شبکه 5G RedCap: نسخه سفارشی 5G برای دستگاه‌های IoT

در این متن به تعریف 5G NR-Light، توضیح مزایا و فواید این شبکه و همچنین قابلیت‌های آن در بحث اینترنت اشیاء خواهیم پرداخت.

5G RedCap: پلی برای عبور از چالش‌های فعلی در اینترنت اشیاء

5G RedCap یکی از پیشرفته‌ترین نوآوری‌ها در دنیای اینترنت اشیاء است. این فناوری برای پاسخگویی به انواع مختلفی از کاربردها طراحی شده و بعد جدیدی به اتصال اینترنت اشیاء اضافه می‌کند. این نسخه از شبکه‌های 5G به طور خاص برای کاربردهایی که نیاز به سرعت‌های بسیار بالا یا پهنای باند وسیع ندارند، طراحی شده است. هدف اصلی 5G RedCap این است که امکان اتصال پایدار و کم‌هزینه‌تری را برای دستگاه‌های مختلف اینترنت اشیاء فراهم کند.

5G RedCap (5G NR-Light) چیست؟

5G RedCap مخفف 5G Reduced Capability (ظرفیت کاهش‌یافته 5G) است و به آن 5G NR-Light نیز گفته می‌شود. این شبکه نسخه جدیدی از 5G است که برخلاف 5G معمولی بر سه اصل زیر استوار نیست:

1. eMBB: بهبود پهنای باند برای انتقال داده‌های حجیم با سرعت بالا.
2. uRLLC: ارتباط با تأخیر بسیار کم برای کاربردهایی مانند خودروهای خود ران و جراحی از راه دور.
3. mMTC: پشتیبانی از تعداد زیادی دستگاه در مقیاس بزرگ، مانند سنسورها و دستگاه‌های هوشمند.

در واقع فناوری 5G RedCap برای بسیاری از دستگاه‌های اینترنت اشیاء (IoT) که نه نیاز به سرعت بسیار بالا دارند و نه تأخیر آن‌چنان اهمیت دارد، گزینه بهتر و معقول‌تری محسوب می‌شود.

5G NR-Light به گونه‌ای طراحی شده که کاربردهای بین سه فناوری اصلی 5G که بالاتر به آن‌ها اشاره شد را پوشش دهد.

مزایا 5G RedCap در اینترنت اشیاء

5G RedCap مزایای متعددی در حوزه اینترنت اشیاء (IoT) دارد که ازجمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نرخ داده پیک بالاتر: نرخ داده پیک به بالاترین سرعت انتقال داده‌ها در یک شبکه گفته می‌شود. 5G RedCap نرخ داده پیک بسیار بالاتری نسبت به LTE Cat1 (نسخه قدیمی‌تر LTE) دارد. این یعنی می‌تواند از انتقال داده‌های بیشتری پشتیبانی کند که در برخی از موارد بسیار مهم است. گاهی در بحث اینترنت اشیاء نیاز است که حجم زیادی از داده‌ها انتقال داده شود، مانند نظارت تصویری یا پایش شبکه‌های هوشمند. برای مثال، دوربین‌های امنیتی که تصاویر یا ویدیوهای با کیفیت بالا ارسال می‌کنند، باید سرعت انتقال بالایی داشته باشند. 5G RedCap با فراهم کردن سرعت بالاتر، این هدف را بدون اختلال و با کیفیت بهتر محقق می‌کند.
• تأخیر کمتر: تأخیر در شبکه به زمان لازم برای ارسال داده از یک نقطه به نقطه دیگر گفته می‌شود. تأخیر 5G RedCap مشابه شبکه‌های 4G LTE است که در مقایسه با فناوری‌های دیگر اینترنت اشیاء مانند NB-IoT (که تأخیر بالاتری دارد) بسیار کمتر است. در برخی موارد مثل اتوماسیون صنعتی لازم است که دستگاه‌ها فوری و بدون تأخیر زیاد با هم ارتباط بگیرند تا عملیات تولید به درستی پیش رود.
• بهینه‌سازی مصرف انرژی: یکی از مزیت‌های کلیدی 5G RedCap این است که موجب به بهینه‌سازی مصرف انرژی در دستگاه‌های IoT می‌شود. این بهینه‌سازی منجر به افزایش عمر باتری این دستگاه‌ها می‌شود. این موضوع در دستگاه‌هایی که با باتری تغذیه می‌شوند، مانند دستگاه‌های پوشیدنی یا سنسورها، اهمیت زیادی دارد.

کاربردهای 5G RedCap

5G RedCap به کاربردهایی اختصاص دارد که تأخیر فوق‌العاده کم ضرورتی ندارد اما نیاز به پهنای باند مهم است. 5G NR-Light کاربردهای متعددی در اینترنت اشیاء دارد که عبارت‌اند از:

• سنسورهای صنعتی بی‌سیم: از 5G RedCap می‌توان برای اتصال شبکه‌ای از سنسورها صنعتی بی‌سیم برای نظارت و کنترل ماشین‌آلات و تجهیزات استفاده کرد. در نتیجه کارایی و ایمنی در محیط‌های صنعتی افزایش می‌یابد.
• نظارت تصویری: از 5G NR-Light می‌توان برای انتقال ویدیو از دوربین‌های امنیتی در زمان واقعی استفاده کرد. در نتیجه امنیت افزایش می‌یابد و از وقوع جرم جلوگیری می‌شود.
• شبکه‌های هوشمند: از 5G RedCap می‌توان برای نظارت و کنترل شبکه برق استفاده کرد. در نتیجه کارایی و قابلیت اطمینان در شبکه برق افزایش می‌یابد.
• دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند: از 5G RedCap می‌توان برای اتصال دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند مانند ردیاب‌های تناسب اندام و ساعت‌های هوشمند استفاده کرد. این فناوری به افراد مختلف کمک می‌کند تا وضعیت سلامتی و تناسب اندام خود را مرتب کنترل کنند.

زمان‌ پیاده‌سازی 5G RedCap

پیاده‌سازی 5G RedCap به دلایل مختلفی به زمان نیاز دارد. نخست، این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی توسعه است و پیش‌بینی می‌شود که به تدریج در مناطق مختلف جهان شاهد استفاده از آن باشیم.

اپراتورها معمولاً این کار را با نسخه غیر مستقل (NSA) 5G آغاز می‌کنند که مبتنی بر شبکه 4G است و سپس از نسخه مستقل (SA) و قابلیت‌های کامل آن استفاده خواهند کرد. انتظار می‌رود نخستین تراشه‌های 5G RedCap در سال 2024 عرضه شوند و پس از آن دستگاه‌های تجاری پا به بازار بگذارند.

مناطقی مانند ایالات متحده و برخی کشورهای منطقه APAC احتمالاً زودتر از بقیه نقاط دنیا، از این فناوری استفاده خواهند کرد. در مواردی که پیش‌بینی می‌شود دستگاه‌ها عمر طولانی داشته باشند (مانند سیستم‌هایی که بیش از ده سال به‌روزرسانی نمی‌شوند) باید به دقت روند پیشرفت این فناوری پیگیری شود تا بتوانند از مزایای آن بهره‌مند شوند.

نتیجه‌گیری

5G RedCap یک استاندارد جدید 5G است که در واقع حد وسطی از سه فناوری اصلی 5G محسوب می‌شود. این استاندارد در مواردی کاربرد دارد که نه به پهنای باند بسیار بالا نیاز است (مانند eMBB) و نه تأخیر فوق‌العاده کم (مانند uRLLC) مدنظر است. این استاندارد در مواردی که سرعت مناسب و مصرف بهینه انرژی مورد نیاز است، کاربرد دارد.5G RedCap احتمالاً نقش مهمی در آینده اینترنت اشیاء ایفا خواهد کرد. با این حال در حال حاضر، LTE Cat 1 و Cat 4 برای این نوع کاربردها در اینترنت اشیاء مناسب‌تر هستند.

منبع: iot.telenor