Οι προοπτικές των δικτύων 5G

Όσο και αν ακόμη υπάρχουν πάρα πολλά τεχνικά ζητήματα που πρέπει να επιλυθούν τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας πέμπτης γενιάς -ή όπως λέγονται συντομογραφικά 5G- ήδη απασχολούν τις μεγάλες εταιρίες βιομηχανίες ηλεκτρονικών παροχής και τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών ως μια αναδυόμενη αγορά με πραγματικά πολύ μεγάλο ενδιαφέρον.

Εκτιμήσεις θέλουν η λειτουργία τους να αποφέρει μεγάλα κέρδη και να αλλάξει ολοκληρωτικά το προφίλ σε πολλές τεχνολογικές εφαρμογές προσθέτοντας καινούργιες με χρονικό ορίζοντα από 2020 και μετά.

Όπως περιγράφεται στην κυριολεξία ένας ολόκληρος κόσμος από έξυπνα αόρατα δίκτυα θα λειτουργούν ερήμην του ανθρώπου με τις θετικές αλλά ενδεχομένως και τις αρνητικές πλευρές κυρίως σε ότι αφορά την προστασία της ιδιωτικότητας.

Μάλιστα εκτιμήσεις θέλουν από το 2020 και μετά μέσω όλων των δικτύων του πλανήτη να είναι διασυνδεδεμένες περί τα 50 δις. συσκευές από αισθητήρες και κινητά τηλέφωνα μέχρι τις οικιακές συσκευές, παραπέμπτοντας και στο λεγόμενο «ίντερνετ των πραγμάτων».

Ήδη η αμερικανική ΑΤ & Τ ανακοίνωσε την πρόθεση της να εγκαινιάσει γενικές δοκιμές πρώτα στα εργαστήρια της μέσα στην Άνοιξη και μήνες αργότερα στο φυσικό χώρο.

Αν και είναι ενωρίς, εφόσον δεν έχουν ανακοινωθεί τα επίσημα πρότυπα από την ITU (International Telecommunication Union), η αμερικανική εταιρία είναι συνεργαστεί με πανίσχυρες στο τομέα τους εταιρίες, την Ericsson και την Intel.

Στην ουσία όσες μεγάλες εταιρίες ανακοινώνουν τις προθέσεις τους να εμπλακούν σε δοκιμές για τα νέα δίκτυα επιδιώκουν περισσότερο την παραγωγή επαρκούς τεχνογνωσίας παρά την κατασκευή πραγματικών προϊόντων καθώς όλα είναι ακόμη ρευστά μέχρι να οριστικοποιηθεί το πλαίσιο για την 5G που αναμένεται να ανακοινωθεί όχι ενωρίτερα από το 2018.

Οι εφαρμογές

Η μετάβαση από την 4η γενιά στην 5η δεν σημαίνει μόνον ένα ταχύτατο δίκτυο για τους φανατικούς των «έξυπνων» κινητών αλλά ένα πεδίο για πάρα πολλές ειδικές εφαρμογές οι οποίες έως σήμερα λίγο έως πολύ παραμένουν στο επίπεδο της μελλοντολογίας.

Ενδεικτικά αναφέρονται η ρομποτική, οι ρομποτικές εγχειρήσεις μέσω των νέων ασύρματων δικτύων, το κατέβασμα και η παρακολούθηση ταινιών πολύ υψηλής ανάλυσης.

Επίσης η εικονική πραγματικότητα, οι λεγόμενες «έξυπνες» πόλεις ακόμη και οι δοκιμές για τα ασφαλέστερα αυτοκίνητα μέσω ανταλλαγής, σε πραγματικό χρόνο, πληροφοριών με βάσεις δεδομένων έως και την περίπτωση η κίνηση τους να γίνεται χωρίς οδηγό με τις θετικές και τις όποιες αρνητικές πλευρές.

Οι δοκιμές που γίνονται σήμερα με αυτοματοποιημένα αυτοκίνητα προσκρούει σε αυτό που θα έλεγε κανείς έλλειψη ανταπόκρισης σε πραγματικό χρόνο (Real Time). Ο χρόνος που μεσολαβεί ανάμεσα στην εκπομπή των αισθητήρων του αυτοκινήτου και η ανταπόκριση του δίκτυο παρουσιάζει υπολογίσιμες, για την εφαρμογή αυτή, καθυστερήσεις. Στα μελλοντικά δίκτυα 5G το πρόβλημα αναμένεται να επιλυθεί.

Ένα από τα σημαντικά στοιχεία που θα χαρακτηρίζει την λειτουργία των νέων δικτύων είναι η απειροελάχιστη καθυστέρηση ανάμεσα στην εντολή και την ανταπόκριση των συστημάτων σε οποιαδήποτε από τις πολλές μελλοντικές εφαρμογές κάτι που δεν ισχύει σήμερα.

Για παράδειγμα ο χρήστης πατώντας ένα κουμπί στο κινητό του θα απολαμβάνει την άμεση ανταπόκριση σε περίπτωση όπως η αναζήτηση πληροφοριών καθημερινής χρήσης.

Το ίδιο ισχύει για τα διασυνδεδεμένα στο δίκτυο ρομπότ σε πολλές διαφορικές περιπτώσεις. Ειδικά σε περιπτώσεις ρομπότ για την χειρουργική ο χρόνος ανάμεσα στην εντολή του γιατρού και την εκτέλεση της πρέπει να είναι μηδαμινή και επισημαίνεται ότι θα είναι μηδαμινή.

Εξ ίσου άμεση αντίδραση πρέπει να έχουν και τα ρομπότ που εκτελούν σύνθετες εντολές στις βιομηχανικές μονάδες συναρμολόγησης και βρίσκονται σε συνεχή συνεννόηση μεταξύ τους συγκροτώντας έτσι ομάδες «εργαζομένων.

Κάθε καθυστέρηση και στις δυο περιπτώσεις θα είναι καταστροφική για την πορεία της παραγωγής και την ακρίβεια στην εκτέλεση των εντολών. Ωστόσο η αυξανόμενη χρήση ειδικών ρομπότ στην παραγωγή ενέχει και τον κίνδυνο για απώλεια θέσεων εργασίας.

Μια επίσης ελκυστική προοπτική είναι θεατές μεγάλων αθλητικών και άλλων γεγονότων παράλληλα, με ότι προβάλλεται στις γιγαντοοθόνες, να έχουν στα έξυπνα κινητά ή τα τάμπλετ τους προβολή του ίδιου περιεχομένου (video multi casting).

Προχωρώντας ένα βήμα παραπέρα οι σημερινές εφαρμογές εικονικής πραγματικότητας θα αποκτήσουν άλλη δυναμική καθώς οι χρήστες της μέσω των δικτύων 5G θα επικοινωνούν μεταξύ τους ωσάν να βρίσκονται στον ίδιο χώρο και σε ένα πολύ πιο αναβαθμισμένο επίπεδο από το σημερινό.

Η ταχύτητα λειτουργία των δικτύων

Ως προς τις ταχύτητες λειτουργίας όπως αναφέρει η AT& T τα δίκτυα κινητής πέμπτης γενιάς αναμένεται να επιτυγχάνουν ροή δεδομένων μεταξύ 10 και 100 φορές ταχύτερα συγκριτικά με την αμέσως προηγμένη γενιά.

Από την πλευρά της η ΝΟΚΙΑ αναφέρει ότι σε πειραματική σύνδεση 5G πέτυχε ταχύτητες φόρτωσης 30 gigabits ανά δευτερόλεπτο που θεωρητικά είναι κατά 1.000 φορές ταχύτερης μετάδοση πληροφοριών από ότι η γενιά 4G.

Στην πραγματικότητα βέβαια οι ταχύτητες που γενικώς ανακοινώνουν οι εταιρίες αλλά και οι πάροχοι συνήθως είναι οι μέγιστες θεωρητικά καθώς στην πράξη, για διάφορους λόγους, συγκριτικά είναι μικρότερες.

Σημαντικό ρόλο σε αυτό παίζει η επικοινωνία σε πυκνοκατοικημένες περιοχές με υψηλά κτίρια, η απόσταση από την κοντινότερη κεραία-κυψέλη η ζήτηση στη συγκεκριμένη στιγμή κλπ. Το ίδιο θα ισχύει και στην επικοινωνία μηχανών με το «υπολογιστικό νέφος» μέσω των νέων δικτύων τομέα στον οποίο επίσης θα επικεντρωθεί η έρευνα.

Οι πολύ υψηλές συχνότητες επικοινωνίας τουλάχιστον θεωρητικά θα επιτρέπουν μεγαλύτερη χωρητικότητα ταυτόχρονης μετάδοσης πολλών πληροφοριών επομένως την ταυτόχρονη χρήση από πολύ περισσότερους χρήστες, και περισσότερο αξιόπιστες συνδέσεις.

Είναι τέτοια η σημασία της αναμενόμενης αλλαγής ώστε εκτός από τα τεχνολογικά προτερήματα, συγκριτικά με τις προηγμένες γενιές δικτύων κινητής τηλεφωνίας, θα έχει πολλαπλώς θετικά αποτελέσματα.

Στα μεγάλα οφέλη από την υιοθέτηση της νέας τεχνολογίας στα δίκτυα κινητής συμπεριλαμβάνονται η βιομηχανία και οι επιχειρήσεις με τις πωλήσεις νέων συσκευών και υπηρεσιών, η πιθανή δημιουργία θέσεων εργασίας, τα μεγάλα διαφημιστικά έσοδα και συνολικά οι εθνικές οικονομίες σε χώρες με βιομηχανίες μικροηλεκτρονικής, ίσως ακόμη και η πολιτική. Άλλωστε τέτοιας κλίμακας αλλαγές ασφαλώς και έχουν πολιτικό χαρακτήρα για τις κυβερνήσεις.

Προ μιας τέτοιας μεγάλης αλλαγής αξίζει να θυμηθούμε πως ξεκίνησε η κινητή τηλεφωνία και τα ενδιάμεσα στάδια της έως και την σημερινή. Η γενιά 2G εμφανίσθηκε το 1991 και επέτρεπε την μετάδοση από κινητό σε κινητό μόνον κειμένου.

Στην επόμενη γενιά 3G το 1998 προστέθηκε και η δυνατότητα διάπλευσης στο δίκτυο με αργή όμως ταχύτητα. Δέκα χρόνια μετά η 4G στις δυο αυτές δυνατότητες πρόσθεσε και βίντεο.

Στην πραγματική φάση η 5G για την κινητή τηλεφωνία συντομογραφικά θα προσφέρει δυνατότητες ελέγχου του λεγόμενου «έξυπνου» σπιτιού, Ulta High Definition ταινίες (τέσσερις φορές περισσότερο από το HD) και 3D βίντεο.

Ωστόσο υπάρχουν και οι τεχνολογικά «αρνητικές» πλευρές μια τόσο προωθημένης τεχνολογίας. Οι σημερινές κεραίες εκπομπής λήψεως θα μικρύνουν πάρα πολύ επειδή η συχνότητα λειτουργίας από τα 700 Μhz – 3500 MHz μετακομιζόμουν προς το παρόν στα 73.000 ΜΗz.

Στην πράξη αυτό σημαίνει πραγματικά πολύ μικρές κεραίες, λόγω και του πολύ μικρού κύματος των σημάτων, αντίστοιχα και χαμηλής ισχύος τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε αυτές τις συχνότητες δεν μπορούν πάντα να διαπεράσουν εμπόδια όπως για παράδειγμα οι τοίχοι.

Επομένως η λεγόμενη «μικρο-κυψελωτή» τηλεφωνία πρέπει να αποκτήσει πολύ περισσότερες κεραίες εγκατεστημένες σχεδόν οπουδήποτε, ίσως ακόμη και στα σπίτια, ότι και να σημαίνει κάτι τέτοιο. Άλλωστε μια τέτοια προοπτική έχει δυο όψεις. Η θετική είναι η πλήρη ανάπτυξη του δικτύου πολλαπλών χρήσεων.

Όμως η αρνητική είναι η άγνωστη ισχύς εκπομπής, οι απαντήσεις που πρέπει να δοθούν ως προς τις ενδεχόμενες επιπτώσεις στην υγεία, στην ιδιωτικότητα της προσωπικής ζωής αφού αναγκαστικά όλα θα τα καταγράφονται, αλλά και στην λειτουργία του κοινωνικού ιστού έτσι όπως το αντιλαμβανόμαστε σήμερα.