11-ma’ruza: Mobil aloqa tarmoqlari. Reja

4. 5G texnologiyalari asosida tarmoqlarni qurish va tarmoq taqdim etadigan xizmat turlari.
Zamonaviy mobil aloqa tarmoqlarini rivojlantirishda kelajakda ma’lumotlarni olish oniy amalga oshirilishi, xizmatlarni ko‘rsatilishi esa kechikishlarsiz va uzilmasligiga intilish kerak. Ulanadigan qurilmalar soni 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 yutuqqa erishishi mumkin. Bu insonlar, biznes va jamiyat uchun cheklanmagan imkoniyatlar ochadi.
Bunday qurilmalarning tarqalishi butun dunyo bo‘yicha tarmoqlarda trafikning eksponensial ortishiga olib keldi va natijada yaqin kelajakda qurilgan 3G va 4G mobil tarmoqlarning imkoniyatlari etarli bo‘lmay qoladi. Muammodan chiqish yo‘li bitta, hozirning o‘zida 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 mo‘ljallangan boshqa radioulanish texnologiyalarini hisobga olish zarur bo‘ladi [1,2,4].
5Gning imkoniyatlari mobillik va yangi texnologiyalarga bo‘linadi. Ko‘plab tahlilchilarning fikricha, mobillik yangi dunyoning katalizatori bo‘ladi. Biznes-landshaftni o‘zgartiradigan vositalarini muhokama qilish bilan “kuchlarning tutashib ketishi” atamasini ishlatish taklif qilinadi, bunda hazirda mavjud bo‘lgan to‘rtta asosiy texnik trendlar – ijtimoiy o‘zaro ta’sirlashish, mobil texnologiyalar, bulutlar va ma’lumotlarga ulanishning konvergensiyalanishi ko‘zda tutiladi. Bunda bulut orqali real vaqtda olinadigan yangi ma’lumotlar hajmlari vujudga keladi. Bunday almashinuvni ta’minlash uchun mos tarmoq zarur bo‘ladi.
Texnologiya nuqtai nazaridan, 5G bu barcha yangi imkoniyatlarni ishlatilishining bog‘lanishini ta’minlaydi. Bunday tarmoq tuzilmaining alohida fragmentlarini birlashtirish uchun 5G jarayonlarni boshqaradigan insonlarga bog‘liq bo‘lmagan holda zarur tarmoq bog‘lanishlarini ta’minlashi kerak. SHunday qilib, 5G dunyodagi insonlar, jarayonlar, ma’lumotlar va ob’ektlarni keng qamrab oladigan Internetga birlashtirishda asosiy omil bo‘lib qoladi.
NSN taxminlariga ko‘ra, 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 10-100 marttaga ortiq bo‘ladi. Yakuniy hisobda turli xil servislar, foydalanish ko‘rinishlari va talablarini ta’minlashi zarur bo‘ladigan taxminan 50 milliard qurilmalar paydo bo‘ladi.
Umuman olganda hisoblash mumkinki, 5G standarti maishiy asboblardan boshlab sanoat korxonalarigacha keng qo‘llanilish sohalari diapazoni muammolarini echish va turli talablar uchun mo‘ljallangan texnologiyalar integratsiyalangan to‘plami hisoblanadi. 5G tavsiflaridan biri tasdiqlaydiki, bu mavjud oldingi avlodlar texnologiyalarining o‘rnini bosadigan emas, balki to‘ldiradigan organik integratsiyalangan radioulanish texnologiyalari to‘plami hisoblanadi. Binobarin, ular aniq bir ko‘rinishlar va ma’lum maqsadlar uchun yangi yechimlar bilan to‘ldiriladi.
Mobil tarmoqlarning arxitekturasi 5G standartga o‘tish bilan to‘liq o‘zgaradi, binobarin, “sotali aloqa” tushunchasi yo‘qoladi, chunki mobil tarmoqlarning tuzilmasi sotali bo‘lmay qoladi. Yangi tarmoq o‘ta zich, masshtablanadigan (ko‘lamlashtiriladigan) servislarni istalgan vaqtda har qanday joyda ta’minlaydigan o‘ta zich bo‘ladi.
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 o‘rniga bir-birlari bilan to‘g‘ri ulanadigan mobil qurilmalar va serverlar bo‘ladi. Bunday tizimda qurilma (mashina yoki inson) turli jinsli kommunikatsion tugunlar orqali ko‘p sonli ma’lumotlar oqimlari bilan almashishi mumkin bo‘ladi.
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 ko‘zda tutishmoqda. Yakunda mobil tarmoq uning ishlash zonasida bo‘lgan har bir mobil qurilmalarning so‘rovlaridan kelib chiqish bilan “qayta sozlanadi”.
O‘tkazish qobiliyatini oshirilishini ta’minlaydigan bir necha antennalar yordamida bir vaqtda ma’lumotlarni uzatilishi va qabul qilinishini tashkil etadigan MIMO texnologiyasi, tadqiqotchilarning ko‘zda tutishlari bo‘yicha tez tarqala boshlaydi. Bu o‘z navbatida, baland binolar tomlariga o‘rnatiladigan antennalar tizimlarining o‘lchamlari ortishiga olib keladi.
5G@Europe sammitida Evropa qo‘mitasi 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 ko‘lamdagi testlashni esa 2017 yilda tashkil etish rejalashtirilmoqda. To‘ldirish 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 bo‘ladigan 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.
Qo‘yilgan maqsadalarni amalga oshirilishi uchun quyidagi texnik masalalar hal etilishi kerak:
- loyihaning maq’l narxi va tarqaladigan quvvat darajasi saqlanganida sig‘imni doimo kengaytirishga imkon berishi mumkin bo‘ladigan samaradorlikka erishish;
- trafikning hajmiga (past yoki yuqori) bog‘liq bo‘lmagan holda talablarning keng to‘plamiga javob beradigan masshtablanuvchanlik;
- turli talablar (masalan, mumkinlikka, mobillikka, xizmatlar sifatiga), shuningdek turli foydalanish ko‘rinishlarini bajarilishi maqsadalarida tez moslashuvchanlik va har tomonlilik.