτου δικής της κατασκευής ώστε να ειδοποιεί εγκαίρως τον ιδιοκτήτη για service εάν αυτό κριθεί απαραίτητο. Με αυτό τον τρόπο, οραματίζονται οι κατασκευαστές αυτοκινήτων, θα μπορούσαν να μειώσουν τον κίνδυνο ατυχημάτων από βλάβη στο όχημα, λειτουργώντας προληπτικά.
• Στα δίκτυα 5G θα κυκλοφορεί πολύ μεγαλύτερος όγκος δεδομένων απ’ότι σήμερα (2,6GB κίνηση σήμερα από βίντεο, σύμφωνα με το τρέχον Mobility Report της Ericsson). H E.E. έχει θέσει την απαίτηση για 10 έως και 100 φορές μεγαλύτερη κίνηση στις ραδιοσυχνότητες.
• Προδιαγραφές έχουν τεθεί και για την αυτονομία των δικτυωμένων συσκευών: 10 φορές μεγαλύτερη αυτονομία για μια ενεργειακά λιτοδίαιτη επικοινωνία από συσκευή σε συσκευή (δηλαδή, νέες συσκευές με πολύ μεγαλύτερη αυτονομία, και δυνατότητα επικοινωνίας με μικρή κατανάλωση ενέργειας, σε αντίθεση με τις τρέχουσες τεχνολογίες σήμερα που στραγγίζουν την μπαταρία για να επικοινωνήσουν).
• Οι εφαρμογές που έρχονται εκτιμάται ότι θα απαιτούν πολύ μικρό latency, δηλαδή ο χρόνος αναμονής για απόκριση στην σύνδεση πρέπει να μειωθεί πέντε φορές, σύμφωνα με την Επιτροπή, για να τρέχουν απρόσκοπτα εφαρμογές όπως τα παιχνίδια ή η αναπαραγωγή βίντεο σε πραγματικό χρόνο.

Για να γίνουν όλα αυτά εφικτά, δίκτυα (British Telecom, Deutsche Telecom, France Telecom/Orange, Telecom Italia, Telefonica, Portugal Telecom) και εταιρείες κατασκευής εξοπλισμού και διαχείρισης δικτύων (Ericsson, Alcatel-Lucent, Nokia Siemens Networks, Thales Communications), αλλά και εταιρείες ανάπτυξης λογισμικού (SAP) και κατασκευαστές αυτοκινήτων (BMW) συμμετέχουν στην προσπάθεια ανάπτυξης των ευρωπαϊκών δικτύων 5G.

Έχεις καλό σήμα; Μπορώ να περάσω;

Μια από τις τεχνολογίες που τελεί υπό ανάπτυξη είναι η λεγόμενο επικοινωνία Multi-Hop, που επιτρέπει σε μια συσκευή να επικοινωνεί με το δίκτυο, αξιοποιώντας την (καλύτερη) σύνδεση μιας άλλης συσκευής, η οποία π.χ. βρίσκεται πιο κοντά στον σταθμό βάσης. Το μοντέλο θυμίζει τον τρόπο αναδιανομής bit του BitTorrent αλλά η διαφορά εδώ είναι ότι, για να γίνει το… χοπ από συσκευή σε συσκευή, τίποτα δεν είναι κρυφό -για να χρησιμοποιηθεί ως κόμβος μια συσκευή απαιτείται να γνωρίζει τι θέλει να την χρησιμοποιήσει.

Όπως θα ακούσετε την Hana Maurer Sibley (επικεφαλής της Ericsson σε ό,τι αφορά το Mobile Broadband), να λέει στο βίντεο που ακολουθεί, σήμερα επειδή ένας χρήστης μπορεί να δει ταινία από την Neflix δεν σημαίνει ότι ένας άλλος μπορεί να το κάνει μέσω αυτού -κάθε χρήστης πρέπει να ανοίξει την δική του σύνοδο επικοινωνίας με το δίκτυο. Η επικοινωνία Multi-hop δεν είναι έτοιμη ακόμα.

Ταλαντεύεται η γέφυρα, εκκενώστε άμεσα το τούνελ

Κάτι ακόμα που δεν υπάρχει σήμερα και απαιτείται για να γίνει πραγματικότητα το 5G αφορά στις δικτυωμένες υποδομές, όπως είναι οι συναγερμοί, το δίκτυο ηλεκτροδότησης, οι γέφυρες και τα τούνελ. Το σκεπτικό είναι ότι, ίσως, θα θέλαμε όλα αυτά να είναι δικτυωμένα ώστε να γνωρίζουμε ανά πάσα στιγμή την κατάστασή τους. Κάτι τέτοιο θα απαιτούσε εξαιρετικά αξιόπιστη επικοινωνία με το δίκτυο -και αυτό είναι κάτι που δεν έχει ακόμα επιτευχθεί.

Το LTE επιτρέπει την επικοινωνία από συσκευή σε συσκευή, με το 5G όμως η επικοινωνία αυτή θα βελτιωθεί και θα αναπτυχθούν πολλές νέες εφαρμογές. Οτιδήποτε έχει ηλεκτρισμό θα μπορεί να μιλήσει στο δίκτυο, λένε οι οραματιστές της δικτυωμένης κοινωνίας και υπολογίζεται ότι, την εποχή του 5G -η οποία παρεμπιπτόντως δεν είναι πολύ μακριά, αφού ξεκινάει το 2020- 50 δισεκατομμύρια μηχανές θα μιλάνε με το δίκτυο.

Το κυκλοφοριακό πρόβλημα και η έξυπνη δρομολόγηση

Εκτός από το multi-hop και την εξαιρετικά αξιόπιστη επικοινωνία που θα εξυπηρετεί τις δικτυωμένες υποδομές, το 5G θα πρέπει να επιτρέψει την επικοινωνία μέσω και μεταξύ των αυτοκινήτων.

Το αυτοκίνητό μας θα πρέπει να μπορεί να επικοινωνήσει με τα αυτοκίνητα που προηγούνται ή ακολουθούν ή ακόμα και με ένα όχημα που κινείται δύο χιλιόμετρα μπροστά. Ακόμα κι αν οδηγός δεν χρειάζεται αυτή την επικοινωνία, το όχημα μπορεί να αξιοποιεί μια πληροφορία, όπως για παράδειγμα την ταχύτητα με την οποία κινούνται τα προπορευόμενα οχήματα. Προς το παρόν, η επικοινωνία από όχημα σε όχημα ή μέσω οχημάτων δεν είναι εφικτή.

Φάσμα υπάρχει, αλλά η εμβέλεια είναι μικρή, κεραίες παντού;

Τέλος, μια άλλη πρόκληση για τα δίκτυα 5G είναι η χρήση των εξαιρετικά υψηλών συχνοτήτων για την υποστήριξη των επικοινωνιών με μεγαλύτερη ταχύτητα, κάτι που απαιτεί εγκαταστάσεις με μεγάλη πυκνότητα, αφού η εμβέλειά τους είναι μικρή («αν στεκόμουν εδώ, δεν θα με ακούγατε εκεί πίσω»).

«Το φάσμα συχνοτήτων υπάρχει, αλλά προς το παρόν, δεν ξέρουμε πως να το αξιοποιήσουμε», μας είπε η Sibley. Τα δίκτυα που αξιοποιούν τις εξαιρετικά υψηλές συχνότητες δεν έχουν μεγάλη εμβέλεια, κι αυτό είναι κάτι που θα πρέπει να επιλυθεί με την εγκατάσταση προηγμένου εξοπλισμού, σε μικρή απόσταση μεταξύ τους.

Υπό διαμόρφωση τα στάνταρτ για το 5G

Εκτός από αυτά, είναι γεγονός πως δεν έχουμε ακόμα καταλήξει σε όλα τα απαραίτητα βιομηχανικά στάνταρτ για το 5G (περισσότερα αναμένονται από τον οργανισμό 3GPP). Εκτός από την προτυποποίηση, απαραίτητος είναι επίσης ο εκσυγχρονισμός και η βελτίωση των υφιστάμενων δικτύων κινητής τηλεφωνίας, όχι μόνο για να στηρίξουν το 5G αλλά και για να συνεχίσουν να ανταποκρίνονται στις μελλοντικές ανάγκες.

• Ο στόχος που έχει τεθεί είναι το 2020 να είναι εμπορικά διαθέσιμα τα πρώτα δίκτυα πέμπτης γενιάς, που θα συνυπάρχουν με το 4G, το 3G ακόμα και το 2G, όπως άλλωστε συνέβαινε και με τις προηγούμενες γενιές δικτύων κινητής τηλεφωνίας.

Πόσο θα κοστίσει το 5G;

Η προσπάθεια που γίνεται στην Ε.Ε. είναι μεγάλη και το κόστος του 5G φαίνεται πως θα είναι υψηλό. Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει επενδύσει πολλά εκατομμύρια ευρώ για τα ασύρματα δίκτυα του μέλλοντος -από το 2007 έως το 2013 οι επενδύσεις της Ε.Ε. ξεπερνούσαν τα 700 εκατομμύρια ευρώ στα δίκτυα του μέλλοντος, τα μισά από τα οποία αφορούν στην ασύρματη δικτύωση, και συνέβαλαν ήδη στην ανάπτυξη του 4G. Πλήθος ερευνητικών προγραμμάτων για το 5G τρέχουν αυτή την περίοδο στην Ε.Ε. -το METIS (χρηματοδότηση 16 εκατ. ευρώ από την Ε.Ε., που συμπληρώνονται από ιδιωτικές επενδύσεις σε σύνολο 27 εκατ. ευρώ), το 5GNow, iJoin, TROPIC, Mobile Cloud Networking, Combo, Moto και PhyLaws είναι μερικά από αυτά.

In.gr Τεχνολογία