5G će imati sličnu ulogu u evoluciji digitalizacije industrije kao i cloud tehnologije za web-industriju. Ne samo da će postojati stara usluga surfanja Internetom, samo puno bolja; postojat će mnoge druge sada nezamislive usluge (poput Interneta osjeta), ili će 5G biti barem korak bliže prema njihovom potpunijem razvoju. Mnoge od tih usluga ljudima će osigurati sigurniji, lakši i ugodniji život

Piše: Gorden Knezović

5G tehnologija dolazi u Hrvatsku krajem ove godine, i to prvo u Osijek, grad koji je izabran za prvi grad u Hrvatskoj u kojemu će se uvesti komercijalna 5G mreža sukladno Komunikaciji Europske komisije Europskom parlamentu, Vijeću Europe, Europskom gospodarskom i socijalnom odboru te Odboru regija, a sukladno dokumentu 5G za Europu – Akcijski plan, prema kojemu u svakoj od članica najkasnije do kraja ove godine u jednom većem gradu treba biti uvedena komercijalna mreža pete generacije. Nakon Osijeka uslijedit će, naravno, daljnje uvođenje 5G mreže u drugim dijelovima Hrvatske.

Što se tiče fizičkih korisnika, iz iskustva drugih zemalja u kojima su već u ponudi komercijalne 5G pretplatničke tarife, jasno je da njihove cijene nisu posebno više, nominirana brzina prijenosa podataka još je uglavnom do 1 GB/s.

Mnogo veću važnost peta generacija komunikacijske tehnologije donosi poslovnom okruženju, a i za same telekom operatore. 5G tehnologija nije samo puko uvođenje nove radijske (New Radio, NR) tehnologije. Za uspješno pokretanje 5G-a, operater mora osigurati mrežnu platformu koja uključuje krajnje (end-to-end E2E) mogućnosti usklađene između uređaja, RAN-a, jezgre i upravljačkih sustava.

Izazovi za telekom operatore

5G ujedno je i tehnološka transformacija za operatore, odnosno njihovo prilagođavanje većoj fleksibilnosti i brzini u implementaciji mreže. Zahvaljujući toj transformaciji, operatori će moći rješavati nove poslovne prilike, koristeći slučajeve izvan mobilne širokopojasne mreže (mobile broadband, MBB).

Od stručnjaka Ericsson Nikola Tesla, čija je matična kompanija švedski Ericsson, jedan od nekoliko globalnih proizvođača 5G tehnologije, tražili smo informacije što peta generacija komunikacijske tehnologije donosi poslovnim aktivnostima i s kakvim će ih izazovima suočiti. Ericsson već ima 81 komercijalni sporazum ili ugovor, od čega je 25 5G mreža već u komercijalnom radu.

Javna i privatna mreža

“Specifična promjena koju 5G donosi i individualnim korisnicima i poslovnom sektoru jest mogućnost korištenja ne samo javne, već i privatne mreže velike propusnosti, kratkog odziva i velike sigurnosti, već definirane kroz standardizaciju tehnologije, uz zajamčenu kvalitetu usluge”, rekao nam je direktor digitalnih usluga i operacija te konvergiranih mrežnih rješenja i stručnih usluga Ericssona Nikole Tesle Hrvoje Benčić.

Hrvoje Benčić, direktor digitalnih usluga i operacija te konvergiranih mrežnih rješenja i stručnih usluga Ericssona Nikole Tesle: Individualnim korisnicima 5G će dugoročno omogućiti koncept koji zovemo Internet osjeta (Internet of Senses)

Kod kapacitivno zahtjevnih aplikacija, poput online igara ili prijenosa videosadržaja visoke kvalitete u stvarnom vremenu, čak i privatnim, ali napose poslovnim korisnicima, bit će osiguran značajan kapacitet mreže, možda i segment cijele mreže samo za tog korisnika ili uslugu, i to sa zajamčenom kvalitetom.

“Individualnim korisnicima 5G će dugoročno omogućiti koncept koji zovemo Internet osjeta (Internet of Senses). Korištenjem tehnologija poput umjetne inteligencije, virtualne i proširene stvarnosti, iskustvo kojeg korisnik sada ima, preko ekrana će biti obogaćeno raznim osjetima i postati sve sličnije stvarnom doživljaju”, objašnjava Benčić.

Zahvaljujući 5G tehnologiji, mnoge industrije će unaprijediti proizvodnju i poslovanje. Među prvima i najnaprednijima svakako je autoindustrija, ali i proizvodnja općenito. Tvornice opremljene privatnim 5G mrežama moći će međusobno bežično, a sigurno, povezivati IoT uređaje, robotizirana autonomna vozila koja transportiraju opremu kroz tvornicu, robotske ruke i druge uređaje opremljene zahtjevnim naprednim tehnologijama, poput računalnog vida i strojnog učenja. Uz tehničke mogućnosti 5G mreže velike propusnosti i manjeg odziva, u usporedbi s 4G mrežama, bit će moguće obavljanje kompleksnih analiza i obrade podataka u cloudu s vrlo kratkim odzivom, što će omogućiti brze odluke i reakcije prilikom proizvodnje, omogućujući da posao bude obavljen brže nego prije, učinkovitije, s manjim vremenom zaustavljanja proizvodnje i višom razinom kvalitete krajnjeg proizvoda. Takvi industrijski pogoni postaju sigurniji za čovjeka, preuzimajući i automatizirajući fizički najteže i najrepetitivnije poslove u najtežim radnim uvjetima.

U industrijama s teškim radnim uvjetima (rudarstvo, naftne platforme, energetska komunalna poduzeća…) 5G povezivost omogućit će automatizaciju i olakšati rad radnicima.

NSA 5G EPC i 5G Core

“Core (5GC) je 3GPP-jezgrena mrežna arhitektura za novi 5G radijski pristup. 5G Core u Opciji 2 podržava NR Stand Alone (SA) arhitekturu, sa samo jednom radijskom pristupnom mrežnom tehnologijom, i to novim 5G radijskim pristupom, za razliku od prijelazne opcije za 5G-jezgrenu mrežnu arhitekturu pod nazivom NSA 5G EPC (Evolved Packet Core). 5G EPC opcija 3, uz novi 5G, podržava još i 4G pristup; štoviše, 4G pristup čak je i nužan u takvom scenariju. U scenariju s 5GC arhitekturom i novim 5G radijskim pristupom, telekomi grade potpuno novu 5G mrežu koja funkcionira samostalno i neovisno o 4G mreži”, objasnio nam je direktor digitalnih usluga i operacija te konvergiranih mrežnih rješenja i stručnih usluga Ericssona Nikole Tesle 5G te dodao kako bi se omogućili razni drugi tranzicijski scenariji, 5G Core podržava i Opcije 4, 5 i 7, uz razne varijante pristupa; primjerice, samo 4G pristupna radijska mreža ili paralelni 4G i 5G pristupi 5G Core mreži.

5G Core mrežna arhitektura drastično je različita od prethodne generacije jezgrene mreže, s nizom novih funkcionalnosti, čvorova i sučelja te velikim promjenama i u segmentima paketske jezgrene mreže (Packet Core), upravljanja korisničkim podacima (Subscriber Data Management, SDM) i u funkcijama oblikovanja prometa. Takva mreža je i kompetencijski i integracijski izazov, a gledajući arhitekturu, radi se o cloud native rješenju.

Udaljeno upravljanje uređajima

Krajnji korisnici žele pouzdanu, dostupnu i brzu mrežu uvijek i svuda, pogotovo na hot spotovima kao što su koncerti, trgovački centri, stanice metroa, itd. To se dijelom može postići i upotrebom 4G tehnologije. No, glavne prednosti 5G tehnologije, uz značajno poboljšanje u brzinama i kapacitetu mreže, spremnost su za prihvat iznimno velikog broja korisnika i prije svega IoT uređaja, te mala latencija i velika pouzdanost sustava koji operatorima omogućuju pružanje novih usluga koje su, uz krajnje korisnike, sve više usmjerene na industriju. Primjer su autonomna vozila, udaljeno upravljanje uređajima preko 5G mreže, primjerice, u rudnicima, dostava paketa dronovima itd.

“Ono što je suštinski različito od prethodnih tehnologija jest to da 5G nije samo nova generacija mobilnih mreža. To, u načelu, znači da se ne radi samo o povećanju brzine prijenosa podataka, jer promjene između 4G i 5G tehnologije su značajnije od toga. Velika brzina podataka svakako jest prvi i važan razlog za uvođenje 5G-a u mrežu telekoma zato što će korisnicima olakšati rad s kapacitivno zahtjevnim aplikacijama, od kojih su najočitiji primjer online igre”, kaže Hrvoje Benčić.

Barbara Pavelić Grbić, rukovoditeljica odjela za jezgrene mreže i cloud u telekomunikacijama Ericssona Nikole Tesle, predstavlja mogućnosti 5G u industrijskoj primjeni

No, ono što će stvoriti veliku prednost cijelom čovječanstvu je, primjerice, napredak zdravstva koje ova tehnologija može ubrzati. Ne samo često i prerano spominjane operacije na daljinu, već i puno potrebnije daljinske kontrole liječnika, bez potrebe za prisutnošću pacijenta u ambulanti, bilo zbog bolesti pacijenta ili geografske nedostupnosti liječnika. Tako liječniku mogu nadohvat ruke i oka biti trenutačne vrijednosti podataka o pacijentu koji je fizički daleko od njega, baš kao da je pacijent pred njim.

Ne samo da će postojati stara usluga surfanja Internetom, samo puno bolja; postojat će mnoge druge sada nezamislive usluge (poput Interneta osjeta), ili će 5G biti barem korak bliže prema njihovom potpunijem razvoju. Mnoge od tih usluga ljudima će osigurati sigurniji, lakši i ugodniji život.

5G frekvencijski pojasevi

Kako nam je objasnio rukovoditelj odjela za radijsku pristupnu mrežu Ericssona Nikole Tesle Dario Nogulić, 5G tehnologija je u Europi, pa tako i ostatku svijeta, predviđena za rad na različitim frekvencijskim pojasevima, od kojih su neki na niskim i srednjim frekvencijama (low i mid band), a neki na visokim frekvencijama (mmwave).

Dario Nogulić, rukovoditelj odjela za radijsku pristupnu mrežu Ericssona Nikole Tesle, tijekom prezentacije radijskog dijela 5G

U Hrvatskoj ove godine počinje dodjela spektra mobilnim operatorima od HAKOM-a, što će im omogućiti puštanje 5G mreža u komercijalni rad. Radi se o frekvencijama 700 MHz (low band) i 3.500 MHz (mid band).

“Budući da su prve 5G mreže u Europi vezane uz niske i srednje frekvencijske pojaseve, koji su isti ili vrlo bliski pojasevima koji se već koriste za 2G, 3G i 4G tehnologije, može se reći da u pogledu antenskih sustava nema razlike uvodi li se 5G ili neka tehnologija ranije generacije. I u smislu zračenja, 5G tehnologija ne razlikuje se bitno od prethodnika. Sam oblik radijskog signala praktično je identičan onome koji se široko koristi u LTE (4G) tehnologiji, s time da NR (5G) donosi prednost u bitno učinkovitijem slanju sistemskih informacija, što čak i smanjuje izraženu snagu”, objašnjava Nogulić.

Jedna od mogućnosti aktivacije 5G tehnologije kod pojedinih tipova 5G baznih stanica je uz novi način izvedbe naprednih antenskih sustava, gdje se signal usmjerava samo tamo gdje je potreban (tzv. beamforming), umjesto cijelim područjem pokrivanja antenskog sustava. Osim dodavanjem takvih novih antena, uglavnom na već postojeće lokacije, druga i češća mogućnost je 5G tehnologiju uvesti softverski, bez ikakvih intervencija u antenske sustave, pri čemu se zbog prije opisane veće učinkovitosti prijenosa smanjuje razina zračenja.

Nogulić napominje kako se veliki broj istraživanja kontinuirano provodi s ciljem proučavanja utjecaja na zdravlje te definiranja standarda i ograničenja jačine elektromagnetskih polja, što vrijedi, kako za postojeće tehnologije, tako i za 5G tehnologiju, te da se suvremena radijska oprema izrađuje poštujući te standarde i uspješno je komercijalno implementirana u velikom broju mreža širom svijeta.

Kod visokih frekvencija govori se o frekvencijama višim od 26 GHz, koje se do pojave 5G tehnologije nisu spominjale u kontekstu mobilnih mreža, i sada se za 5G tehnologiju najviše koriste u Americi. Na frekvencijama višima od 26 GHz radi se o vrlo lošim propagacijskim uvjetima te je potrebno aktivne antenske sustave postavljati u dosta gušću mrežu nego što je to slučaj s niskim i srednjim frekvencijskim pojasom. Do trenutka kad će se u Europi početi konkretnije razmatrati uvođenje tzv. mmwave 5G mreže, istraživanja o zračenju i utjecaju na okoliš bit će već dostupna u većoj mjeri nego što je to sada slučaj.

Nadogradnja LTE/EPC-jezgrene mreže

Brojni telekomi doista pri uvođenju 5G podrške u svoje mreže biraju nadogradnju na postojeću LTE/EPC-jezgrenu mrežu, potvrdila nam je rukovoditeljica odjela za jezgrene mreže i cloud u telekomunikacijama Ericssona Nikole Tesle Barbara Pavelić Grbić, dodajući da 3GPP definira dvije jezgrene mrežne arhitekture, a to su 5G EPC i 5G Core, uz nekoliko standardnih opcija koje opisuju kako telekomi mogu postupno ili, pak, odjednom, uvesti novi 5G radijski pristup (5G New Radio, NR) u svoje mreže.

5G EPC (Evolved Packet Core) u Opciji 3 je prema arhitekturi ista paketska jezgrena mreža kao za 4G/LTE, no uz nekoliko novih 5G softverskih značajki radi podrške za novi 5G pristup.

To je Non-Stand Alone (NSA) arhitektura, jer je 4G i dalje nužan za funkcioniranje novog 5G pristupa, zato što signalizacijski nosilac ostaje u 4G mreži. Nova se 5G radijska pristupna mreža uvodi paralelno uz postojeću 4G radijsku pristupnu mrežu i povezuje na 5G EPC. Novi dio mreže tako može podržati usluge kao što su napredni mobilni širokopojasni Internet (eMBB, enhanced Mobile Broadband) ili fiksni bežični pristup (FWA, Fixed Wirelless Access).

Rukovoditeljica odjela za jezgrene mreže i cloud u telekomunikacijama Ericssona Nikole Tesle potvrđuje kako je to čest izbor telekoma jer koristi postojeću, samo softverski poboljšanu jezgrenu mrežnu infrastrukturu, što tu opciju čini najbržim načinom uvođenja 5G pristupa s minimalnom investicijom, a i kod isporučitelja telekom opreme je NSA prva arhitektura koja je komercijalno dostupna. Tako se koristi investicija u postojeću 4G mrežu, uz istodobni benefit 5G brzina prijenosa podataka.

5G i edge computing

“Daljnjim razvojem 5G i mreža temeljenih na cloudu, središnji cloud omogućit će prilagodljivije i agilnije načine mobilnog edge computinga. To će operatorima omogućiti da procesiranje približe ogromnim količinama podataka koje generira sljedeća generacija povezanih uređaja i strojeva; tamo gdje se podaci stvaraju, na temelju uvida poduzimat će se odgovarajuće radnje. Mala latencija, velika propusnost i povećana otpornost mobilnog edge computinga omogućit će odlučivanje u stvarnom vremenu, inteligentno i autonomno donošenje odluka – što će ga učiniti inovacijskim mjestom za inteligentno društvo i industriju”, objašnjava direktor poslovne jedinice za IT i ispitnu okolinu Ericssona Nikole Tesle Branko Dronjić.

Branko Dronjić, direktor poslovne jedinice za IT i ispitnu okolinu Ericssona Nikole Tesle: Računalni kapacitet clouda, kao i propusnost i brzina 5G mreže preduvjet su za uključivanje učinkovitih algoritama strojnog učenja te njihovo pretvaranje u aktivnosti umjetne inteligencije

Uvođenje umjetne inteligencije dovest će do toga da rub mreže postane sve inteligentniji. Daljnja evolucija ruba mreže neće mu omogućiti samo slučajeve korištenja s malom latencijom, već i potencijalom za visoku inteligenciju i sigurnost, iznimnu učinkovitost u prijenosu podataka te pametno upravljanje pravim podacima na pravom mjestu. Vremenom će se oblak razviti izvan ruba. Sve, od podatkovnog centra do najmanjih uređaja, postat će univerzalna računalna tkanina za distribuirane aplikacije – izgubit će se linije između uređaja, ruba mreže i oblaka.

“Takav pristup već se koristi u konkretnim projektima. Primjerice, u finskom nacionalnom projektu Design4Value Ericsson je s partnerima ostvario autonomnu vožnju brodova između luka. Autonomni brodovi koriste prednost edge computinga za prikupljanje i spajanje senzorskih podataka te uporabu algoritama upravljanja i strojnog učenja, između ostalog. S obzirom na to da brodovi koriste edge computing za procesiranje, za svaki je brod stvoren rubni oblak (edge cloud)”, kaže Dronjić.

Distribuirani cloud sastoji se od više međusobno povezanih clouda, poput središnjih, regionalnih i rubnih clouda. Posljednji, rubni cloud, obično ima najmanju količinu procesiranja i drugih resursa, ali ima najnižu latenciju zbog neposredne blizine fizičkim resursima. U slučaju autonomnog broda, rubni cloud nalazi se na samom brodu i stoga su njegovi resursi uvijek dostupni, čak i ako brod izgubi povezanost na mobilnu mrežu na otvorenom moru. Kad se brod približi luci, može se povezati preko mobilne mreže i iskoristiti resurse iz regionalnog ili središnjeg clouda za zahtjevnije operacije, poput strojnog učenja. Na isti se način brod odvaja od okruženja clouda kad plovi izvan lučkog područja, i tada se oslanja isključivo na edge computing.

5G odigrat će sličnu ulogu u evoluciji digitalizacije industrije kao i cloud tehnologije za web-industriju. Sposobnost automatizacije i iskorištavanja podataka iz distribuiranih sustava s mogućnostima u stvarnom vremenu, bit će ključne. Strojna inteligencija, koja obuhvaća područje umjetne inteligencije i strojno učenje, nudi postizanje visokih razina automatizacije potrebnih za upravljanje složenošću i optimiranje performansi sustava.

Također, sa sve većom digitalizacijom poslovnih sustava, i sve više povezanih strojeva, senzora i rješenja, postojeća računalna snaga iz clouda neće biti dovoljna za optimizaciju performansi u stvarnom vremenu. Za praćenje, analizu i optimizaciju povezanih IoT aplikacija, bit će potrebna računalna snaga blizu ruba mreže. Potreba edge computinga predstavlja priliku pružateljima komunikacijskih usluga koji grade 5G mreže. Veliki kapacitet, brzina i gustoća 5G mreža i veza, u kombinaciji s vrhunskim edge softverom, umjetnom inteligencijom i strojnim učenjem, poslovnim sustavima i njihovim povezanim rješenjima, omogućit će brzo učenje, prilagodbu i promjene procesa, i u konačnici bolje poslovanje te veći povrat od investicija.

“U današnjem svijetu gomile uređaja, koji na bilo koji način koriste usluge mreže i podatke koje generiraju, potrebno je naći optimalni model korištenja svih ICT resursa. Računalni kapacitet clouda, kao i propusnost i brzina 5G mreže, preduvjet su za uključivanje učinkovitih algoritama strojnog učenja te njihovo pretvaranje u aktivnosti umjetne inteligencije”, ističe Dronjić.

Generiranjem prometa od IoT uređaja prijeko je potrebno osigurati 5G mrežu koja će vrlo brzo prenositi velike količine podataka do rubnog clouda, gdje se podaci mogu prikupljati i analizirati, te se nakon analize koristiti za predviđanje trendova u gotovo realnom vremenu. 5G mreža ključna je komponenta koja će osigurati veliku propusnost podataka od krajnjeg korisnika do rubnog clouda pa do samog centralnog clouda, gdje se u pozadini vrte odgovarajući algoritmi strojnog učenja i umjetne inteligencije. Strojno učenje i umjetna inteligencija mogu jednostavno osigurati optimizaciju i personalizaciju usluga predviđenih za svakog pojedinog korisnika. Time se poboljšava interakcija isporučitelja usluga i krajnjih korisnika, koji zajedno mogu stvarati i konzumirati nove usluge u realnom vremenu.

U Europi se 2024. godine očekuje 300 milijuna korisnika 5G mreže, što će biti tek 17 posto globalnih korisnika 

Više logičkih mreža

Jedan od ciljeva pri kreiranju 5G standarda bio je upravo fokus na tome da 5G mreža može vrlo učinkovito podržati više različitih tipova usluga, pa čak i da se jedna 5G mreža koristi kao nekoliko odvojenih logičkih mreža. Takvim odvajanjem različite će korisničke usluge moći dobiti mrežne karakteristike kakve im trebaju, i pritom neće utjecati jedna na drugu jer će biti odvojene. Također, s 5G jedan će uređaj imati mogućnost istodobnog spajanja na više takvih logičkih mreža jer je u 5G separacija prometa predviđena u cijelom lancu od samog uređaja, mreže baznih postaja, do jezgrene mreže.

To znači da će istu infrastrukturu moći dijeliti kritične aplikacije, gdje je važna pouzdanost, usluge poput videa u realnom vremenu koje traže zajamčeni kapacitet, kao i klasični prijenos podataka. Isto tako, takva segmentacija usluga korisnicima će omogućiti i nove usluge, odnosno veći izbor na tržištu; primjerice, tamo gdje su ranije imali monopol jednog fiksnog pružatelja širokopojasnog Interneta, mobilni operater moći će alternativno ponuditi kvalitetniji ili povoljniji fiksni bežični pristup.

Podijeli:

 

Vezane objave