Для того, чтобы появилось будущее поколение сети, необходимо продвинуться в современной сетевой сфере, рассматривая, что ждет в нас в будущем, формируя кластер сетей путем объединения различных вещей, услуг, людей и различных архитектур, что относится к Интернету вещей (IoT), (IoS), (IoP) и (IoE следующего поколения) как основной технологии связи.
Для реализации этой реальности необходима мощная и надежная сеть с неограниченными возможностями подключения, называемая пятым поколением (5G) системы связи. Сеть связи этого поколения обеспечит неограниченную передачу данных с большим количеством активных подключений, а также новые типы мобильных устройств, датчиков, исполнительных устройств, роботов, транспортных средств.
Хотя это так называемое поколение обеспечит пропускную способность сети в 1000 раз, оно не устранит все проблемы следующего поколения технологий, такие как быстрое подключение с низкой скоростью передачи данных датчиков Интернета вещей (IoT) и высоким разрешением для загрузки игр или фильмов, которые возникнут и, после 5G или Just 6G, что является следующей целью исследований.
Для этого многократного подключения входов и выходов (MIMO), а также для того, чтобы пользователи могли существовать с использованием одного и того же времени и частоты, необходимо наличие неортогонального многократного доступа NOMA. Это подключение потребует массивного хранилища для легкого хранения и извлечения поступающей и будущей информации, создаваемой этим кластером устройств.
Потребность в IoT для подключения каждого объекта и человека является одной из двух вещей, которые делают развитие системы связи следующего поколения 5G, чтобы обеспечить успешное подключение различных устройств, таких как умные дома, умные города и мобильные устройства в пригородных и сельских районах. Эта связь сохранится независимо от местоположения и времени, что облегчит общение людей и машин, в течение очень длительного времени, скажем 10-15 лет без замены батареи.
Одна из предложенных платформ для совместной работы - это внедрение трех слоев, которые есть:
- Уровень восприятия,
- Транспортный уровень
- Уровень приложений.
Каждый слой играет свою роль, как описано ниже:
- - Уровень восприятия: это уровень восприятия, на котором устройства чувствуют физическую среду, собирают данные в режиме реального времени и реконструируют общее восприятие данных в виртуальном мире. Некоторые из технологий идентификации физических объектов и измерения физических параметров
- - Радиочастотная идентификация (RFID) и датчики. В то время как для сбора данных используются стандарты IEEE 802.15.4 и Bluetooth.
- - Транспортный слой: Здесь происходит транспортировка собранных данных к приложениям и различным внешним серверам. Для доступа к сети через шлюзы и гетерогенные технологии, такие как проводные, беспроводные и спутниковые, а также для адресации и/или маршрутизации.
- - Уровень приложений: Здесь осуществляется обработка и анализ информационных потоков, отправка данных в приложения и службы, обеспечение обратной связи для управления приложениями. Также он отвечает за критически важные функции, такие как обнаружение устройств, управление, фильтрация данных и использование/распространение информации.
Преимущества Интернета вещей
Развитие Интернета вещей, нацеленного на сбор сенсорных данных, принесет много пользы для нашей современной жизни от агропромышленности и окружающей среды, таких как атмосферные условия и биомасса растений и животных.
В двух словах, он может дать производителю/потребителю подробную информацию о продукте, от его происхождения до свойств. Он также может использоваться для составления плотных карт загрязнения воздуха и воды в режиме реального времени, а также для хранения экологических записей, хотя в этом заключается основная необходимость для распределенного облака.
Подключение таких разнородных устройств в IoT является одним из перспективных преимуществ IoT, поскольку исследователи уже делают свою работу для решения подобных проблем.
Первая известная экспериментальная платформа по интеграции разнородных устройств была проведена в центре технологий электронных коммуникаций Каталонии с целью интеграции беспроводных/оптических сетей, распределенного облака и IoT и для IoT устройств.
Три характеристики Интернета вещей:
- Всеобъемлющее Восприятие
- Надежная Передача
- Интеллектуальная Обработка.
- Всестороннее восприятие: Основой для идентификации и распознавания объектов является общий шаг в реализации восприятия. Использование радиочастотной идентификации (RFID), датчиков и штрих-кодов для получения информации в любое время в любом месте открывает новые возможности.
- Надежная передача: благодаря массивному соединению различных доступных сетей, информация может быть доступна в любое время в любом месте, включая проводные и беспроводные технологии передачи, коммутацию, сетевые технологии и технологии шлюзов. Она также создает взаимодействие между физическим миром, виртуальным миром, цифровым миром и обществом. Например, связь машина-машина (M2M), человек-машина (H2M) и мобильная связь машина-машина (Mo2M).
- Интеллектуальная обработка: С помощью распределенных облачных вычислений IoT может мгновенно обрабатывать миллиарды данных, собирая данные IoT в базы данных, используя различные интеллектуальные вычислительные технологии.
- Таким образом, технология распределенных облачных вычислений станет промоутером IoT.
Также обобщены следующие области применения Интернета вещей
- Система IoT будет собирать информацию о местоположении терминалов и конечных узлов, а затем предоставлять услуги на основе собранной информации, такой как отслеживание мобильных активов, управление автопарком и информационная система управления транспортом.
- Датчики окружающей среды: Системы Интернета вещей могут собирать любые физические или химические параметры окружающей среды и технологическую информацию, собираемую с помощью терминалов Интернета вещей, включая обнаружение окружающей среды и дистанционное медицинское наблюдение.
- Дистанционное управление: Системы Интернета вещей могут дистанционно управлять терминалами Интернета вещей, используя собранную информацию и команды приложений, такие как Управление приборами и аварийное восстановление
- Специальная работа в сети: Системы IoT могут работать в самоорганизующейся сети и взаимодействовать с уровнем обслуживания для предоставления сопутствующих услуг, например, в транспортной сети.
- Безопасная связь: Системы IoT могут создать безопасный канал передачи данных между приложением и терминалами IoT на основе сервисных требований. На практике приложения Интернета вещей могут состоять из различных типов возможностей и основываться на сервисных требованиях, как показано в таблице ниже:
Базовая концепция сети связи 5G Начиная с первого поколения системы связи 1G, получившей название 1G, появившейся в 1980-х годах, которая предоставляет голосовое информирование в качестве услуги и использует аналоговый радиосигнал с частотой 150 МГц, и метод многократного доступа с делением частоты (FDMA), с низкой емкостью, ненадежной передачей, плохой голосовой связью и отсутствием безопасности.
Затем появилось второе поколение системы связи, получившее название 2G, которая объединяет голосовые и текстовые сообщения в качестве услуги и использует технику множественного доступа с временным разделением (TDMA).
Затем третье поколение 3G системы связи, которое приходит примерно в 1999 году, интегрирует мобильную связь и интернет, увеличивает пропускную способность и снижает стоимость ресурсов, затем 3.5G системы связи, которая была внедрена в 2001 году, предоставляет голосовые, текстовые и широкополосные данные в качестве услуги и использует метод многократного доступа CDMA с кодовым делением.
Затем четвертое поколение 4G коммуникационной системы, которая была представлена в 2010 году, что дает высокую пропускную способность мультимедиа в качестве услуги и более быстрый широкополосный интернет с низкой задержкой и использует ортогональное разделение частот методом множественного доступа OFDMA.
И пятое поколение системы мобильной связи, которая дает беспроводной всемирной паутине, хотя нет специальной технологии мультиплексирования, что 5G будет использовать ее, по-прежнему сочетает в себе OFDMA метод, используемый в 4G и позже называемый неортогональными методами мультиплексирования NOMA для хорошей технологии мультиплексирования.
Тем не менее ожидается, что эта система связи будет внедрена примерно к 2020 году, которая объединит операторов мобильной связи и коммуникации потребителей в рамках единой технологии, а также обеспечит поддержку трех общих услуг.
