स्मार्ट दुनिया के लिए 5G

यह व्यापक रूप से माना जाता है कि इंटरनेट ऑफ थिंग्स की वास्तविक क्रांति पांचवीं पीढ़ी के मोबाइल इंटरनेट नेटवर्क के लोकप्रिय होने से ही होगी। यह नेटवर्क अभी भी बनाया जाएगा, लेकिन IoT बुनियादी ढांचे की शुरुआत के साथ व्यवसाय अब इस पर विचार नहीं कर रहा है।

विशेषज्ञों को उम्मीद है कि 5जी एक विकास नहीं, बल्कि मोबाइल प्रौद्योगिकी का पूर्ण परिवर्तन होगा। इससे इस प्रकार के संचार से जुड़े पूरे उद्योग में बदलाव आना चाहिए। फरवरी 2017 में, बार्सिलोना में मोबाइल वर्ल्ड कांग्रेस में एक प्रस्तुति के दौरान, डॉयचे टेलीकॉम के एक प्रतिनिधि ने यहां तक ​​​​कहा कि स्मार्टफोन का अस्तित्व खत्म हो जाएगा. जब यह लोकप्रिय हो जाता है, तो हम हमेशा ऑनलाइन रहेंगे, लगभग हर चीज के साथ जो हमें घेरे रहती है। और इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सा बाज़ार खंड इस तकनीक (टेलीमेडिसिन, वॉयस कॉल, गेमिंग प्लेटफ़ॉर्म, वेब ब्राउजिंग) का उपयोग करेगा, नेटवर्क अलग तरह से व्यवहार करेगा।

पिछले समाधानों की तुलना में 5G नेटवर्क स्पीड

उसी MWC के दौरान, 5G नेटवर्क के पहले व्यावसायिक अनुप्रयोग दिखाए गए थे - हालाँकि यह शब्दांकन कुछ संदेह पैदा करता है, क्योंकि यह अभी भी अज्ञात है कि यह वास्तव में क्या होगा। धारणाएँ पूर्णतः असंगत हैं। कुछ स्रोतों का दावा है कि 5G से एक साथ हजारों उपयोगकर्ताओं को प्रति सेकंड हजारों मेगाबिट्स की ट्रांसमिशन गति प्रदान करने की उम्मीद है। अंतर्राष्ट्रीय दूरसंचार संघ (आईटीयू) द्वारा कुछ महीने पहले घोषित 5जी के लिए प्रारंभिक विनिर्देश से पता चलता है कि देरी 4 एमएस से अधिक नहीं होगी। डेटा को 20 जीबीपीएस पर डाउनलोड करना होगा और 10 जीबीपीएस पर अपलोड करना होगा। हम जानते हैं कि आईटीयू इस शरद ऋतु में नए नेटवर्क के अंतिम संस्करण की घोषणा करना चाहता है। हर कोई एक बात पर सहमत है - 5G नेटवर्क को सैकड़ों हजारों सेंसरों का एक साथ वायरलेस कनेक्शन प्रदान करना होगा, जो इंटरनेट ऑफ थिंग्स और सर्वव्यापी सेवाओं के लिए महत्वपूर्ण है।

एटीएंडटी, एनटीटी डोकोमो, एसके टेलीकॉम, वोडाफोन, एलजी इलेक्ट्रॉनिक, स्प्रिंट, हुआवेई, जेडटीई, क्वालकॉम, इंटेल और कई अन्य अग्रणी कंपनियां 5जी मानकीकरण समयसीमा में तेजी लाने के लिए स्पष्ट रूप से अपना समर्थन दे रही हैं। सभी हितधारक 2019 की शुरुआत से ही इस अवधारणा का व्यावसायीकरण शुरू करना चाहते हैं। दूसरी ओर, यूरोपीय संघ ने अगली पीढ़ी के नेटवर्क के विकास की दिशा निर्धारित करने के लिए 5जी पीपीपी योजना () की घोषणा की। 2020 तक, यूरोपीय संघ के देशों को इस मानक के लिए आरक्षित 700 मेगाहर्ट्ज आवृत्ति जारी करनी होगी।

5G नेटवर्क नई तकनीकों की देन है

एकल चीज़ों को 5G की आवश्यकता नहीं है

एरिक्सन के अनुसार, पिछले साल के अंत में (, IoT) में 5,6 बिलियन डिवाइस ऑपरेशन में थे। इनमें से केवल लगभग 400 मिलियन ने मोबाइल नेटवर्क के साथ काम किया, और बाकी ने वाई-फाई, ब्लूटूथ या ज़िगबी जैसे छोटी दूरी के नेटवर्क के साथ काम किया।

इंटरनेट ऑफ थिंग्स का वास्तविक विकास अक्सर 5G नेटवर्क से जुड़ा होता है। नई प्रौद्योगिकियों का पहला अनुप्रयोग, प्रारंभ में व्यावसायिक क्षेत्र में, दो से तीन वर्षों में सामने आ सकता है। हालाँकि, हम 2025 से पहले व्यक्तिगत ग्राहकों के लिए अगली पीढ़ी के नेटवर्क तक पहुंच की उम्मीद कर सकते हैं। 5G तकनीक का लाभ, अन्य बातों के अलावा, एक वर्ग किलोमीटर के क्षेत्र में इकट्ठे हुए दस लाख उपकरणों को संभालने की क्षमता है। यह एक बड़ी संख्या प्रतीत होगी, लेकिन यदि आप इस बात पर ध्यान दें कि IoT विज़न किस बारे में कहता है स्मार्ट शहरजिसमें, शहरी बुनियादी ढांचे के अलावा, वाहन (स्वायत्त कारों सहित) और घरेलू (स्मार्ट होम) और कार्यालय उपकरण जुड़े हुए हैं, साथ ही, उदाहरण के लिए, दुकानें और उनमें संग्रहीत सामान, यह मिलियन प्रति वर्ग किलोमीटर ऐसा प्रतीत नहीं होता है बड़ा। विशेष रूप से शहर के केंद्र या कार्यालयों की अधिक सघनता वाले क्षेत्रों में।

हालाँकि, ध्यान रखें कि नेटवर्क से जुड़े कई उपकरणों और उन पर लगे सेंसरों को बहुत तेज़ गति की आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि वे डेटा के छोटे हिस्से को संचारित करते हैं। एटीएम या भुगतान टर्मिनल के लिए अल्ट्रा-फास्ट इंटरनेट की आवश्यकता नहीं है। उदाहरण के लिए, किसी आइसक्रीम निर्माता को दुकानों में रेफ्रिजरेटर की स्थिति के बारे में सूचित करने के लिए सुरक्षा प्रणाली में धुआं और तापमान सेंसर का होना आवश्यक नहीं है। स्ट्रीट लाइटिंग की निगरानी और नियंत्रण के लिए, बिजली और पानी के मीटर से डेटा संचारित करने के लिए, IoT से जुड़े घरेलू उपकरणों के स्मार्टफोन का उपयोग करके रिमोट कंट्रोल के लिए या लॉजिस्टिक्स में उच्च गति और कम विलंबता की आवश्यकता नहीं होती है।

आज, हालांकि हमारे पास एलटीई तकनीक है, जो हमें मोबाइल नेटवर्क पर प्रति सेकंड कई दसियों या यहां तक ​​कि सैकड़ों मेगाबिट डेटा भेजने की अनुमति देती है, इंटरनेट ऑफ थिंग्स में काम करने वाले उपकरणों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा अभी भी इसका उपयोग करता है 2जी नेटवर्क, अर्थात। 1991 से बिक्री पर है। जीएसएम मानक.

मूल्य बाधा को दूर करने के लिए जो कई कंपनियों को अपनी वर्तमान गतिविधियों में IoT का उपयोग करने से हतोत्साहित करती है और इस प्रकार, इसके विकास को रोकती है, छोटे डेटा पैकेट संचारित करने वाले उपकरणों का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किए गए नेटवर्क बनाने के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास किया गया है। ये नेटवर्क मोबाइल ऑपरेटरों और बिना लाइसेंस वाले बैंड दोनों द्वारा उपयोग की जाने वाली आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। एलटीई-एम और एनबी-आईओटी (जिसे एनबी-एलटीई भी कहा जाता है) जैसी प्रौद्योगिकियां एलटीई नेटवर्क द्वारा उपयोग किए जाने वाले बैंड में काम करती हैं, जबकि ईसी-जीएसएम-आईओटी (जिसे ईसी-ईजीपीआरएस भी कहा जाता है) 2जी नेटवर्क द्वारा उपयोग किए जाने वाले बैंड का उपयोग करती हैं। बिना लाइसेंस वाली रेंज में, आप लोरा, सिगफॉक्स और आरपीएमए जैसे समाधानों में से चुन सकते हैं।

उपरोक्त सभी विकल्प एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करते हैं और इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि अंतिम डिवाइस यथासंभव सस्ते हैं और यथासंभव कम ऊर्जा का उपभोग करते हैं, और इस प्रकार कई वर्षों तक बैटरी को बदले बिना काम करते हैं। इसलिए उनका सामूहिक नाम - (कम बिजली की खपत, लंबी दूरी)। मोबाइल ऑपरेटरों के लिए उपलब्ध रेंज में संचालित एलपीडब्ल्यूए नेटवर्क को केवल एक सॉफ्टवेयर अपडेट की आवश्यकता होती है। वाणिज्यिक एलपीडब्ल्यूए नेटवर्क के विकास को अनुसंधान कंपनियों गार्टनर और ओवम द्वारा आईओटी के विकास में सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं में से एक माना जाता है।

ऑपरेटर विभिन्न तकनीकों का उपयोग करते हैं। डच केपीएन, जिसने पिछले साल अपना राष्ट्रव्यापी नेटवर्क लॉन्च किया था, ने लोरा को चुना है और एलटीई-एम में रुचि रखता है। वोडाफोन समूह ने एनबी-आईओटी को चुना है - इस साल इसने स्पेन में एक नेटवर्क बनाना शुरू किया है, और इसकी जर्मनी, आयरलैंड और स्पेन में ऐसा नेटवर्क बनाने की योजना है। डॉयचे टेलीकॉम ने एनबी-आईओटी को चुना है और घोषणा की है कि इसका नेटवर्क पोलैंड सहित आठ देशों में लॉन्च किया जाएगा। स्पैनिश टेलीफ़ोनिका ने सिगफ़ॉक्स और NB-IoT को चुना। फ्रांस में ऑरेंज ने लोरा नेटवर्क का निर्माण शुरू किया और फिर घोषणा की कि वह स्पेन और बेल्जियम से उन देशों में एलटीई-एम नेटवर्क शुरू करेगा जहां वह काम करता है, और संभवतः पोलैंड में भी।

एलपीडब्ल्यूए नेटवर्क के निर्माण का मतलब यह हो सकता है कि एक विशिष्ट IoT पारिस्थितिकी तंत्र का विकास 5G नेटवर्क की तुलना में तेजी से शुरू होगा। एक का विस्तार दूसरे को बाहर नहीं करता है, क्योंकि दोनों प्रौद्योगिकियाँ भविष्य के स्मार्ट ग्रिड के लिए आवश्यक हैं।

वैसे भी 5G वायरलेस कनेक्शन की बहुत अधिक आवश्यकता होने की संभावना है शक्ति. उपरोक्त श्रेणियों के अलावा, व्यक्तिगत उपकरणों के स्तर पर ऊर्जा बचाने का एक तरीका पिछले साल लॉन्च किया जाना चाहिए। ब्लूटूथ वेब प्लेटफार्म. इसका उपयोग स्मार्ट बल्ब, लॉक, सेंसर आदि के नेटवर्क द्वारा किया जाएगा। तकनीक आपको विशेष एप्लिकेशन के उपयोग के बिना वेब ब्राउज़र या वेबसाइट से सीधे IoT उपकरणों से कनेक्ट करने की अनुमति देती है।

वेब ब्लूटूथ तकनीक का विज़ुअलाइज़ेशन

5जी पहले

यह जानने लायक है कि कुछ कंपनियां वर्षों से 5G तकनीक पर काम कर रही हैं। उदाहरण के लिए, सैमसंग 5 से अपने 2011G नेटवर्क समाधान पर काम कर रहा है। इस दौरान 1,2 किमी/घंटा की गति से चलने वाले वाहन में 110 Gb/s का ट्रांसमिशन हासिल करना संभव हुआ। और एक स्थायी रिसीवर के लिए 7,5 जीबीपीएस।

इसके अलावा, प्रायोगिक 5G नेटवर्क पहले से मौजूद हैं और विभिन्न कंपनियों के सहयोग से बनाए गए हैं। हालाँकि, फिलहाल नए नेटवर्क के आसन्न और वास्तव में वैश्विक मानकीकरण के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी। एरिक्सन स्वीडन और जापान में इसका परीक्षण कर रहा है, लेकिन छोटे उपभोक्ता उपकरण जो नए मानक के साथ काम करेंगे, वे अभी भी बहुत दूर हैं। 2018 में, स्वीडिश ऑपरेटर TeliaSonera के सहयोग से, कंपनी स्टॉकहोम और तेलिन में पहला वाणिज्यिक 5G नेटवर्क लॉन्च करेगी। प्रारंभ में यह होगा शहरी नेटवर्क, और हमें "पूर्ण आकार" 5G के लिए 2020 तक इंतजार करना होगा। एरिक्सन के पास भी है पहला 5G फ़ोन. शायद "टेलीफोन" शब्द आख़िर ग़लत शब्द है। इस उपकरण का वजन 150 किलोग्राम है और इसे माप उपकरण से लैस एक बड़ी बस में ले जाना पड़ता है।

पिछले अक्टूबर में सुदूर ऑस्ट्रेलिया से 5जी नेटवर्क की शुरुआत की खबर आई थी। हालाँकि, इस प्रकार की रिपोर्टों को दूर से देखा जाना चाहिए - 5G मानक और विनिर्देश के बिना, आप कैसे जानते हैं कि पाँचवीं पीढ़ी की सेवा लॉन्च की गई है? मानक पर सहमति बनने के बाद इसमें बदलाव होना चाहिए। यदि सब कुछ योजना के अनुसार हुआ, तो पूर्व-मानकीकृत 5G नेटवर्क दक्षिण कोरिया में 2018 शीतकालीन ओलंपिक में पहली बार दिखाई देंगे।

मिलीमीटर तरंगें और छोटी कोशिकाएँ

5G नेटवर्क का संचालन कई महत्वपूर्ण तकनीकों पर निर्भर करता है।

सैमसंग द्वारा निर्मित बेस स्टेशन

पहले मिलीमीटर तरंग कनेक्शन. अधिक से अधिक डिवाइस समान रेडियो फ्रीक्वेंसी का उपयोग करके एक-दूसरे से या इंटरनेट से जुड़ रहे हैं। इससे गति हानि और कनेक्शन स्थिरता संबंधी समस्याएं उत्पन्न होती हैं. इसका समाधान मिलीमीटर तरंगों पर स्विच करना हो सकता है, यानी। 30-300 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में। वे वर्तमान में विशेष रूप से उपग्रह संचार और रेडियो खगोल विज्ञान में उपयोग किए जाते हैं, लेकिन उनकी मुख्य सीमा उनकी कम दूरी रही है। एक नए प्रकार का एंटीना इस समस्या का समाधान करता है, और इस तकनीक का विकास अभी भी जारी है।

प्रौद्योगिकी पांचवीं पीढ़ी का दूसरा स्तंभ है। वैज्ञानिक दावा करते हैं कि वे पहले से ही 200 मीटर से अधिक की दूरी पर मिलीमीटर तरंगों का उपयोग करके डेटा संचारित करने में सक्षम हैं और सचमुच बड़े शहरों में हर 200-250 मीटर पर बहुत कम बिजली की खपत वाले छोटे बेस स्टेशन हो सकते हैं। हालाँकि, कम आबादी वाले क्षेत्रों में, "छोटी कोशिकाएँ" अच्छी तरह से काम नहीं करती हैं।

इससे उपरोक्त मुद्दे में मदद मिलनी चाहिए एमआईएमओ प्रौद्योगिकी नई पीढ़ी। MIMO एक समाधान है जिसका उपयोग 4G मानक में भी किया जाता है जो वायरलेस नेटवर्क की क्षमता को बढ़ा सकता है। रहस्य संचारण और प्राप्त करने वाले पक्षों पर बहु-एंटीना संचरण में है। अगली पीढ़ी के स्टेशन एक ही समय में डेटा भेजने और प्राप्त करने के लिए आज की तुलना में आठ गुना अधिक पोर्ट संभाल सकते हैं। इस प्रकार, नेटवर्क थ्रूपुट 22% बढ़ जाता है।

5G के लिए एक और महत्वपूर्ण तकनीक यह है कि "beamforming"। यह एक सिग्नल प्रोसेसिंग विधि है ताकि उपयोगकर्ता को इष्टतम मार्ग के साथ डेटा वितरित किया जा सके। मिलीमीटर तरंगों को एक सर्वदिशात्मक संचरण के बजाय एक केंद्रित बीम में उपकरण तक पहुँचने में मदद करता है। इस प्रकार, सिग्नल की शक्ति बढ़ जाती है और हस्तक्षेप कम हो जाता है।

पाँचवीं पीढ़ी का पाँचवाँ तत्व तथाकथित होना चाहिए पूर्ण दुमंजिला घर. डुप्लेक्स एक दो-तरफा ट्रांसमिशन है, यानी जिसमें दोनों दिशाओं में सूचना का प्रसारण और स्वागत संभव है। फुल डुप्लेक्स का मतलब है कि डेटा ट्रांसमिशन रुकावट के बिना प्रसारित होता है। सर्वोत्तम पैरामीटर प्राप्त करने के लिए इस समाधान में लगातार सुधार किया जा रहा है।

 

छठी पीढ़ी?

हालाँकि, प्रयोगशालाएँ पहले से ही 5G से भी तेज़ चीज़ पर काम कर रही हैं - हालाँकि फिर भी, हम ठीक से नहीं जानते कि पाँचवीं पीढ़ी क्या है। जापानी वैज्ञानिक भविष्य के वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन का निर्माण कर रहे हैं, जैसा कि यह अगला, छठा संस्करण था। इसमें 300 गीगाहर्ट्ज और उससे अधिक की आवृत्तियों का उपयोग करना शामिल है, और प्रत्येक चैनल पर प्राप्त गति 105 जीबी / एस होगी। नई प्रौद्योगिकियों का अनुसंधान और विकास कई वर्षों से चल रहा है। पिछले नवंबर में, 500 गीगाहर्ट्ज़ टेराहर्ट्ज़ बैंड का उपयोग करके 34 जीबी/एस हासिल किया गया था, और फिर 160-300 गीगाहर्ट्ज़ बैंड (500 गीगाहर्ट्ज़ अंतराल पर आठ चैनल मॉड्यूलेटेड) में एक ट्रांसमीटर का उपयोग करके 25 जीबी/एस हासिल किया गया था। ) - यानी 5जी नेटवर्क की अपेक्षित क्षमताओं से कई गुना ज्यादा नतीजे। नवीनतम सफलता एक ही समय में हिरोशिमा विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों और पैनासोनिक कर्मचारियों के एक समूह का काम है। प्रौद्योगिकी के बारे में जानकारी विश्वविद्यालय की वेबसाइट पर पोस्ट की गई थी, टेराहर्ट्ज़ नेटवर्क की मान्यताओं और तंत्र को फरवरी 2017 में सैन फ्रांसिस्को में आईएसएससीसी सम्मेलन में प्रस्तुत किया गया था।

जैसा कि आप जानते हैं, ऑपरेशन की आवृत्ति में वृद्धि से न केवल तेजी से डेटा ट्रांसफर संभव होता है, बल्कि सिग्नल की संभावित सीमा भी काफी कम हो जाती है, और सभी प्रकार के हस्तक्षेप के प्रति इसकी संवेदनशीलता भी बढ़ जाती है। इसका मतलब यह है कि काफी जटिल और सघन रूप से वितरित बुनियादी ढांचे का निर्माण करना आवश्यक है।

यह भी ध्यान देने योग्य है कि क्रांतियाँ - जैसे कि 2020 के लिए योजनाबद्ध 5जी नेटवर्क और फिर काल्पनिक और भी तेज़ टेराहर्ट्ज़ नेटवर्क - का मतलब है कि लाखों उपकरणों को नए मानकों के अनुकूल संस्करणों के साथ बदलने की आवश्यकता है। इससे महत्वपूर्ण रूप से परिवर्तन की दर धीमी होने की संभावना है और इच्छित क्रांति वास्तव में एक विकास बन जाएगी।

को जारी रखा जाएगा विषय क्रमांक मासिक के नवीनतम अंक में.