Mobil aloqaning istiqbolli texnologiyalari

“SIMSIZ TARMOQLAR”
Ma'ruzachi: S.A.Norqobilov
11-Ma'ruza
Mavzu: 5G harakatdagi sotali aloqa tizimlari standartlari
2

Mobil aloqaning istiqbolli texnologiyalari

Zamonaviy mobil aloqa tarmoqlarini rivojlantirishda kelajakda ma'lumotlarni olish, uni amalga oshirilishi, xizmatlarni koʻrsatilishi esa kechikishlarsiz va uzilmasligiga intilish kerak. Ulanadigan qurilmalar soni keskin ortib bormoqda. Umumiy an'ana shundan iboratki, yakunda hamma narsa ulanadi, bunda tarmoqqa ulanishdan svetoforlar, maishiy texnikadan boshlab avtomobillar, tibbiyot qurilmalari va elektr ta'minoti tizimlarigacha qurilmalar yutishi mumkin. Bu insonlar, biznes va jamiyat uchun cheklanmagan imkoniyatlar ochadi.
Bunday qurilmalarning tarqalishi butun dunyo boʻyicha tarmoqlarda trafikning eksponensial ortishiga olib keldi va natijada yaqin kelajakda qurilgan 3G va 4G mobil tarmoqlarning imkoniyatlari etarli boʻlmay qoladi. Muammodan chiqish yoʻli bitta, hozirning oʻzida beshinchi avlod tarmoqlarini qurish konsepsiyasini ishlab chiqish va tasdiqlash kerak.
5G standarti bu individual foydalanuvchilar va qurilmalar uchun tarmoqqa cheklanmagan ulanishni ta'minlaydigan mobil texnologiyalarni rivojlanishining yangi bosqichi hisoblanadi. 5G standartini ishlab chiqishda, ravshanki, LTE va HSPA texnologiyalarining takomillashtirilgan imkoniyatlarini, shuningdek aniq bir vazifalarni echishga moʻljallangan boshqa radioulanish texnologiyalarini hisobga olish zarur boʻladi.
5Gning imkoniyatlari mobillik va yangi texnologiyalarga boʻlinadi. Koʻplab tahlilchilarning fikricha, mobillik yangi dunyoning katalizatori boʻladi. Biznes-landshaftni oʻzgartiradigan vositalarini muhokama qilish bilan “kuchlarning tutashib ketishi” atamasini ishlatish taklif qilinadi, bunda hozirda mavjud boʻlgan toʻrtta asosiy texnik trendlar – ijtimoiy oʻzaro ta'sirlashish, mobil texnologiyalar, bulutlar va ma'lumotlarga ulanishning konvergensiyalanishi koʻzda tutiladi. Bunda bulut orqali real vaqtda olinadigan yangi ma'lumotlar hajmlari vujudga keladi. Bunday almashinuvni ta'minlash uchun mos tarmoq zarur boʻladi.
Texnologiya nuqtai nazaridan, 5G bu barcha yangi imkoniyatlarni ishlatilishining bogʻlanishini ta'minlaydi. Bunday tarmoq tuzilmaining alohida fragmentlarini birlashtirish uchun 5G jarayonlarni boshqaradigan insonlarga bogʻliq boʻlmagan holda zarur tarmoq bogʻlanishlarini ta'minlashi kerak. Shunday qilib, 5G dunyodagi insonlar, jarayonlar, ma'lumotlar va ob'ektlarni keng qamrab oladigan Internetga birlashtirishda asosiy omil boʻlib qoladi.
NSN taxminlariga koʻra, 5G tarmoqlari 2010 yidagiga taqqoslaganda 2030 yilgacha tarfikning 10000-karrali ortishi bilan ishlashi kerak. Bu davrda kutiladiki, “aqlli” shaharlar, uylar va energiya tarmoqlaridagi ulangan qurilmalrning soni foydalanuvchilar qurilmalari sonidan 10 dan 100 marttaga ortiq boʻladi. Yakuniy hisobda turli xil servislar, foydalanish koʻrinishlari va talablarini ta'minlashi zarur boʻladigan taxminan 50 milliard qurilmalar paydo boʻladi.
Umuman olganda hisoblash mumkinki, 5G standarti maishiy asboblardan boshlab sanoat korxonalarigacha keng qoʻllanilish sohalari dipazoni muammolarini echish va turli talablar uchun moʻljallangan texnologiyalar integrasiyalangan toʻplami hisoblanadi. 5G tavsiflaridan biri tasdiqlaydiki, bu mavjud oldingi avlodlar texnologiyalarining oʻrnini bosadigan emas, balki toʻldiradigan organik integrasiyalangan radioulanish texnologiyalari toʻplami hisoblanadi. Binobarin, ular aniq bir koʻrinishlar va ma'lum maqsadlar uchun yangi echimlar bilan toʻldiriladi.
Mobil tarmoqlarning arxitekturasi 5G standartga oʻtish bilan toʻliq oʻzgaradi, binobarin, “sotali aloqa” tushunchasi yoʻqoladi, chunki mobil tarmoqlarning tuzilmasi sotali boʻlmay qoladi. Yangi tarmoq oʻta zich, masshtablanadigan
(koʻlamlashtiriladigan) servislarni istalgan vaqtda har qanday joyda ta'minlaydiga oʻta zich boʻladi.
Ma'lumki, zamonaviy mobil aloqa tarmoqlari sotalarni, ya'ni qamrab olish zonalarini shakllantiradigan bazaviy stansiyalardan tashkil topgan. Bir-birlari bilan yonma-yon turadigan bazaviy stansiyalar tarmoqning qamrab olish zonasini shakllantiradi. Mobil tarmoqlarda yacheykalardan tashkil topgan 5G arxitekturasi qurilmalardan tashkil topgan arxitekturaga almashtiriladi. Tarmoq arxitekturasining markaziy elementlari bazaviy stansiyalar oʻrniga bir-birlari bilan toʻgʻri ulanadigan mobil qurilmalar va serverlar boʻladi. Bunday tizimda qurilma (mashina yoki inson) turli jinsli kommunikasion tugunlar orqali koʻp sonli ma'lumotlar oqimlari bilan almashishi mumkin boʻladi.
Ishlab chiquvchilar 5G tarmoqlardagi qurilmalar bir necha chastotalar diapazonlarida bitta tarmoqni ma'lumotlarni olish, boshqasini esa ma'lumotlarni uzatish uchun foydalanish bilan parallel ishlay olishi mumkinligini koʻzda tutishmoqda. Yakunda mobil tarmoq uning ishlash zonasida boʻlgan har bir mobil qurilmalarning soʻrovlaridan kelib chiqish bilan “qayta sozlanadi”.
Oʻtkazish qobiliyatini oshirilishini ta'minlaydigan bir necha antennalar yordamida bir vaqtda ma'lumotlarni uzatilishi va qabul qilinishini tashkil etadigan MIMO texnologiyasi, tadqiqotchilarning koʻzda tutishlari boʻyicha tez tarqala boshlaydi. Bu oʻz navbatida, baland binolar tomlariga oʻrnatiladigan antennalar tizimlarining oʻlchamlari ortishiga olib keladi.
5G@Europe sammitida Evropa qoʻmitasi 5G Public-Private Partnership Association (5GPPP) uyushmasini shakllantirdi. Uning asosiy vazifasi keyingi avlod sotali aloqa standartlari ustida ishlarni tezlashtirish hisoblanadi. 5G-servislarni ishga tushirishga tayyorgarlik ishlari 2015 yilda boshlandi, keng koʻlamdagi testlashni esa 2017 yilda tashkil etish rejalashtirilmoqda. Toʻldirish kerakki, 5GPPP uyushmasi taxminan 35 ta ishtirokchilarga ega, ular orasida Alcatel-Lucent, CEA-LETI, Deutsche Telekom, Ericsson, Huawei, NEC, Nokia Solutions and Networks, Sequans va Telefonica bor.
Bu rejalarni amalga oshirish uchun 5GPPP uyushmasi 11.01.2012 yildan boshlab METIS (Mobile and wireless communications enablers for the twenty-twenty information society – 2020 yil axborot jamiyati uchun mobil va simsiz aloqa eneyblerlari) loyihasi ustida ishlarni boshladi. METIS loyihasining maqsadi quyidagilarni ta'minlay olishi kerak boʻladigan tizimning konseptini loyihalashtirish hisoblanadi:

• 
  ma'lumotlar mobil trafigini maydon birligiga 1000 marttaga katta hajmi;
  
• 
  ulangan qurilmalarning 10 – 100 marttaga ortiq soni; ● foydalanuvchilarga mumkin blgan 10-100 martta ortiq
  

yuqoriroq ma'lumotlarni uzatish tezligi;

• 
  zaryadlanmasdan kichik quvvatli multimedia
  

qurilmalarining 10 marttadan ortiq ishlash davomiyligi; ● ulanishni kechikishining 5-karrali qisqarishi.
Qoʻyilgan maqsadalarni amalga oshirilishi uchun quyidagi texnik masalalar hal etilishi kerak:

• 
  loyihaning ma'qul narxi va tarqaladigan quvvat darajasi saqlanganida sigʻimni doimo kengaytirishga imkon berishi mumkin boʻladigan samaradorlikka erishish;
  
• 
  trafikning hajmiga (past yoki yuqori) bogʻliq boʻlmagan holda talablarning keng toʻplamiga javob
  

beradigan masshtablanuvchanlik;

• 
  turli talablar (masalan, mumkinlikka, mobillikka, xizmatlar sifatiga), shuningdek turli foydalanish koʻrinishlarini bajarilishi maqsadalarida tez moslashuvchanlik va har tomonlilik.
  

Loyihaning ishlab chiqilishi natijalari quyidagi uchta guruhdagi masaallarni echilishidan kutilmoqda:

1. 
   "5G" uchun konsepsiya va texnologik echim, aynan:
   
   • 
     boʻlajak xizmatlarni koʻrsatish uchun zaraur boʻladigan turli talablarni bajarish;
     
   • 
     turli qurilmalarni ulanish imkoniyati; ● trafik ming marttalik ortishini ta'minlash.
     
2. 
   Konsensus va global strategiya:
   
   • 
     kelajak aloqa tizimlari sohasida etakchilikni ta'minlash;
     
   • 
     global konsensusni oldindan ishlab chiqish.
     
3. 
   Quyidagilarga imkon beradigan noyob ekspertiza:
   
   • 
     loyihaning boshlangʻich bosqichlarida fundamental tadqiqotlarni oʻtkazish;
     
   • 
     LTE-Ani revolyusion oʻzgartirish kerak boʻlishini yoki LTE-Ani evolyusion oʻzgartirish doirasida 4Gdan 5Gga oʻtish mumkin boʻlishini aniqlash.
     

Loyihaning grafik rejasi boʻyicha 2015 yilgacha yangi paradigmalar, fundamental asoslar, tizimni konsepti ishlab chiqilishi,
2015 yildan 2018 yilgacha tizimni optimallashtirish, standartlashtirish, masalalarini hal etilishi, bir vaqtda paradigmalarni aniqlashtirish-rivojlantirish bilan sinovlarni oʻtkazilishi taklif etiladi. 2018-2020 yillarning oʻzida tarmoqlarni qurish va dala sinovlarini oʻtkazish kerak boʻladi.
5GIC loyihasi 2012 yilning oktyabridan UKRPIF (UK Research Partnership Investment Fund) fondi Surreya Universitetiga 11,6 million funtni davlat vossitalarini 5Gni tadqiq qilish boʻyicha ajratishidan boshlandi. Fondning urinishlarini loyihaga yana 24 million funtni investisiyalagan ishlab chiqaruvchi kompaniyalar Huawei, Samsung Telefonica Europe, Fujitsu Laboratories of Europe, Rohde & Schwarz va AIRCOM International) qoʻllab-quvvatladi.
Surreya Universiteti Buyuk Britaniya universitetlari reytingida sakkizinchi va davlatning telekommunikasion universitetlari ichida ikkinchi oʻrinda hisoblanadi. 5G konsepsiyasini ishlab chiqish bilan universitetda 15 yildan beri mavjud boʻlgan aloqa tizimlari boʻyicha tadqiqotlar markazi (Centre for Communication Systems Research,
CCSR) shugʻullanadi. Bu Evropadagi axborot va telekommunikasion texnologiyalar sohasidagi eng yirik tadqiqotlar guruhi hisoblanadi. Markaz eng katta moliyalashtirishni EIdan FP6/7 dasturi doirasida oladi. CCSRda 5G boʻyicha innovasion markaz (5GIC) yaratildi, u universitetening olimlari va talabalarini jalb etish bilan 5G konsepsiyasini ishlab chiqish bilan shugʻullanadi.
5GIC loyihasi 5G konsepsiyasini quyidagi uchta yoʻnalishlar boʻyicha rivojalantirishini koʻzda tutadi:

• 
  ma'lumotlarni uzatish tezligini sotaga 10 Gbit/cgacha oshirish. Shunday qilib, foydalanuvchilarga oʻrtacha 200Mbit/c ma'lumotlarni uzatish tezligi mumkin boʻladi;
  
• 
  oʻta yuqori chastotalar (OʻYuCh) diapazoni radiochastotalar spektridan (RChS) foydalanish, bu ultraqisqa chastotalar (UQT) diapazonida spektrning etishmasligi va doimo ortib boradigan oʻtkazish qobiliyatiga ehtiyojlar bilan asoslanadi;
  
• 
  juda katta kichik sotalar soni ta'minlashga operasion harajatlarni qisqartirish uchun tarmoqning energiya samaradorligini oshirish.