Od momentu wprowadzenia w 2019 r. Sieci bezprzewodowe 5G rosną zarówno pod względem dostępności, jak i przypadków użycia. Apple był jednym z pierwszych producentów, który przetestował apetyt na 5G w 2020 roku, oferując swojego najnowszego iPhone'a obsługującego 5G. Stamtąd otworzyły się śluzy, a dziś aż 62% smartfonów ma łączność 5G (link prowadzi poza witrynę ibm.com). Liczba sieci również stale rośnie, a wielu popularnych dostawców usług internetowych (ISP), takich jak Verizon, Google i AT&T, oferuje łączność 5G zarówno w domach, jak i firmach. 

Ale co przyniesie przyszłość? Sieć 5G została okrzyknięta przełomową technologią, porównywalną do sztuczna inteligencja (AI), uczenie maszynowe (ML) oraz Internet przedmiotów (Internet przedmiotów) pod względem rodzaju zmian, jakie przyniesie. Ile w tym prawdy, a ile tylko szumu? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy najpierw przyjrzeć się, jak działa 5G i czym różni się od innych technologii.

Czym jest 5G?

5G (technologia mobilna piątej generacji) to nowy standard dla sieci komórkowych opracowany w 3 roku w ramach 3rd Generation Partnership Project (2018FPP) w celu zastąpienia dotychczasowych standardów 3G, 4G i 4G LTE. Jego celem było zdefiniowanie nowego zestawu standardów dla urządzeń i aplikacji kompatybilnych z sieciami 5G. Podobnie jak jego poprzednicy, 5G wykorzystuje fale radiowe do przesyłania danych. Jednak dzięki poprawie opóźnień, przepustowości i przepustowości sieci 5G mogą osiągać znacznie większe prędkości pobierania i wysyłania, co zapewnia im znacznie szerszy zakres zastosowań.  

Czym 5G różni się od sieci bezprzewodowych poprzednich generacji?

Ze względu na ulepszenia technologiczne sieć 5G chwalono za jej potencjał transformacyjny w wielu branżach. Dzieje się tak głównie dzięki możliwości szybkiego i bezpiecznego przenoszenia dużych ilości danych między podłączonymi urządzeniami z niespotykaną dotąd szybkością. Od czasu wynalezienia mobilnego Internetu szerokopasmowego i jego stopniowej ekspansji w każdym zakątku pracy i życia domowego, ilość danych generowanych przez działające w nim sieci i urządzenia mobilne wzrosła wykładniczo. Obecnie niektóre technologie (np. sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe) wymagają zbyt dużej ilości danych, aby działać z prędkościami oferowanymi przez sieci bezprzewodowe poprzednich generacji. Z kolei sieć 5G, dzięki swoim błyskawicznym prędkościom i częstotliwościom wysokopasmowym (24 GHz–40 GHz), doskonale nadaje się do zastosowań wymagających szybkiego i bezpiecznego dostępu do dużych ilości danych.

Oto niektóre z najważniejszych różnic między 5G a jego poprzednikami:

• Mniejszy ślad fizyczny: Nadajniki 5G są mniejsze niż te w sieciach poprzedników, a ich „komórki” – obszary geograficzne, od których technologia bezprzewodowa zależy w zakresie łączności – są mniejsze i wymagają mniej energii.
• Ulepszone wskaźniki błędów: Adaptacyjny schemat modulacji i kodowania (MCS) sieci 5G, schemat przesyłania danych, ma większe możliwości niż schematy stosowane w sieciach 3G i 4G. To sprawia, że ​​współczynnik błędów bloku (BER) – częstotliwość błędów w sieciach – jest znacznie niższy.
• Lepsza przepustowość: Wykorzystując więcej częstotliwości radiowych niż poprzednie sieci komunikacji bezprzewodowej, w tym niskiego pasma (poniżej 1 GHz), średniego pasma (1 GHz–6 GHz) i wysokiego pasma (24 GHz–40 GHz), 5G może obsługiwać więcej urządzeń przy o tym samym czasie.
• Mniejsze opóźnienie: 5G jest na niskim poziomie czas oczekiwania— pomiar czasu potrzebnego na podróż danych z jednej lokalizacji do drugiej — jest lepszy niż w poprzednich sieciach, dzięki czemu rutynowe czynności, takie jak pobieranie pliku lub praca w chmurze, są znacznie szybsze. 

Jak działa 5G?

Podobnie jak wszystkie inne sieci bezprzewodowe, działanie 5G opiera się na „komórkach”. W każdej komórce urządzenie bezprzewodowe, takie jak telefon, laptop czy tablet, jest połączone z Internetem za pomocą fal radiowych odbijających się między anteną 5G a stacją bazową. Ta sama technologia, która napędzała każdą poprzednią generację sieci bezprzewodowych, obsługuje również 5G, ale z pewnymi ulepszeniami. Warto zauważyć, że sieci 5G przesyłają dane z szybkością 10, a nawet 20 gigabitów na sekundę (Gb/s), czyli ponad 100 razy szybciej niż 4G.

Wraz ze wzrostem liczby urządzeń zbudowanych dla technologii 5G rośnie zapotrzebowanie na same sieci. W Ameryce Północnej wszystkie popularne firmy telekomunikacyjne oferują obecnie 5G, obejmujących ponad 200 milionów domów i firm (link znajduje się poza witryną ibm.com), a przewiduje się, że liczba ta podwoi się w ciągu najbliższych czterech lat.

Oto trzy krytyczne obszary, w których technologia 5G przewyższa swoje poprzedniczki.

Nowy standard RAT

Standard 5G NR (New Radio) dla sieci komórkowych definiuje następną generację specyfikacji technologii dostępu radiowego (RAT) dla wszystkich sieci komórkowych 5G. Obecnie 45% sieci na całym świecie jest kompatybilnych z 5G, a według prognoz liczba ta wzrośnie do 85% do końca dekady. niedawny raport firmy Ericsson (łącze znajduje się poza witryną ibm.com).

Możliwości dzielenia sieci

W sieciach 5G operatorzy telekomunikacyjni mogą oferować wiele niezależnych sieci wirtualnych (oprócz sieci publicznych) w tej samej infrastrukturze 5G, umożliwiając użytkownikom wykonywanie większej liczby czynności zdalnie przy większym bezpieczeństwie niż kiedykolwiek wcześniej.

Sieci prywatne

Oprócz dzielenia sieci 5G umożliwia użytkownikom tworzenie sieci prywatnych o zwiększonej personalizacji i bezpieczeństwie. Przedsiębiorstwa poszukujące większej kontroli i mobilności pracowników coraz częściej zwracają się w stronę prywatnych architektur sieci 5G, a nie sieci publicznych.

Przyszłość 5G: Innowacje w nadchodzących latach

Zainteresowanie sieciami 5G oraz działającymi w nich urządzeniami i aplikacjami jest, co zrozumiałe, duże zarówno wśród konsumentów, jak i liderów biznesu. Według w najnowszej białej księdze IDC (link prowadzi poza witrynę ibm.com) w samych Stanach Zjednoczonych do końca 120 r. miało zostać dostarczonych prawie 5 milionów urządzeń 2023G, co oznacza wzrost o 9.3% w porównaniu z rokiem poprzednim. Oczekuje się, że do 2027 r., ostatniego roku objętego raportem, wysłanych zostanie 155 milionów jednostek, co stanowi złożoną roczną stopę wzrostu (CAGR) na poziomie 7.4%.

Chociaż te same numery nie są dostępne na całym świecie, raport Statisty (link znajduje się poza witryną ibm.com) szacuje, że globalna penetracja smartfonów kompatybilnych z 5G w 59 r. wyniesie 2023%, a do 82 r. liczba ta ma osiągnąć ponad 2027%.

Ale wychodząc poza liczby, co tak naprawdę oznacza ten wzrost zainteresowania? Czasami dzięki nowym technologiom oddzielenie tego, co prawdziwe, od emocji, może być trudne. Poniżej przyjrzymy się bliżej niektórym obszarom, na które ma mieć wpływ 5G, oraz prawdopodobnym zmianom, jakie przyniesie.

Zdrowie

W branży opieki zdrowotnej sieć 5G już umożliwia większą wydajność, głębszy wgląd w dane i poprawę wyników leczenia pacjentów. Jego niskie opóźnienia, duża prędkość i zwiększona przepustowość pomogą lekarzom odkrywać nowe metody leczenia, wykonywać krytyczne procedury zdalnie przy użyciu robotyki i uzyskiwać dostęp do informacji o pacjencie w terenie, niezależnie od tego, gdzie się znajdują.

Mówiąc dokładniej, 5G będzie nadal realizować następujące zadania:

• Dodaj do liczby urządzeń IoT używanych do zdalnego monitorowania stanu zdrowia pacjentów.
• Zapewnij niezawodną łączność z wynikami w czasie rzeczywistym, umożliwiając personelowi szybsze i bardziej świadome decyzje dotyczące opieki nad pacjentem.
• Przesyłaj zdjęcia i filmy w jakości HD — np. zdjęcia rentgenowskie i mammografie — szybko i bezpiecznie, aby ich wyniki można było odczytać zdalnie.

Dostarczać łańcuchy

W miarę rozprzestrzeniania się łączności 5G łańcuchy dostaw na całym świecie odniosą korzyści z jej błyskawicznych prędkości i zwiększonej niezawodności. Ponieważ sieci, od których zależy światowy handel, są coraz bardziej zdigitalizowane, ich funkcjonowanie jest bardziej niż kiedykolwiek uzależnione od możliwości szybkiej transmisji danych i prędkości 5G. Im większa cyfryzacja i automatyzacja w łańcuchu dostaw, tym więcej można wykorzystać 5G do zwiększenia wydajności, zmniejszenia kosztów i zwiększenia bezpieczeństwa.  

Obecnie usługa 5G jest już wykorzystywana na lotniskach, portach, stacjach kolejowych i innych węzłach logistycznych o kluczowym znaczeniu dla infrastruktury łańcucha dostaw, ale jej potencjał jest ledwo wykorzystany. Można się spodziewać, że wkrótce łączność 5G będzie odgrywać większą rolę w poprawie jakości obsługi zarówno pracowników, jak i klientów. Pilotażowe programy obejmują urządzenia IoT, takie jak czujniki półek, które wiedzą, kiedy danego produktu brakuje w magazynie i natychmiast zamawiają go ponownie, kasy bez kasjera oraz kamery HD i drony zastępujące ochroniarzy.

Stałe sieci bezprzewodowe

Koncepcja „stałych” połączeń bezprzewodowych — połączenia internetowego zapewniającego bezproblemową łączność bezprzewodową w domu lub firmie za pośrednictwem fal radiowych, a nie kabla lub światłowodu — może pomóc w tanim dostarczaniu Internetu większej liczbie osób i miejsc. W stacjonarnym ekosystemie 5G antena jest przymocowana do domu lub miejsca prowadzenia działalności, która łączy się z najbliższym nadajnikiem 5G. Stacjonarne sieci bezprzewodowe 5G mogą zapewniać te same prędkości, łączność i niezawodność co połączenia światłowodowe lub kablowe za ułamek kosztów.  

Zgodnie z niedawny blog Banku Światowego (odsyłacz prowadzi poza firmę IBM), zapewniając łączność internetową — a w szczególności dostęp bezprzewodowy — co roku pomaga milionom osób wyjść z ubóstwa. Technologia 5G, która może zapewnić te same korzyści milionom ludzi przy znacznie niższych kosztach, może zmienić zasady gry, zapewniając korzyści z łączności internetowej społecznościom, które od lat żyją bez niej.

Inteligentne miasta

Być może żadne inne środowisko nie zmieni się tak bardzo dzięki łączności 5G, jak zatłoczone centra miejskie, w których ruch pieszy i samochodowy od dawna prowadzi do zatorów komunikacyjnych, zanieczyszczenia powietrza i hałasu. Sieć 5G już pomaga miastom poprawić przepływ ruchu i jakość powietrza dzięki czujnikom podłączonym za pośrednictwem Internetu Rzeczy, ale przyszłość prawdopodobnie przyniesie w tej przestrzeni znacznie więcej innowacji.

Jednym z największych obszarów, w których inteligentne miasta mogą w większym stopniu wykorzystać technologię 5G, są możliwości sztucznej inteligencji. Obecnie testowane są programy, które miałyby wspomagać sztuczną inteligencję obsługującą 5G we wszystkim, od inteligentniejszego zarządzania energią po przekierowywanie połączeń pod numer 911. w Wiedniu, WienBot, chatbot AI (link znajduje się poza witryną ibm.com) pomaga użytkownikom rozwiązywać tak proste problemy, jak znalezienie najbliższej fontanny lub miejsca, w którym można zjeść kolację, a także tak złożone zadania, jak odnowienie paszportu i uzyskanie wiz podróżnych.

Przetwarzanie brzegowe i sztuczna inteligencja

Wreszcie przetwarzanie brzegowe – platforma obliczeniowa w dużym stopniu opierająca się na sieci 5G w celu wykonywania obliczeń bliżej źródeł danych – może pomóc przedsiębiorstwom uzyskać bezprecedensową kontrolę nad swoimi danymi i wydobywać wnioski jeszcze szybciej niż dotychczas. Obszarem, w którym przetwarzanie brzegowe jest szczególnie dobrze przygotowane do wzrostu, jest przetwarzanie w chmurze, w którym sztuczna inteligencja wymaga dużych ilości mocy do obsługi danych, które ma analizować. W tym przypadku łączność i niezawodność 5G są kluczem do realizacji wartości dla przedsiębiorstwa. Na przykład przesyłanie danych z jednego punktu do drugiego za pomocą czatu lub aplikacji finansów osobistych wymaga dodatkowej mocy i zasobów, które nie są konieczne, jeśli dane są analizowane u źródła.

Wkrótce możliwe, że przetwarzanie brzegowe sprawi, że analiza AI dużych ilości danych w czasie rzeczywistym stanie się rzeczywistością we wszystkich zastosowaniach, od aplikacji fitness i zdrowotnych po zdalnie sterowane pojazdy, takie jak satelity i drony. Biorąc pod uwagę jego potencjał, wykorzystanie przetwarzania brzegowego z obsługą 5G szybko staje się standardem w przetwarzaniu danych w przedsiębiorstwach. Według tej białej księgi firmy Gartner (link prowadzi poza witrynę ibm.com) do 2025 r. 75% danych w przedsiębiorstwie będzie przetwarzanych na brzegu sieci (w porównaniu z obecnymi zaledwie 10%).

Rozwiązania 5G z IBM Cloud Satellite

Zanim będziesz mógł wykorzystać wszystkie potencjalne możliwości, jakie niesie przyszłość 5G, potrzebujesz platformy, która jest do tego stworzona. IBM Cloud Satellite umożliwia spójne wdrażanie i uruchamianie aplikacji w środowiskach lokalnych, brzegowych i chmurach publicznych w sieci 5G. A wszystko to umożliwia bezpieczna i możliwa do kontrolowania komunikacja w chmurze IBM Cloud.

Poznaj usługę IBM Cloud Satellite