5g arxitekturasi maqsadlari

5G ARXITEKTURASI MAQSADLARI
Pardaboyev Jaxongir Fozil o’g’li


Things of Internet (IoT) tarkibiga kiruvchi qurilmalar oqimining kuchayishi bilan simsiz Internetning yanada kuchli darajasiga ehtiyoj paydo bo'ladi. Ushbu qurilmalar tomonidan yaratilgan va kelgusida ishlab chiqariladigan talabni qondirish uchun zarur bo'lgan texnologiyaning muhim qismi simsiz texnologiyalarning beshinchi avlodidir (5G). 5G – simsiz aloqa tarmog‘ining beshinchi avlod standarti bo‘lib, unda ma’lumot uzatish tezligi o‘ta yuqori. Masalan, yuqori sifatli va katta hajmli bitta filmni unda bir soniyadan ham kamroq vaqtda ko‘chirib olish mumkin. Hozirda amalda bo‘lgan 4G tarmog‘ida esa bunga taxminan 10 daqiqa vaqt kerak bo‘ladi.
Beshinchi avlod uyali aloqa tarmoqlarida ushlanib qolish muddati ham bir millisekunddan oshmaydi (4G tarmog‘ida bu ko‘rsatkich 70 ms.ga teng). To‘rtinchi avlod aloqa standartida o‘tkazuvchanlik qobiliyati bir gigabitga teng bo‘lsa, 5G’da bu 20 karra tezkorroq bo‘ladi. Shunisi ham borki, 5G bittagina texnologiya emas, balki butun boshli majmuadir. O‘ta yuqori tezlikni ta’minlash uchun u bir millimetrlik diapazonga «kirib boradi». Bir millimetrlik to‘lqinlar esa devor, o‘simliklar va yomg‘ir orqali ham qiyin o‘tadi, hatto yaxshi ob-havo sharoitlarida ham bir kilometr masofada uzilishlar bo‘lishi mumkin.
Barchasi to‘g‘ri ishlashi uchun:

• 
  shaharlarda eski baza stansiyalarini yangilariga almashtirishadi va yana minglab boshqalarini o‘rnatishadi; ular ixcham va «aqlli» stansiyalar bo‘ladi;
  
• 
  bir vaqtning o‘zida ko‘p kanalli uzatishni (massive MIMO texnologiyasi) qo‘llashadi; hozirgi tarmoqlarda bunday uzatish portlari sakkiztadan oshmaydi, 5G’da esa bir necha o‘nlab portlar bo‘ladi;
  
• 
  fazali antenna panjaralarida signalni qayta ishlash yordamida interferensiyani kichraytirishadi (beamforming texnologiyasi).
  

5G tarmoqlarida spektr mavjudligi mobil trafikga bo'lgan katta talabni qo'llab-quvvatlashning asosiy muammolaridan biridir. Hozirda joriy spektr allaqachon to’lgan. Ayniqsa, juda zich joylashtirishlarda yuqori chastotaga o'tish va erkin spektrning katta qismlaridan foydalanish kerak bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, 5G tarmoqlari o'tkazish qobiliyati va tarqalish shartlari kabi turli xil xususiyatlarga ega keng spektrda ishlaydi. Shunday qilib, bugungi kunda mavjud 4G tizimlarida mavjud bo'lmagan tegishli mexanizmlar kerak. Yana bir potentsial yechim spektr almashishning tegishli texnikasini qo'llash bo'lishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, yangi 5G arxitekturasi spektrdan foydalanishni aniq kuzatish va mobil tarmoqlarda almashish strategiyalarini yoqish orqali spektrni yanada samarali boshqarish imkonini berishi kerak. Shu bilan bir qatorda, spektrdan foydalanish samaradorligini oshirish mexanizmlari multi-RAT (Remote Access Trojan) resurslarini taqsimlashni osonlashtirish uchun tekshirilmoqda.

Bundan tashqari, 5G tarmoqlari ilg'or aloqa modullarining murakkabligini va turli xil nur hosil qilish qobiliyatiga ega turli xil antenna turlarini hal qilishi kerak. 5G tarmoqlarini eski tizimlardan ajratib turadigan yana bir yangi xususiyat bu ko‘p ulanish kabi aloqa sxemalarini mahalliy va samarali qo‘llab-quvvatlashdir (masalan, bitta foydalanuvchining turli RATslarda ishlaydigan ikki yoki undan ortiq turli tarmoq tugunlari bilan aloqasi, ular ham yuqori yoki juda yuqori chastotalarni ishlatishi mumkin). Ko'p ulanish - ma'lumotlar tezligi, kechikish, ishonchlilik va mavjudlik bilan bog'liq 5G talablarini bajarish uchun asosiy texnologiya. Shuningdek, 5G tarmoq orqali boshqariladigan qurilmadan qurilmaga (D2D - device-to-device) aloqa, jumladan nuqtadan nuqtaga, ko‘p translyatsiya va translyatsiya aloqasi kabi yangi sxemalarni qo‘llab-quvvatlaydi. Boshqa yangi mexanizmlar orasida qurilma ikkilik sxemalari mavjud bo'lib, ularda qurilma "oddiy" oxirgi foydalanuvchi qurilmasi (shu jumladan sensor turlari) va tizimning infratuzilma qismini kengaytiruvchi tarmoq tugunlari sifatida harakat qilishi mumkin. Ushbu sxemalar taqsimlangan tayanch stantsiyalardan markazlashtirilgan bulutli-RAN (Radio Access Network) joylashtirishlari yoki taqsimlangan chekka bulutlarga qadar keng ko'lamli fizik joylashtirishda qo'llab-quvvatlanishi kerak.
Kechikish va sig'im o'rtasidagi muvozanatni hisobga olgan holda konvergent optik va simsiz transport tarmog'i yechimlari kabi qayta yuklashning har xil turlari ham qo'llab-quvvatlanadi. O'z-o'zidan qayta yuklash, bunda qurilmalar tayanch stansiyalar rolini o'ynashi va mos keladigan donor tayanch stansiyalari bilan simsiz qayta aloqa aloqalarini o'rnatishi mumkin bo'lgan yana bir muhim xususiyat sifatida qaraladi. 5G arxitekturasi konvergent statsionar mobil tarmoqlar uchun o'ziga xos vositalarni ta'minlaydi.
Operatorlar doimiy va mobil foydalanuvchilarga kirishni ta'minlash uchun bir xil fizik tarmoqdan foydalanishlari mumkin bo'ladi.
Geterogen kirish domeni. 5G-da fiksillangan kirish tarmog'i radio aloqasini asosiy tarmoqqa ulaydi. Radio boshlari va tayanch stansiyalarni heterogen transport texnologiyalari orqali ulash mumkin. Bularga maxsus tolalar kabi sobit havolalar kiradi, VDSL/G.fast, koaksial va plastik optik tolalar, mikro- va mm-to'lqinlar va optik simsiz aloqalar kabi simsiz alternativalar bilan birgalikda, shuningdek, radio va optik texnologiyalarning kombinatsiyasi sifatida tolali radio. Heterogen texnologiyalar to'plami bir rejimli optik tola orqali keyingi tashish uchun kirish domenida birlashtirilgan.

1. 
   rasm. 5G uchun konvergent statsionar mobil tarmoqning jismoniy arxitekturasi.
   

Ushbu transport uchun ikkita asosiy texnologiya keng qo'llaniladi: passiv optik tarmoqlar (PON) yoki faol masofaviy tugunlar (ARN - Active Remote Nodes). E'tibor bering, PONdagi ONUlar soni bo'linish nuqtasida yo'l yo'qolishi sababli fizik cheklangan. Mavjud PON texnologiyasi 5G tomon yanada evolyutsiyaga muhtoj. PON dan foydalanish o'rniga, agar quvvat mavjud bo'lsa, ARN o'rnatilishi mumkin; Bu ma'qul, chunki tayanch stantsiyalar (BS) baribir quvvatni talab qiladi.
PON va ARN arxitekturalari markaziy ofis (CO - central office) deb ataladigan joyda tugaydi. E'tibor bering, operatorlar hozirda o'zlarining CO larini masofaviy ma'lumotlar markazlarida qayta qurishni maqsad qilishmoqda, bu yerda keyingi hisoblash va saqlash imkoniyatlari tez orada mavjud bo'ladi. ARN-ga asoslangan joylashtirishlarda tarmoq resurslari oxirgi foydalanuvchiga yanada yaqinroq joylashtirilishi mumkin. ARN - bu tashuvchi darajasidagi Ethernet switch bo'lib, u tabiiy ravishda tarmoq chekkasida, eng yaqin radio aloqalari va provayderlar ishlab chiqmoqchi bo'lgan boshqa taqsimlangan tarmoq funksiyalarida saqlash va hisoblash imkoniyatlarini qo'shish imkonini beradi.
Bundan tashqari, har bir makro-uya tugunlarida juda past kechikishni ta'minlaydigan kichik ma'lumotlar markaziga aylantirilishi mumkin.
Adabiyotlar

1. 
   5G empowering vertical industries (February 2016) https://5g-ppp.eu/wpcontent/uploads/2016/02/BROCHURE_5PPP_BAT2_PL.pdf
   
2. 
   A. Osseiran, F. Boccardi, V. Braun, K. Kusume, P. Marsch, M. Maternia, O. Queseth, M. Schellmann, H. Schotten, H. Taoka, H. Tullberg, M. A. Uusitalo, B. Timus, M. Fallgren, „Scenarios for the 5G Mobile and Wireless Communications: The Vision of the METIS Project, IEEE Comun. Magazine, vol. 52, no. 5, pp.26-35, May, 2014.