Του ΧΡΗΣΤΟΥ Ι. ΜΠΟΥΡΑ*
Οι διαβουλεύσεις για τη μορφή και τα στοιχεία της επόμενης γενιάς κινητών δικτύων 5G ξεκίνησαν πριν ακόμα το 4G γίνει διαθέσιμο σε ευρεία κλίμακα. Βλέποντας τη μαζική αποδοχή, επέκταση και πρόοδο των υπηρεσιών μέσω ασύρματης πρόσβασης, παράγοντες της βιομηχανίας και της έρευνας γρήγορα ξεκίνησαν τον αγώνα δρόμου προς το νέο πρότυπο, επιθυμώντας να αποκτήσουν το χρονικό πλεονέκτημα ως προς τους ανταγωνιστές τους.
Τόσο ατομικά, όσο και μέσω ισχυρών συνεργασιών παγκοσμίως ξεκίνησαν οι συζητήσεις ώστε να καθορίσουν καταρχήν το πλαίσιο στο οποίο θα κινούνταν το νέο πρότυπο και τι ακριβώς θα εξυπηρετεί. Με αυτό το σκοπό, έγιναν προβλέψεις για τις μελλοντικές συνθήκες και ειδικότερα για τις μελλοντικές ανάγκες συνδεσιμότητας των χρηστών. Καθώς ο κύκλος κάθε γενιάς παραδοσιακά καλύπτει περίπου μια δεκαετία, και αφού οι πρώτες εμπορικές αξιοποιήσεις του 5G τοποθετούνται χρονικά στο 2020, το νέο σύστημα έπρεπε να σχεδιασθεί ώστε να καλύπτει επαρκώς τις ανάγκες και απαιτήσεις που θα εμφανιστούν τη δεκαετία 2020-2030. Αυτό περιλάμβανε την κάλυψη αναγκών τόσο σε επιδόσεις (όπως ταχύτητα δεδομένων, χωρητικότητα, καθυστέρηση, ενεργειακή κατανάλωση) αλλά και την κάλυψη σε επίπεδο ιδεών όπως Internet of Things (IoT) ή Διαδίκτυο των πραγμάτων.
Η κινητοποίηση αυτή κατέληξε τελικά στη συμφωνία των ερευνητών σχετικά με τους στόχους και τις άτυπες προδιαγραφές που θα έπρεπε να επιτύχει το 5G και αυτές αφορούν τη μορφή του δικτύου ως προς τις δυνατότητες που πρέπει να καλύπτει, τις επιδόσεις που πρέπει να επιτυγχάνει και κάποιες νέες ή βελτιωμένες τεχνολογίες που θα πρέπει να ενσωματώνει.
Ο γενικός στόχος του 5G είναι να παρέχει πανταχού συνδεσιμότητα για κάθε είδους συσκευή που μπορεί να επωφεληθεί με το να είναι συνδεδεμένες και για κάθε είδους εφαρμογή. Τα δίκτυα 5G δεν θα βασίζονται πιθανότατα σε μία συγκεκριμένη τεχνολογία πρόσβασης, αντίθετα θα είναι μια βεντάλια τρόπων πρόσβασης που θα προσαρμόζεται ανάλογα με τις απαιτήσεις των χρηστών και των συσκευών γενικότερα. Αυτό θα επιτρέψει στο 5G να παρέχει ασύρματη συνδεσιμότητα για ένα ευρύ φάσμα νέων εφαρμογών και για πολλαπλές περιπτώσεις χρήσης, όπως σε συσκευές στα σπίτια, σε οχήματα, σε υπηρεσίες ασφάλειας και ιατρικής, και σε βιομηχανικές εφαρμογές. Θα παρέχει υπερ-υψηλές ταχύτητες πρόσβασης επιδιώκοντας εξαιρετική κάλυψη και ομοιόμορφη συνδεσιμότητα, ενώ θα επιτρέπει επικοινωνία μεταξύ συσκευών και μεταξύ μηχανών. Ταυτόχρονα, θα προσαρμόζεται σε περιπτώσεις όπου απαιτείται χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και κριτικής σημασίας συνδεσιμότητα ώστε να αξιοποιείται σε ευαίσθητες εφαρμογές όπως τη σήμανση των δρόμων και άλλες βιομηχανικές χρήσεις. Αυτή η έκταση της διείσδυσης δείχνει πως το 5G θα αποτελέσει ζωτικής σημασίας παράγοντα για την επιτάχυνση της ανάπτυξης του Διαδικτύου των Πραγμάτων.
Τα παραπάνω βέβαια μεταφράζονται σε ραγδαία αύξηση της κίνησης και της ζήτησης για συνδεσιμότητα μεγάλου εύρους ζώνης που το νέο σύστημα θα πρέπει να καλύψει. Θα πρέπει να υποστηρίζει επίσης μαζικό αριθμό ταυτόχρονα συνδεδεμένων συσκευών και να ανταποκρίνεται σε κρίσιμες εφαρμογές αξιόπιστα και με χαμηλή καθυστέρηση. Υπό αυτό το πρίσμα, οι απαιτήσεις για το νέο σύστημα σε σχέση με τα σημερινά υπάρχοντα συστήματα εκτινάσσονται και το άλμα στις επιδόσεις πρέπει να τις αντανακλά. Συνοπτικά κάποιες μετρικές που το 5G πρέπει να καλύπτει είναι:
- 1000 φορές υψηλότερη χωρητικότητα: Εκτιμήσεις τοποθετούν τον αριθμό των συνδεδεμένων χρηστών σε 7 δις και τον αριθμό των συνδεδεμένων συσκευών σε 7 τρις στο άμεσο μέλλον
- 10-100 φορές υψηλότερη ρυθμαπόδοση. Αναμένεται ότι θα φτάνει σε ταχύτητες έως και 10Gbps σε εσωτερικές συνθήκες, 100Mbps-1 Gbps σε αστικές συνθήκες και τουλάχιστον 10Mbps σε απομακρυσμένες περιοχές
- 5 φορές μικρότερη καθυστέρηση, αξιοπιστία και διαθεσιμότητα
- 90% μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης
- 10 φορές μεγαλύτερη διάρκεια μπαταρίας για τις συσκευές χαμηλής ισχύος
Πρέπει να αναφερθεί πως η ύπαρξη δικτύων 5G θα επιδράσει σημαντικά στην εκπαίδευση, στην έρευνα, στο πολιτισμό, στις υπηρεσίες προς τους πολίτες, στη διασκέδαση κλπ. Σημαντικό είναι επίσης είναι να τονισθεί ότι ένας δείκτης που λαμβάνουν σημαντικά υπόψη τους οι επενδυτές είναι η ύπαρξη στη περιοχή που θα γίνει η επένδυση ευρυζωνικών δικτύων. Ένα τέτοιο ευρυζωνικό δίκτυο είναι το 5G.
* Ο Χ. Ι. Μπούρας είναι Καθηγητής του Τμήματος Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής και Αναπληρωτής Πρυτάνεως Οικονομικών, Προγραμματισμού και Εκτέλεσης Έργων στο Πανεπιστήμιο Πατρών
