เทคโนโลยี 5G: เร็วกว่า 4G?

ด้วยปี 2020 ในกระจกมองหลัง เรามองไปข้างหน้าถึงปี 2021 ด้วยความหวังว่า New Normal จะเป็นถนนที่ไม่คุ้นเคยน้อยกว่า 12 เดือนที่ผ่านมา อันที่จริง เราหวังว่าสิ่งที่ไม่รู้ในอนาคตจะเป็นไปในทางบวกต่อครอบครัวและชีวิตการทำงานของเรา สำหรับพวกเราส่วนใหญ่ ความก้าวหน้าในโทรศัพท์มือถือ อินเทอร์เน็ต และเทคโนโลยียังคงเป็นไปในเชิงบวกและโดยทั่วไปแล้วยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น “buzz word” ใหม่สำหรับปี 2020 ในโลกเซลลูลาร์และ Internet of Things (IoT) คือ 5G วิวัฒนาการจาก 4G LTE นี้ไม่น่าแปลกใจ เนื่องจากเราอยู่ในโลกแห่งวิวัฒนาการของเซลลูลาร์ตั้งแต่เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่แอนะล็อกรุ่นแรกมาถึงช่วงกลางทศวรรษที่ 80 ทุกๆ 10 ปี เทคโนโลยีเซลลูล่าร์รุ่นอื่นหรือ "G" จะเกิดขึ้น มีคนมาคาดหวัง สิ่งที่ไม่เป็นที่รู้จักหรือคาดหวังคือสิ่งที่เทคโนโลยีใหม่นำมาและความหมายต่อทั้งอุตสาหกรรมและประชากร

แน่นอน ประโยชน์มากมายของเทคโนโลยีใหม่สามารถรับรู้ได้เมื่อจับคู่กับแอปพลิเคชันและกรณีการใช้งานใหม่เท่านั้น ดังนั้น คุณอาจจะมองว่า 5G การเชื่อมต่อ แล้วพูดว่า "เร็วกว่าแล้วไง" แต่มันมากกว่านั้นมาก อันที่จริงความเร็วข้อมูลโทรศัพท์มือถือของผู้บริโภคเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของภูเขาน้ำแข็ง ด้านล่างนี้คือองค์ประกอบเครือข่ายที่ซับซ้อนซึ่งออกแบบมาเพื่อสร้างการเชื่อมต่ออย่างที่ไม่เคยมีใครเห็นมาก่อน

URLLC และ mMTC

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำอีกสองประการเกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อ 5G ที่จะเสริมความเร็วและให้ความสามารถในการเปิดแอปพลิเคชันและกรณีการใช้งานที่ไม่เคยทำมาก่อน สิ่งเหล่านี้คือการสื่อสารที่มีความหน่วงต่ำเป็นพิเศษ (URLLC) และการสื่อสารประเภทเครื่องขนาดใหญ่ (mMTC) อันที่จริง ย้อนกลับไปในเดือนพฤษภาคม 2019 นิตยสาร Forbes ตีพิมพ์บทความ 5G ในหัวข้อ “ทำไม 5G ไม่ใช่แค่ 4G ที่เร็วกว่า” ในนั้น Simon Rockman อดีตผู้ร่วมให้ข้อมูลของ Forbes Consumer Tech กล่าวถึงสามปัจจัยหลักที่จะผลักดัน 5G เหนือสิ่งที่เราเคยเห็น เพื่อให้เข้าใจแนวคิดเหล่านี้อย่างเต็มที่ จำเป็นต้องมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นเบื้องหลัง มันเป็นเรื่องทางเทคนิค อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริงไม่ใช่

ใช่ 5G การเชื่อมต่อ เร็วกว่า. มันเร็วกว่ามาก เรียกว่า eMBB (บรอดแบนด์มือถือขั้นสูงหรือบรอดแบนด์มือถือขั้นสูง) นี่คือผลลัพธ์ของวิศวกรรมขั้นสูงที่หมุนรอบส่วนประกอบสามส่วน: เสาอากาศ วิทยุสถานีฐาน และซอฟต์แวร์

MIMO

ด้วยการรวมเสาอากาศที่จัดกลุ่มไว้จำนวนมากภายในอุปกรณ์ (และสถานีฐานที่เกี่ยวข้อง) เราสามารถสร้างเส้นทางการสตรีมข้อมูลได้หลายเส้นทางที่รวมกันเป็นซุปเปอร์ไฮเวย์ของข้อมูล สิ่งนี้เรียกว่า MIMO ขนาดใหญ่ (Multiple In, Multiple Out) และกำหนดขั้นตอนสำหรับปริมาณงานสูงมาก ก่อนเทคโนโลยี MIMO หากอุปกรณ์ได้รับสัญญาณมากกว่าหนึ่งสัญญาณจากทาวเวอร์ ถือว่าเป็นการรบกวน จะมีผลตรงกันข้าม (เรียกว่าการแพร่กระจายหลายเส้นทาง) และจะลดปริมาณข้อมูลลงอย่างมาก ด้วยการรวมเอาเทคโนโลยีเสาอากาศขั้นสูงและการประมวลผลสัญญาณคอมพิวเตอร์ขั้นสูง สิ่งที่เคยถูกมองว่าเป็น “สัญญาณรบกวนวิทยุ” ได้ถูกนำมาใช้เป็นตัวเร่งความเร็วเพื่อให้ความเร็ว 5G แก่เรา

กลุ่มเสาอากาศ MIMO ขนาดใหญ่เหล่านี้ประกอบกับเทคโนโลยีวิทยุขั้นสูง เช่น การแบ่งปันคลื่นความถี่ การช่วยเหลือ Wi-Fi ที่ไม่มีใบอนุญาต และซอฟต์แวร์การเข้ารหัสช่องสัญญาณเฉพาะ เพื่อให้ eMBB มีสิ่งที่ผู้ใช้ต้องการเพื่อตอบสนองความต้องการของการสตรีมวิดีโอ HD/4K, Virtual Reality (VR) บนมือถือ ชุดหูฟังและสตรีมข้อมูล IoT ที่มีปริมาณมากสำหรับกลุ่มอุตสาหกรรม เช่น การแพทย์ทางไกล สิ่งที่น่าสนใจก็คือ ส่วนประกอบที่ส่งผลต่อความเร็ว 50G LTE ที่เป็นไปได้ 100-4 เท่าก็ส่งผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งอื่น เช่น เวลาแฝง

ความแอบแฝง

เพื่อให้เห็นภาพว่าเวลาแฝงคืออะไร เราต้องเข้าใจว่ามันเกี่ยวข้องกับความเร็วอย่างไร หากเรานึกถึงความเร็วว่ารถวิ่งได้เร็วแค่ไหน เวลาแฝงจะอยู่ที่ “0-60” จะแสดงระยะเวลาที่ใช้สำหรับบิตและไบต์ที่จะมาถึงหรือความล่าช้า การลดความล่าช้า (ลดเวลาแฝง) ช่วยให้แอปพลิเคชันและเทคโนโลยีใหม่ๆ ปรากฏขึ้นอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ตัวอย่างเช่น รถยนต์ที่เป็นอิสระสามารถรับรู้สภาพแวดล้อมและทำงานได้โดยไม่ต้องอาศัยมนุษย์เข้ามาเกี่ยวข้อง เพื่อให้รถสามารถเดินทางบนถนนได้อย่างปลอดภัยพร้อมกับยานพาหนะอื่นๆ คนเดินเท้า และสัญญาณไฟจราจร จำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมรอบๆ สิ่งนี้ต้องการให้พวกเขาเชื่อมต่อในทางใดทางหนึ่งเช่นกับa เครือข่ายเซลลูลาร์.

จนกระทั่งการเชื่อมต่อ 5G มาพร้อมกับเวลาแฝงที่ต่ำมาก มีความล่าช้ามากเกินไปในเครือข่ายเซลลูลาร์สำหรับยานพาหนะเหล่านั้นที่จะตอบสนองเร็วพอที่จะสร้างสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัย ความล่าช้าใดๆ ในการโต้ตอบนี้อาจทำให้เกิดผลกระทบร้ายแรง ด้วย 5G เวลาแฝงต่ำมีบทบาทสำคัญในความสามารถของยานพาหนะในการสื่อสารกับทุกสิ่งรอบตัวอย่างรวดเร็วและให้การตอบสนองที่เหมาะสมอย่างปลอดภัย สิ่งนี้เรียกว่าการสื่อสารแบบ “ยานพาหนะสู่ทุกสิ่ง” (V2X) และจะมีส่วนสำคัญในรถยนต์ที่ขับด้วยตนเองไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงรถบรรทุกขนส่ง การขนส่งทางราง/ทางเรือ/ทางอากาศ หรือเครื่องจักรใดๆ ที่ทำงานภายในสภาพแวดล้อมของผู้อื่น

University of Bristol ได้จัดการสาธิตคุณสมบัติความหน่วงแฝงต่ำของ 5G อย่างดีเยี่ยม ชื่อ "Orchestrating the Orchestra" นักไวโอลิน Anneka Sutcliffe เล่นใน Bristol, ศาสตราจารย์ Mischa Dohler ที่เปียโนใน The Guildhall, London และนักร้อง Noa Dohler และนักไวโอลิน Rita Fernandes ที่ Digital Catapult ใน Euston London แสดงจากสถานที่ห่างไกลผ่านเครือข่าย 5G การซิงโครไนซ์นักดนตรีผ่านลิงก์เซลลูลาร์มือถือนั้นมีความต้องการสูงเป็นพิเศษ เนื่องจากหูของมนุษย์นั้นดีในการรับแม้ความล่าช้าเพียงเล็กน้อย และเมื่อพวกเขาซ้อมเพลงนี้ ไวโอลินทั้งสองก็ฟังเป็นเสียงเดียว ประสบการณ์ของผู้ชมเหมือนกับว่านักดนตรีกำลังแสดงอยู่ในสถานที่เดียวกัน 

ขนาด

ประการสุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุดของความก้าวหน้า 5G ที่ก้าวล้ำทั้งสามคือการมุ่งเน้นไปที่ขนาดใหญ่ที่เครื่องจักรเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต ความสามารถสำหรับเครือข่าย 5G เพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ IoT หลายล้านเครื่องภายในพื้นที่เล็กๆ ที่เน้นเฉพาะจุดนั้นเรียกว่า Machine Type Communications (mMTC) ขนาดใหญ่ ข้อกำหนด 5G ระบุข้อกำหนด mMTC ที่ 1 ล้านการเชื่อมต่อต่อตารางกิโลเมตร ความสามารถนี้เกินความจุของ 4G มาก และจะช่วยให้ดำเนินการ ตรวจสอบ และควบคุมอุปกรณ์เซ็นเซอร์ขนาดเล็กหลายประเภทในปริมาณมาก

ตัวอย่างที่ดีคืออุตสาหกรรมยานยนต์ที่เชื่อมต่อหุ่นยนต์ประกอบเข้ากับเซ็นเซอร์หลายตัวที่ประกอบเข้ากับซอฟต์แวร์ "การตรวจสอบสภาพ" ส่วนกลางภายในโรงงาน การตรวจสอบสภาพหมายถึงการควบคุมดูแลหุ่นยนต์เหล่านั้นและสภาพการทำงานภายใน (สถานะของโรงงาน) เพื่อป้องกันข้อบกพร่องที่ไม่ได้วางแผนไว้ การบันทึกลักษณะเงื่อนไขตลอดกระบวนการผลิตทำให้สามารถควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างต่อเนื่อง โหนดเซ็นเซอร์ไร้สายหลายร้อยโหนด (เช่น กล้อง การตรวจจับเสียง เซ็นเซอร์ระยะใกล้ เซ็นเซอร์อุณหภูมิ) ที่ฝังอยู่ในเครื่องเหล่านี้เชื่อมต่อแบบไร้สายผ่านเครือข่าย 5G หากไม่มีเครือข่ายไร้สาย เครื่องเหล่านี้จะต้องเชื่อมต่อเครือข่ายแบบใช้สายและถูกจำกัดตำแหน่งที่จะวางบนพื้นโรงงาน ซึ่งหมายความว่าสามารถเปลี่ยนการตั้งค่าการผลิตได้อย่างง่ายดายและมีการเคลื่อนย้ายหน่วยรายวันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในโรงงานสูงสุด

โดยสรุป ชัยชนะที่ชัดเจนสำหรับการเชื่อมต่อ 5G และง่ายที่สุดในการแสดงคือความเร็วในการดาวน์โหลดที่เหลือเชื่อ แต่เมื่อเราเจาะลึกลงไป เราจะเห็นว่าวิวัฒนาการนี้มีอะไรอีกมาก ในความเป็นจริง ผู้เล่นในอุตสาหกรรมที่ใช้ประโยชน์จากเครือข่ายไร้สาย 5G กำลังตระหนักถึงโอกาสที่กว้างใหญ่ (และบางส่วนที่ยังไม่ถูกค้นพบ) ที่มีอยู่มากมายเมื่อคุณรวมความเร็ว ความน่าเชื่อถือ และขนาดเข้าด้วยกันในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน

ที่มา: https://www.iotforall.com/5g-technology-faster-than-4g