Jeśli działasz w sektorze technologii (lub tak naprawdę, jeśli w ogóle prowadzisz jakąkolwiek firmę opierającą się na technologii cyfrowej), prawdopodobnie słyszałeś szum wokół 5G. Najnowszy standard szybkich sieci komórkowych może zmienić łączność bezprzewodową, jaką znamy, i zapoczątkować nową erę transformacji cyfrowej.

Jednakże, jak w przypadku każdej nowej technologii, mądrze jest cofnąć się o krok i rozważyć zalety i wady, zanim się w nią zagłębisz. W tym artykule przyjrzymy się niektórym zaletom i wadom sieci 5G, abyś mógł podjąć świadomą decyzję decyzja dla Twojej firmy.

Czym jest 5G?

5G (technologia mobilna piątej generacji) to nowy standard sieci komórkowych. Wprowadzony po raz pierwszy przez operatorów telefonii komórkowej w 2019 r., podobnie jak jego poprzednicy, sieci 3G, 4G i 4G LTE, wykorzystuje częstotliwości radiowe do transmisji danych. Jednak poprawa opóźnień i przepustowości daje 5G pewne korzyści, takie jak błyskawiczne prędkości pobierania i wysyłania, lepsza łączność i większa niezawodność.  

Dlaczego 5G jest ważne?

W ciągu czterech lat od pojawienia się na rynku 5G było powszechnie reklamowane jako przełomowa technologia, zdolna do transformacji na skalę podobną do sztuczna inteligencja (AI)The Internet rzeczy (IoT) i uczenie maszynowe (ML). Wraz z rozwojem mobilnej technologii szerokopasmowej ilość danych generowanych każdego dnia rośnie wykładniczo do tego stopnia, że ​​infrastruktury sieci 3G i 4G po prostu nie są w stanie sobie z tym poradzić. Wejdź do sieci 5G, charakteryzującej się krótkim czasem pobierania i wysyłania oraz większą przepustowością, która może obsłużyć znacznie większe ilości danych.

Zalety technologii 5G

Oprócz większych prędkości i czasu wysyłania/pobierania istnieje kilka innych ważnych różnic między sieciami 5G i 3G/4G, na które warto zwrócić uwagę:

Mniejszy ślad fizyczny

Sieć 5G wykorzystuje mniejsze nadajniki niż jej poprzednicy, dzięki czemu można je dyskretnie umieszczać na budynkach, wewnątrz drzew lub w innych niewidocznych miejscach. Komórki (lub „małe komórki”), na których opierają się sieci bezprzewodowe w celu zapewnienia łączności, są również mniejsze w sieciach 5G i wymagają mniej energii do działania.

Zmniejszona liczba błędów

Adaptacyjny schemat modulacji i kodowania (MCS) sieci 5G — schemat wysyłania danych z urządzeń Wi-Fi — jest lepszy niż MCS stosowany w sieciach 4G i 3G. W rezultacie współczynnik błędów bloku (BER), który jest używany do pomiaru częstotliwości błędów w sieci, jest wyjątkowo niski. W sieci 5G, gdy BER wzrośnie do pewnego poziomu, nadajnik obniża prędkość połączenia, aż do spadku poziomu błędów. Zasadniczo sieci 5G zamieniają prędkość na dokładność w czasie rzeczywistym, więc ich BER jest zawsze bliski zeru.  

Lepsza przepustowość

Sieci 5G mogą wykorzystywać znacznie szerszy zakres przepustowości niż poprzednie sieci. Rozszerzając spektrum zasobów, które może wykorzystać, z częstotliwości poniżej 3 GHz do 100 GHz, a nawet więcej, zasięg sieci 5G może obejmować zarówno niższe, jak i wyższe częstotliwości. Zwiększa to ogólną pojemność i przepustowość sieci, umożliwiając jej działanie w znacznie szerszym spektrum przepustowości, zwiększając liczbę urządzeń, które może jednocześnie obsługiwać.

Mniejsze opóźnienia

Niskie opóźnienia 5G (czas potrzebny na przesłanie danych z jednego punktu do drugiego w sieci) umożliwiają osiągnięcie prędkości, które sprawiają, że czynności takie jak pobieranie pliku lub interakcja z chmurą są 10 razy szybsze niż w sieci 4G lub 3G. Podczas gdy sieci 4G zapewniają opóźnienia wynoszące około 200 milisekund, sieci 5G rutynowo zapewniają je tak niskie, jak jedna milisekunda.

Wady 5G

Jak w przypadku każdej nowej technologii, istnieje tyle samo powodów do ostrożności w stosunku do 5G, co do ekscytacji. Przyjrzyjmy się niektórym obawom, które uniemożliwiają zarówno konsumentom, jak i przedsiębiorstwom pełne przyjęcie tego rozwiązania.  

Bezpieczeństwo cybernetyczne

Chociaż algorytmy sieci 5G są jeszcze bardziej wszechstronne niż poprzednie modele, użytkownicy nadal są na nie narażeni cyberataki. Jednym z obszarów budzących obawy jest szyfrowanie. Chociaż aplikacje w sieciach 5G są szyfrowane, standard 5G NR nie zapewnia kompleksowego szyfrowania, co naraża je na określone rodzaje ataków.  

Rozcinanie sieci

Chociaż dzielenie sieci jest popularną funkcją sieci 5G, należy w tym przypadku zachować czujność. Tworząc sieć wirtualną dla określonej funkcjonalności, oprogramowanie 5G jest narażone na ataki hakerów, malware i inne potencjalne naruszenia. Po wystąpieniu naruszenia złośliwe oprogramowanie lub oprogramowanie szpiegujące może rozprzestrzenić się w infrastrukturze operatora lub urządzeniach sieciowych, powodując problemy w całych przedsiębiorstwach.  

Infrastruktura

Aby przenieść usługi i funkcjonalność do sieci 5G, firmy muszą rozważyć koszty i czas potrzebny na modernizację swojego sprzętu, tak aby był kompatybilny z siecią 5G. Może to być zarówno czasochłonne, jak i kosztowne. Zazwyczaj przedsiębiorstwo, które od jakiegoś czasu opiera się na sieciach 3G lub 4G, dokonało już dużej inwestycji w swój sprzęt. Poważną przeszkodę stanowi jej zastąpienie i podnoszenie kwalifikacji pracowników, aby mogli wdrażać i utrzymywać nową infrastrukturę.

Luki w zasięgu

Wraz z wprowadzeniem technologii 5G na całym świecie wiele dużych obszarów miejskich ma obecnie zasięg 5G. Należy jednak pamiętać, że 5G nadal nim nie jest wszędzie i nie będzie przez długi czas. Na przykład wiele odległych obszarów nie ma połączenia 5G lub oferuje jedynie ograniczony zasięg. Zanim firmy przejdą na technologię 5G, powinny sprawdzić, gdzie planują z niej korzystać – zwłaszcza jeśli działają na obszarach wiejskich – aby mieć pewność, że będą miały zasięg 5G.

Penetracja

Fale radiowe o wysokiej częstotliwości, którymi przesyłane są sygnały 5G, są łatwo blokowane przez typowe obiekty, takie jak budynki i/lub drzewa, dlatego zapewnienie płynnych tras przemieszczania się fal może stanowić problem. Fabryki i biura stoją przed wyjątkowymi wyzwaniami, które skłoniły niektóre firmy do przeprojektowania obiektów w sposób bardziej przyjazny dla sieci 5G.

Jak działa technologia 5G?

Sieci 5G są podzielone na sekcje geograficzne zwane komórkami. W tych komórkach urządzenia bezprzewodowe, takie jak smartfony, tablety i komputery, łączą się z Internetem lub siecią telefoniczną, wysyłając fale radiowe między stacją bazową a anteną. Podstawowa technologia sieci 5G jest taka sama jak w przypadku sieci 3G lub 4G, ale prędkość pobierania jest znacznie większa. Prędkość pobierania w niektórych sieciach 5G może sięgać nawet 10 gigabitów na sekundę (Gb/s), jeśli w sieci znajduje się tylko kilka urządzeń.

W miarę jak technologia 5G dociera do coraz większej liczby klientów i liczba obsługujących ją aplikacji stale rośnie, oczekuje się, że wzrośnie jej popularność wśród firm telekomunikacyjnych i dostawców usług internetowych (ISP). Na przykład w Ameryce Północnej najpopularniejsi dostawcy Internetu domowego — Verizon, Google i AT&T — już go przyjęli i subskrybuje go ponad 200 milionów domów (łącza znajdują się poza witryną ibm.com).

Trzy kluczowe funkcje wyróżniają technologię 5G:

1. Standardy komórkowe
2. Rozcinanie sieci
3. Sieci prywatne

Poniżej przyjrzymy się bliżej każdemu z tych obszarów, wyjaśnimy, dlaczego są one charakterystyczne dla sieci 5G i w jaki sposób pomagają funkcjonować tej technologii.

Nowy standard komórkowy

Standard 5G NR (New Radio) dla sieci komórkowych to nowa specyfikacja technologii dostępu radiowego (RAT) stworzona specjalnie dla sieci komórkowych 5G. W 2018 r. w ramach projektu partnerstwa trzeciej generacji (3FPP) postanowiono opracować nowy globalny standard dla sieci komórkowych, który będzie wyznaczał kierunki rozwoju urządzeń i aplikacji w sieciach 3G. Obecnie sieci komórkowe i producenci chcący zasilać lub projektować urządzenia 5G muszą po prostu przestrzegać standardu 5G NR, aby zachować zgodność, co zwiększa łatwość i prawdopodobieństwo rozbudowy 5G. Według niedawny raport firmy Ericsson (link znajduje się poza witryną ibm.com) do końca 45 r. 5% sieci na całym świecie było kompatybilnych z 2023G, a według prognoz do końca dekady liczba ta wzrośnie do 85%.

Rozcinanie sieci

W sieci 5G operatorzy mogą wdrożyć kilka niezależnych sieci wirtualnych w tej samej infrastrukturze, zasilając wiele aplikacje biznesowe i umożliwienie użytkownikom wykonywania jeszcze bardziej złożonych zadań zdalnie niż obecnie. Na przykład przedsiębiorstwa, które chcą podzielić funkcjonalność sieci bezprzewodowej według przypadku użycia lub modelu biznesowego, mogą utworzyć „kolekcję” w sieci 5G. Kolekcje zapewniają użytkownikom tej sieci bardziej niezawodne i spójne wrażenia na wybranym przez nich urządzeniu mobilnym, niż byłoby to możliwe w przypadku technologii bezprzewodowej poprzednich generacji.

Sieci prywatne

Technologia 5G umożliwia użytkownikom tworzenie sieci prywatnej z ulepszonymi funkcjami personalizacji, takimi jak bezpieczny dostęp, lepsza kontrola jakości i dodatkowa mobilność. Dzięki tym funkcjom prywatna sieć 5G szybko staje się popularna wśród globalnych przedsiębiorstw, które chcą mieć całą moc i funkcje 5G, ale z dodatkowymi warstwami zabezpieczeń dla swojej firmy. Prywatne sieci 5G umożliwiają firmom zarządzanie wieloma urządzeniami, usługami i aplikacjami w wysoce prywatnym, bezpiecznym i wydajnym środowisku — większym niż jakakolwiek sieć publiczna. 

Przypadki użycia 5G

Teraz, gdy mamy pełniejszy obraz zalet i wad 5G oraz działania nowej technologii, które należy rozważyć, przyjrzyjmy się, jak jest ona stosowana w prawdziwym świecie.

• Autonomiczne pojazdy: Do czasu pojawienia się 5G w pełni autonomiczne samochody nie mogły działać niezależnie, korzystając z dostępnych sieci 3G i 4G, ponieważ prędkość, z jaką musiały przesyłać i odbierać informacje, nie była obsługiwana. Błyskawiczne możliwości sieci 5G otwierają możliwość, że w niedalekiej przyszłości samochody autonomiczne będą na wszystkich drogach tak samo wszechobecne jak taksówki i ciężarówki dostawcze.
• Inteligentne fabryki: Dzięki sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowemu fabryki na całym świecie stają się już inteligentniejsze i wydajniejsze. Technologia 5G umożliwi w przyszłości jeszcze większy skok, umożliwiając: automatyzacja większej liczby zadań, wdrażanie kamer i dronów do wykonywania zadań, które wcześniej wymagały zaangażowania człowieka, oraz podłączenie tysięcy inteligentnych urządzeń do Internetu. Zawroty głowy pojawiają się, gdy pomyślimy o wszystkich potencjalnych zastosowaniach 5G w ustawieniach fabrycznych. Jest to obszar, w którym najprawdopodobniej będzie miał wysoce destrukcyjny i transformacyjny wpływ, potencjalnie zmieniając wszystko, od sposobu pomiaru i optymalizacji zużycia paliwa, poprzez projektowanie cykli życia sprzętu, aż po sposób dostarczania towarów do klientów.
• Inteligentne miasta: Dzięki sieci 5G obszary miejskie będą mogły wykonywać codzienne zadania, takie jak zarządzanie odpadami i jakością powietrza, znacznie wydajniej niż kiedykolwiek wcześniej. Wdrażając nowe Internet Things (IoT) podłączonych do Internetu za pośrednictwem sieci 5G miasta mogą zarządzać takimi działaniami, jak kontrola ruchu drogowego, zarządzanie energią elektryczną, usuwanie odpadów, a nawet egzekwowanie prawa, przy znacznie większej kontroli niż w przeszłości.
• Rzeczywistość wirtualna (VR) i rzeczywistość rozszerzona (AR): Rzeczywistość wirtualna (środowiska cyfrowe oddzielające świat rzeczywisty) i rzeczywistość rozszerzona (treści cyfrowe rozszerzające świat rzeczywisty) w dużym stopniu opierają się na technologii 5G, aby działać i działać mają wiele zastosowań biznesowych. Na przykład telefony komórkowe i inteligentne okulary korzystające z technologii rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej działające w sieciach 5G zapewniają już cyfrowe nakładki, podgląd na żywo i inne funkcje dla pracowników magazynów, kierowców dostaw, pracowników obsługi technicznej i nie tylko.
• Przetwarzanie brzegowe: Przetwarzanie brzegowe odnosi się do rozproszonej platformy obliczeniowej, która przybliża aplikacje korporacyjne do źródeł danych. Naturalnie każda technologia polegająca na przesyłaniu dużych ilości danych w środowisku bezprzewodowym zostanie udoskonalona dzięki technologii 5G. W przetwarzaniu brzegowym technologia 5G w szczególności przybliża obliczenia i przechowywanie danych do miejsca, w którym dane są generowane w sieci, umożliwiając większą kontrolę, obniżając koszty i przyspieszając dostarczanie spostrzeżeń. Według niedawnego Biała księga Gartnera (link prowadzi poza witrynę ibm.com) do 2025 r. 75% danych w przedsiębiorstwie będzie przetwarzanych za pomocą obliczeń brzegowych w porównaniu z zaledwie 10% obecnie.

IBM i 5G

Sieć 5G stwarza duże możliwości dla twórców aplikacji, ale aby móc korzystać z jej błyskawicznych prędkości wysyłania i pobierania, potrzebna jest odpowiednia platforma. IBM Cloud Satellite umożliwia spójne wdrażanie i uruchamianie aplikacji w środowiskach lokalnych, brzegowych i chmurach publicznych, co umożliwia bezpieczna i możliwa do kontrolowania komunikacja z IBM Cloud.

Poznaj usługę IBM Cloud Satellite