Tehnologia 5G este numele dat celei de-a cincea generații de conectivitate a internetului mobil, o etapă naturală de evoluție după tehnologia 2G, 3G și 4G. Se preconizează că această tehnologie, aflată într-o stare incipientă de implementare, va reprezenta un progres semnificativ pentru internetul de mare viteză. În volumul „5G Core Networks: Powering Digitalization”, ai cărei autori au fost implicați în dezvoltarea noului standard de conectivitate, se estimează că evoluția tehnologică va crea o lume în care nu doar oamenii, ci toate dispozitivele și accesoriile vor fi conectate: mașinile cu drumurile pe care circulă, medicii cu dispozitivele medicale ale pacienților lor. Tehnologia inteligentă își va face simțită prezența în case, birouri, ferme, fabrici și orașe.
O întreagă realitate augmentată (AR- Augmented Reality – combinarea imaginilor digitale cu imagini reale captate din mediul înconjurător și completate cu diferite informații) va determina creșterea vânzărilor de produse pentru învățare și explorare, accesibile utilizatorului oriunde s-ar afla. Toate aceste dispozitive vor avea nevoie de o creștere semnificativă a nivelului de conectivitate, iar 5G este răspunsul tehnologic, pentru că miliardele de conexiuni noi fac posibile aceste interconectări. Tehnologia 5G va avea impact asupra tuturor industriilor, inclusiv asupra guvernelor și armatelor.
Informații în timp real în sectorul energetic și transporturi
Compania Oracle, specializată în realizarea și comercializarea de componente și soluții informatice, preconizează că în sectorul energetic se vor utiliza rețele masive de IoT (Internet of Things – internetul obiectelor presupune interconectarea diferitelor dispozitive echipate cu tehnologie de rețea ce pot fi folosite de utilizatori în aplicații pentru automatizarea diferitelor activități). În cadrul acestui sector, 5G va interconecta un număr foarte mare de senzori încorporați, astfel că se va reduce foarte mult timpul de transfer și monitorizare de date prin intermediul unor noi protocoale cu un consum mai mic de energie. Acest lucru va permite operatorilor să obțină informații în timp real și să controleze, să susțină și să monitorizeze companii și echipamente. Transportul produselor rezultate în urma exploatărilor petroliere, de exemplu, va putea fi organizat și controlat în sistem 5G NR cu toți senzorii aferenți flotelor de control și localizare, potrivit estimărilor companiei Telit, care oferă soluții tehnologice din domeniul IoT. 5G New Radio este denumirea noii generații de comunicații ce utilizează tehnologia beamforming, care ajută la procesarea semnalului şi permite stației de bază să detecteze utilizatorul și trimită semnalul în direcția specifică a terminalului fără a interfera cu alte frecvențe.
5G va revoluționa și sectorul transporturilor, iar aici putem identifica două tipuri de comunicații: între vehicule și între vehicul și infrastructură.
În primul caz, vehiculele de transport vor fi dotate cu senzori și își vor transmite date și informații unul celuilalt în timp real. Comunicarea constantă între vehiculele de transport de persoane sau mărfuri va duce la obținerea de rezultate pozitive în ceea ce privește siguranța și certitudinea că persoana sau marfa transportată ajunge la destinație fără niciun incident.
În al doilea caz, vehiculele vor face un schimb de date și informații cu senzorii amplasați pe drumuri, poduri, semafoare conectate, de asemenea, la un cloud (tehnologie care reunește sisteme informatice, aplicații și baze de date, accesibilă din orice loc prin intermediul internetului). De aceea, este necesar ca protocoalele de rețea să facă posibilă transmiterea fără impedimente a comunicațiilor cu un vehicul conectat în timp ce acesta se deplasează între diferite puncte de acces.
Odată cu creșterea capacității de monitorizare a rețelei de transport, managerii companiilor pot realiza diferite interconectări între persoane și centrele de transport ale autobuzelor, tramvaielor și metrourilor, putând crea chiar și profiluri de călătorie și călători. În urma analizei acestor profiluri și informații se vor putea anticipa fluxurile de trafic zilnic și capacitatea de transport necesară în situația unor evenimente deosebite și va fi posibilă chiar o reducere semnificativă a cheltuielilor și resurselor.
Beneficii pentru industria alimentară
În sectorul alimentar, consumatorii resimt din ce în ce mai acut nevoia unei mai mari transparențe cu privire la produsele alimentare pe care le consumă. Lansarea globală a standardului 5G promite să răspundă acestei doleanțe în moduri cu totul inedite. Astfel, deși lanțurile de magazine au început de câțiva ani colectarea de date privind produsele vândute clienților, în viitor, utilizarea rețelelor 5G va ajuta producătorii de alimente să-și îmbunătățească protocoalele de siguranță în întregul lanț de aprovizionare datorită extinderii capacităților de colectare, scanare, analiză și comunicare a datelor.
Tehnologia 5G va permite distribuirea de informații în anumite zone de producție și va reduce timpul de trimitere a datelor privind trasabilitatea, conformitatea mediului de depozitare sau calitatea unor produse. În acest fel se vor elimina inexactitățile cauzate până în prezent de raportarea cu întârziere a informațiilor. Dispozitivele și senzorii IoT (compatibili cu 5G) instalați în zona produselor trimit informații în timp real despre locul în care sunt acestea, fără ca angajații să fie nevoiți să le manipuleze, să scaneze coduri de bare sau să utilizeze diferite cititoare RFID (Radio-Frequency Identification – identificarea unui cip integrat care stochează și prelucrează anumite date și informații cu ajutorul unor dispozitive ce utilizează unde radio).
Tehnologie pentru sănătate
În domeniul sănătății, avantajele 5G vor fi diferite, în funcție de actorii principali ai domeniului, respectiv entitățile medicale, pacienții și companiile farmaceutice. Pe lângă supravegherea echipamentelor medicale, prin intermediul dispozitivelor compatibile, 5G va putea monitoriza și variabile esențiale, cum ar fi nivelul ocupării paturilor, mișcarea medicilor, a asistentelor medicale sau a pacienților atât în jurul spitalului, cât și în afara lui. Aceste informații vor fi integrate într-un sistem IoMT (Internet of Medical Things – interconectarea dispozitivelor și aplicațiilor medicale la sistemele IT utilizate în medicină) și într-un cloud de înregistrări medicale electronice, făcând posibile interogarea, vizualizarea și gestionarea activităților spitalului cu o precizie foarte mare. În acest fel, timpul pentru luarea corectă a deciziilor poate fi considerabil redus.
Tehnologia 5G va schimba modul în care furnizorii vor oferi îngrijiri medicale și va modifica relațiile dintre pacienți și medici. Teleconsultul medical, deși se află la început, va fi și mai precis odată cu utilizarea de dispozitive ce monitorizează funcțiile organismului. Monitorizarea de la distanță prin dispozitive care utilizează rețele 5G va prelua datele brute de la pacient și va analiza și procesa informațiile în cloud. Acest cloud va avea stocate toate informațiile referitoare la starea de sănătate a pacientului în orice moment, iar transferul de date va fi făcut cu o latență ce va trebui să fie cât mai apropiată de 0ms.
Reducerea pierderilor în sectorul financiar
În sectorul financiar, tehnologia 5G va îmbunătăți aplicațiile mobile și serviciile bancare de la distanță. Viteza de transfer mai mare și timpul de răspuns mai mic vor accelera aprobările de credit, vor îmbunătăți serviciile pentru clienți prin chat sau asistenți virtuali și vor crește securitatea plăților și transferurilor mobile. Prin întâlniri virtuale sau sucursale ale băncilor mobile, entitățile financiare își vor putea prezenta produsele și în zonele cu reprezentativitate scăzută.
Creșterea numărului de dispozitive IoT va alimenta în timp util companiile financiare cu un flux crescut de date noi și informații detaliate cu privire la cercetare, învățământ, afaceri, imobiliare și operațiuni agricole. Chiar și companiile de asigurări pot utiliza aceste informații pentru crearea și aprobarea polițelor, având ca rezultat imediat răspunsul băncilor cu privire la aprobările de împrumuturi.
Având în vedere că smartphone-urile vor furniza informații biometrice, detectarea unor posibile fraude va putea fi realizată aproape instant. Toate aceste procese vor duce la foarte multe stocări și procesări de date în cloud, permițând inteligenței artificiale să realizeze analize detaliate și mult mai sofisticate referitoare la persoanele juridice și fizice.
Volumul de date, o provocare
Revoluția conectivității 5G va aduce noi provocări și oportunități pentru sistemele naționale de apărare, care vor trebui să-și regândească întreaga structură de siguranță, securitate și control bazată pe descoperirea vulnerabilităților de securitate, localizare, performanță și transfer de date. Din punctul de vedere al localizării, spectrul milimetric utilizat de 5G este foarte sensibil și poate fi diminuat de copaci, picături de ploaie, fulgi de zăpadă, clădiri.
Celulele utilizate în tehnologia 5G vor fi stații de bază instalate oriunde va fi necesar: pe stâlpi de telefonie, semafoare, stâlpi de iluminat, colțuri de clădiri. Bazele 5G vor avea de 10 ori mai multe antene decât cele 4G, iar celulele de acoperire se vor împărți în 3 categorii, respectiv pico, micro și macro.
Celulele pico, instalate în interiorul clădirilor, vor avea acoperire cuprinsă între 0,1 și 0,2 km și o capacitate de 30-100 de utilizatori. Celule micro, instalate în mediul urban, în clădiri sau în afara acestora, vor avea o rază de acoperire cuprinsă între 0,2 și 2 km și o capacitate de 100-2000 de utilizatori. Instalate în mediul rural în exteriorul clădirilor, celulele macro vor acoperi între 8 și 30 de km, putând susține peste 2000 de utilizatori.
Transferul de date va crește semnificativ de la o medie de transfer de 0,2Mbs până la 10GB pe lună pentru o utilizare de 3 ore a unui terminal. Potrivit estimărilor companiei americane Digi International, furnizorii de telefonie vor utiliza, pentru început, o bandă a rețelei 4G LTE (Long Term Evolution) pentru a face tranziția la rețeaua 5G. În acest caz, centrele de monitorizare trebuie să fie adaptate creșterii masive de date. Fiecare dispozitiv și aplicație realizează un transfer de date, iar cantitatea acestora va fi foarte mare și foarte greu de parcurs, motiv pentru care vor fi necesare softuri de analiză performante.
Viitorul securității datelor
În cadrul acestor rețele 5G, securitatea și confidențialitatea datelor sunt cele mai importante. Este imperios necesar să existe o structură de securitate strictă pentru software și dispozitivele unei rețele 5G sau a oricărei alte rețele conectată la aceasta.
Toate dispozitivele și aplicațiile trebuie actualizate constant și evaluate din punct de vedere al riscului cibernetic, pentru a se evita exploatarea eventualelor breșe de securitate de către persoane neautorizate. De asemenea, accesul la resursele rețelei trebuie permis doar persoanelor autorizate și care au competențele acreditate în utilizarea datelor şi informațiilor din cadrul rețelei. Programele software trebuie verificate în permanență pentru a detecta vulnerabilitățile și aplicațiile de tip malware care pot afecta funcționarea rețelelor de comunicații. Nu în ultimul rând, informațiile sensibile trebuie să fie accesate doar prin noduri de comunicații auditate, iar aceste conexiuni să fie monitorizate continuu pentru identificarea vulnerabilităților de securitate.
Abstract
The fifth-generation mobile network (5G) is not only the successor of 2G, 3G and 4 G, but also the beginning of a new era in mobile communications. The 5G performance target includes higher speed, higher capacity, lower latency, diminished costs, high resolution and a wider bandwidth. 5G technology is expected to allow the implementation of new ideas and innovative solutions, used at a large scale, in various critical infrastructures, such as energy, food, finance and health, and last but not least in defense, public order and national security. 5G includes plenty of advanced features which make it the dominant technology of the future. In this article we identify possible uses, challenges, current and future research ideas, threats and security features of 5G mobile networks.
Autor: Victor Marc
