Il 5G ha due gusti: banda larga mobile e IoT
La ricerca in 5G, in particolare per le future interfacce radio, deve essere vista in due aspetti ben distinti:
I casi d'uso per le applicazioni mobili riguardano bit rate molto elevati, come i terminali futuri con display 3D a risoluzione 8K o display olografici. Potrebbe essere necessario pensare a velocità di picco dei dati in funzione di onde millimetriche con frequenze portanti fino a 100 GHz per fornire un throughput di 10 Gbit / s o superiore.
Per l'Internet of Things (IoT), tra i casi d'uso studiati ci sono gli ambienti di Industry 4.0 per l'automazione futura delle fabbriche, Intelligent Traffic Systems (ITS) per veicoli autonomi, eHealth per farmaci intelligenti confezionati con moduli wireless ed energia intelligente con l'IoT come la tecnologia abilitante per la comunicazione su complesse 'Smart Grids'. In ogni caso, i requisiti sembrano molto diversi, anche se in genere ciascuno richiede solo pochi kilobit al secondo, ma con una latenza garantita di 10 ms e / o tassi di affidabilità del 99,999%.
L'IoT sarà il principale driver di traffico per l '"Internet del futuro"
Il numero di "cose" previsto per l'IoT è abbastanza ampio e varia in base alla fonte e all'anno. Cisco prevede 50 miliardi di dispositivi connessi mentre Intel sta proiettando 200 miliardi. Huawei stima che il numero sarà di 100 miliardi. In tutti i casi, il suggerimento è chiaro che questo grande numero di cose probabilmente genererà la maggior parte del traffico nella futura Internet rispetto al traffico originato da utenti umani. Possiamo presumere che i casi d'uso riguarderanno tutti i tipi di sensori e tag attivi e che i lettori per i tag passivi saranno wireless. Tali casi possono includere una gamma di dispositivi mobili interregionali come contenitori o auto per unità mobili con postazioni fisse e una gamma limitata come robot industriali o unità di produzione rotanti, o i dispositivi remoti in una griglia di trasmissione elettrica intelligente dove la connettività wireless fornisce lo stesso semplicità e flessibilità che sono vantaggiose negli ambienti di produzione. In ciascuno di questi casi, la comunicazione Machine-to-Machine (M2M) è della massima importanza.
M2M è solo una delle molte parti importanti dell'IoT
L'industria è obbligata a fornire una piattaforma di comunicazione wireless IoT che soddisfi tutti i requisiti.
I fattori critici di successo includono l'affidabilità in casi d'uso molto diversi, come alta densità del sensore, copertura dell'edificio e penetrazione, QoS garantita e comunicazioni end-to-end sicure e, non ultimo, fonti di alimentazione che si adattano al caso d'uso. Ad esempio, non è realistico né pratico cambiare frequentemente le batterie per sensori o moduli wireless durante l'uso in applicazioni di Building Technology o farmaci intelligenti. La ricerca in 5G sta lavorando sulle soluzioni esatte che offriranno queste tecnologie di connettività per reti pubbliche e private per coprire questi e altri casi d'uso. Molti di questi servizi saranno trasportati, ci aspettiamo, dalle reti di telecomunicazione e altri tramite soluzioni private. Le attività di ricerca si concentrano su entrambe le interfacce radio e sull'architettura fissa che deve essere mantenuta flessibile per le future adozioni. Software-Defined Networks (SDN) e Network Function Virtualization (NFV) abiliteranno queste offerte suddividendo le risorse di rete in "slice".
Forse il fattore più critico per determinare il successo dell'IoT sarà il costo. Partiamo dal presupposto che il costo di tutte le "cose" connesse a tutte le merci in un supermercato, oltre al costo dell'infrastruttura necessaria, debba essere tutto accessibile, specialmente come i vantaggi Business-to-Business (B2B) nella logistica e nella catena di approvvigionamento la gestione non sarà evidente al consumatore.
La catena del valore IoT include Cloud Storage e Big Data Analytics
Un altro punto cruciale per l'IoT è la "catena del valore", che, ad esempio, comprenderebbe la "Cosa" con un sensore e un modulo wireless, connettività di rete su un circuito 5G, una raccolta di dati nel cloud e, infine, la capacità di analizzare i dati, che significa analisi dei Big Data. Avere la catena del valore del lavoro end-to-end è un'area di ricerca che richiede più studio, poiché oggi è una sfida combinare dati provenienti da diverse fonti IoT che popolano diversi database in diversi formati di dati. Questo è esattamente il tipo di situazione che si verificherà negli ambienti "Smart City" in cui diverse fonti di dati non sono mai state integrate e ingrandite o separate nel tempo. Ancora più difficili sono le attività che coinvolgono timestamp con intervalli di tempo molto diversi o timestamp derivati in modo asincrono. Fortunatamente, aziende come Huawei hanno competenze in tutte le parti della catena del valore IoT e sono ben posizionate per affrontare questi tipi di problemi.
Soluzioni esemplificative per eHealth, sistemi di traffico intelligenti e industria 4.0
È difficile immaginare l'intera gamma di argomenti di ricerca senza alcuni esempi concreti. I sistemi di traffico intelligenti e le auto autonome ricevono molta attenzione. Si presume che nel traffico ad alta velocità e ad alta densità i veicoli autonomi utilizzeranno tre diverse fonti di informazione per mantenere un viaggio in autostrada sicuro: innanzitutto le telecamere ei sensori di bordo; la seconda è l'informazione dalle comunicazioni car-to-car; e in terzo luogo le informazioni dall'infrastruttura - in altre parole, i dati dal cloud trasmessi dalle stazioni di base e dai terminali lungo la strada. In combinazione, queste tre fonti ottimizzeranno la sicurezza del veicolo autonomo nella massima misura possibile.
In eHealth, i farmaci sono prescritti in determinati periodi o intervalli di tempo. In un caso di diabete, si possono immaginare penne per insulina dotate di sensori e moduli wireless che, se collegati all'IoT, hanno una gamma di possibili interazioni con il paziente, da semplici richiami al rilascio di un dosaggio raccomandato meccanicamente. Il tempo di utilizzo, l'uso effettivo e altri dati possono essere forniti in tempo reale a un monitor intelligente della salute per l'uso nel migliorare il trattamento e trarre conclusioni sulle procedure future.
Industria 4.0 è stata organizzata dal governo tedesco per essere il futuro dei sistemi di produzione manifatturiera. In questo contesto, l'IoT giocherà un ruolo cruciale insieme ad altre tecnologie chiave come Cyber Physical Systems in cui tutti i parametri di una linea di produzione, come sensori, attuatori, tag e lettori, verranno raccolti e caricati su un cloud. L'analisi di questi dati avverrà in tempo quasi reale al fine di prevedere lo stato delle apparecchiature e la conformità operativa. I modelli e le proiezioni attiveranno le attività di manutenzione predittiva. Ulteriori analisi possono rivelare inefficienze che possono essere corrette per ottenere un throughput più veloce o risparmi sui costi.
Ciascuno degli esempi precedenti si concentra sull'importanza della nostra ricerca sulle comunicazioni 5G e sull'intera catena del valore IoT. È essenziale che Huawei e altri si impegnino nella pianificazione e negli sviluppi tecnologici necessari a lungo termine, in preparazione della più ampia gamma di casi d'uso concreti. Non c'è davvero nessun altro modo in cui i nostri clienti e, a loro volta, i loro clienti riusciranno a lungo termine.
