ارتباط میان شهرهوشمند و اینترنت5G

امروزه با پیشرفت تکنولوژی و ماهواره‌های جدیدارسال شده به خارج از جو زمین صحبت از اینترنت 5G در میان است. اما ارتباط شهرهوشمند و اینترنت5G چگونه است؟ آیا اینترنت5G تاثیری در هوشمندسازی شهرها دارد ؟

کمیسیون اروپا شهر هوشمند را به عنوان «مکانی تعریف می‌کند که در آن شبکه‌ها و خدمات سنتی با استفاده از فناوری‌های دیجیتال و مخابراتی به نفع ساکنان و مشاغل آن کارآمدتر می‌شوند». انتشار و در دسترس بودن فناوری های جدید برای تبدیل یک شهر به یک شهر هوشمند، کمک به دستیابی به سطح بالایی از توسعه پایدار شهری و بهبود کیفیت زندگی برای شهروندان آن ضروری است.

شهر هوشمند چیست؟

شهرهای هوشمند از اینترنت اشیا (IoT) برای جمع‌آوری داده‌های بلادرنگ استفاده می‌کنند تا درک بهتری از نحوه تغییر الگوهای تقاضا داشته باشند و با راه‌حل‌های سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر پاسخ دهند.شهرهای هوشمند از اینترنت اشیا (IoT) برای جمع‌آوری داده‌های بلادرنگ استفاده می‌کنند تا درک بهتری از نحوه تغییر الگوهای تقاضا داشته باشند و با راه‌حل‌های سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر پاسخ دهند.

به طور کلی، اکوسیستم های شهری دیجیتال برای اجرا بر روی چارچوب های ICT طراحی شده اند که چندین شبکه اختصاصی از دستگاه های تلفن همراه، حسگرها، خودروهای متصل، لوازم خانگی، دروازه های ارتباطی و مراکز داده را به هم متصل می کند. تا سال 2025، روند IoT نشان می دهد که تعداد دستگاه های متصل در سراسر جهان به 75 میلیارد خواهد رسید.

تعداد فزاینده اشیایی که به هم متصل می شوند حجم بی سابقه ای از داده ها را تولید می کند که شهر می‌تواند به صورت محلی تجزیه و تحلیل کند تا تصمیمات آگاهانه تری در مورد اینکه چه تغییرات یا پروژه های جدیدی بیشترین سود را برای ساکنین دارد. اصطلاح “IoT عظیم” توصیف مناسبی از تعداد بسیار زیاد حسگرها و دستگاه های اینترنت اشیا است که با یکدیگر در ارتباط خواهند بود.

برای دستیابی به چشم‌اندازی که در آن میلیون‌ها دستگاه متصل هستند، استاندارد اینترنت اشیا باید هم مقیاس‌پذیری و هم تطبیق پذیری را تضمین کند، ظرفیت کافی و کارایی شبکه را برای اتصال میلیون‌ها دستگاه ارائه دهد و در عین حال ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند عمر باتری طولانی‌تر و منطقه تحت پوشش وسیع‌تر را ارائه دهد. برای تسهیل گسترش موارد استفاده جدید.

اینترنت5G زیرساخت مورد نیاز برای شهرهای هوشمند

شبکه 4G موجود در درجه اول برای بهبود خدمات داده تلفن همراه طراحی شده است، با این حال هنوز از محدودیت های متعددی رنج می‌برد. این محدودیت ها شامل پشتیبانی ضعیف برای اتصالات همزمان، مصرف انرژی بالا ، نبودن زیرساخت مناسب برای سیتم‌های هوشمند و قیمت بسیار بالا برای هر بیت است. انتظار می رود که 5G با پرداختن به این مسائل و غلبه بر آن، پتانسیل اینترنت اشیا را باز کند و نیروی محرکه ای برای شهر هوشمند باشد.

تاثیر تراکم دستگاه بر شهرهای هوشمندفناوری 5G دارای تعدادی ویژگی است که تأثیر مثبتی بر تجربیات دیجیتال و شهرهای هوشمند خواهد داشت. علاوه بر سرعت بالاتر برای آپلود و دانلود داده ها، زمان تأخیر بسیار کوتاه و توانایی اتصال چندین دستگاه را به طور همزمان تضمین می کند.تأخیر کمتر به معنای فشرده سازی زمان بین ارسال و دریافت سیگنال است.

5G محدوده را حداقل به کمتر از 10 میلی ثانیه می رساند (یعنی نیمی از پیشرفته ترین 4G می تواند به دست آورد) و در بهترین موارد حدود 1 میلی ثانیه تاخیر دارد، به این معنی که داده ها در زمان واقعی منتقل می شوند.علاوه بر این، با شبکه های جدید، سرعت و تاخیر حتی با ده ها هزار دستگاه متصل بدتر نمی شود. بنابراین 5G تراکم دستگاه بیشتری را ارائه می دهد.ترکیبی از تراکم بالا و تاخیر کم، شهرهای ما را عمیقا متحول خواهد کرد.

امروزه، در مکان‌های شلوغ تعطیلات یا در استادیوم‌ها، گاهی اوقات ارتباط می‌تواند بدتر شود. با 5G دیگر اینگونه نخواهد بود: امکان داشتن تعداد زیادی (تا یک میلیون) اتصال به طور همزمان برای هر کیلومتر مربع وجود خواهد داشت.این بدان معناست که علاوه بر دستگاه‌های شخصی مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، اسپیکرهای هوشمند و رایانه‌های شخصی، بسیاری از دستگاه‌ها، اشیاء و حسگرها نیز قادر به ضبط اطلاعات و گفتگو با یکدیگر خواهند بود.

تمرکز بر روی سادگی بسیار زیاد، مصرف کم انرژی برای اطمینان از زمان عملیات طولانی تر و پوشش فراگیر برای رسیدن به مکان های چالش برانگیز، و همچنین افزایش تراکم اتصال خواهد بود تا شبکه ها بتوانند تعداد زیادی از دستگاه های مستقر برای برنامه های IoT را مدیریت کنند. بنابراین، 5G اساساً یکی از کنترل­گرهای توسعه اینترنت اشیا را از بین می برد، که بنابراین می تواند پتانسیل خود را نه تنها در محیط خانه، بلکه در کارخانه های صنعتی، ساختمان های عمومی یا خیابان ها بیان کند.سیر تکامل اینترنت اشیا عظیم3GPP اصطلاح “ارتباطات نوع ماشین” (MTC) را برای نشان دادن منطقه وسیع ارتباط بی سیم با حسگرها، محرک ها، اشیاء فیزیکی و سایر دستگاه هایی که مستقیماً توسط انسان کار نمی کنند، به کار برد.

علاوه بر این، MTC بر اساس دو چالش اصلی متمایز شده است: “ارتباطات نوع ماشین عظیم” (mMTC) و “ارتباطات نوع ماشین فوق العاده قابل اعتماد” (uMTC). همانطور که از نام آن پیداست، mMTC در مورد ارائه اتصال مقیاس پذیر برای تعداد فزاینده ای از دستگاه ها، تمرکز بر پوشش منطقه وسیع و نفوذ عمیق در داخل ساختمان است.

یک مثال معمولی مجموعه ای از اندازه گیری ها از تعداد زیادی سنسور کم مصرف، مانند اندازه گیری هوشمند است. از سوی دیگر، uMTC در مورد ارائه پیوندهای بی سیم کافی برای خدمات شبکه با الزامات نسبتاً سختگیرانه در دسترس بودن، تأخیر و قابلیت اطمینان است. دو مثال مهم ارتباطات وسیله نقلیه به همه چیز (V2X) و کاربردهای کنترل صنعتی است.

بدنه استاندارد 3GPP تعدادی پیشرفت در معماری شبکه 5G و مشخصات NR (رادیو جدید) ایجاد کرده است تا پشتیبانی از دستگاه های IoT مورد استفاده مصرف کنندگان و شرکت ها را بهبود بخشد و همچنین ویژگی های جدیدی را برای فعال کردن موارد استفاده گسترده تر اضافه کرده است.

چالش‌های اینترنت5G:

دو چالش کلیدی که باید مورد توجه قرار گیرد عبارتند از: اتصال مقرون به صرفه تعداد زیادی دستگاه در یک منطقه وسیع و مدیریت کارآمد این دستگاه ها در طول چرخه عمر کامل آنها.IoT ،بخشی از موج اولیه شبکه های 5G نیست و در عوض در نسخه 16 گنجانده خواهد شد. با فرض اینکه این در ژوئن 2020 منتشر شود، برنامه های کاربردی عظیم اینترنت اشیا بسته به توسعه و انتشار ماژول های پشتیبانی می توانند تا اواخر سال 2020 یا 2021 معرفی شوند.

تا زمانی که ماژول‌های 5G برای IoT عظیم وارد بازار شوند، استاندارد اینترنت اشیاء باند باریک 4G (NB-IoT) و LTE برای ارتباطات نوع ماشین (LTE-M) پیشرفته‌ترین استانداردها برای کاربردهای گسترده اینترنت اشیا خواهند بود.از آنجایی که موارد استفاده از اینترنت اشیا شامل سنسورها و دستگاه‌هایی با چرخه عمر طولانی است، اطمینان از انتقال روان به 5G و ثبات در انتخاب‌های تکنولوژیکی مهم است.

کیفیت زندگی در شهرهای هوشمند:

راه حل های دیجیتال برای آینده ای قابل زندگی ترشهر هوشمند از راه‌حل‌های دیجیتال، فناوری و داده‌ها برای بهبود چشمگیر چندین شاخص کلیدی کیفیت زندگی استفاده می‌کند. این منجر به بهبود ترافیک و زمان رفت و آمد، تسریع زمان واکنش اضطراری، کاهش هزینه های مراقبت های بهداشتی، کاهش مصرف آب، زباله های بازیافت نشده و انتشارات مضر و در نهایت پتانسیل صرفه جویی عظیم می شود. این فرصت های تجاری جدیدی را برای شرکت های ارائه دهنده خدمات و برنامه های کاربردی برای مدیریت اکوسیستم های پیچیده اینترنت اشیا و تبدیل داده ها به بینش های هوشمند ارائه می دهد.

چندین ابتکار در سطح اروپایی، ملی و منطقه‌ای به رفع چالش‌های مرتبط با شهر کمک می‌کند. اتحادیه اروپا برنامه Horizon 2020 و استراتژی بازار واحد دیجیتال را آغاز کرد. تخصص REPLYReply تجربه گسترده ای در حوزه IoT دارد و در تعدادی از فعالیت های تحقیقاتی و همچنین در پیشنهادات فنی و تجاری برای بافت شهر هوشمند مشارکت دارد. به عنوان مثال، یک اتاق کنترل داده‌ها که امکان نمایش داده‌ها، همبستگی، فیلتر کردن و تجسم را فراهم می‌کند و به یک داشبورد چند نمایشه چند اپراتور برای دسترسی و مدیریت آنها می‌دهد.

به عنوان یک ادغام‌کننده سیستم بسیار نوآورانه، می‌توانیم پذیرش فناوری 5G را با تجربه آن در ابتدا با شرکای Telco تسهیل کنیم.همچنین در چندین پروژه تحقیقاتی شرکت می کند و به موارد مختلف استفاده از شهر هوشمند کمک می کند.تمام این مثال‌ها شامل استفاده از تعدادی حسگر هوشمند، محرک‌ها و انواع دیگر اشیاء است. نشان‌دهنده‌های اثبات مفهومی روی 4G یا Wi-Fi به کار گرفته شده‌اند تا امکان‌سنجی راه‌حل را در مقیاس کوچک نشان دهند. پذیرش 5G باعث افزایش عملکرد مورد نیاز برای ادغام تعداد زیادی از دستگاه ها به روشی مقرون به صرفه و حرکت از تحقیقات به خدمات تجاری می شود.

بیشتر بخوانید :