Jakie są wymagania dotyczące opóźnienia w sieci 5G?

Opóźnienie w kontekście 5G oznacza opóźnienie czasowe między rozpoczęciem transmisji danych a otrzymaniem odpowiedniej odpowiedzi. Jest to kluczowy wskaźnik wydajności w systemach komunikacji bezprzewodowej, a sieci 5G mają na celu znaczne zmniejszenie opóźnień w porównaniu z poprzednimi generacjami, umożliwiając szeroki zakres zastosowań o rygorystycznych wymaganiach dotyczących czasu rzeczywistego. Oto szczegółowe aspekty wymagań dotyczących opóźnień w 5G:

1. Definicja opóźnienia:
   • Latencja to opóźnienie czasowe występujące podczas przesyłania danych między źródłem (nadajnikiem) a miejscem docelowym (odbiornikiem). Zwykle jest mierzony w milisekundach (ms) i jest kluczowym czynnikiem określającym responsywność sieci.
2. Przypadki użycia z rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi opóźnień:
   Sieci
   • 5G zaprojektowano do obsługi różnorodnych aplikacji o różnej wrażliwości na opóźnienia. Niektóre przypadki użycia z rygorystycznymi wymaganiami dotyczącymi opóźnień obejmują:
     • Ultraniezawodna komunikacja o niskim opóźnieniu (URLLC): Krytyczne zastosowania, takie jak automatyka przemysłowa, pojazdy autonomiczne i zdalna chirurgia, wymagają bardzo małych opóźnień, aby zapewnić szybkość reakcji i niezawodność w czasie rzeczywistym.
     • Ulepszona mobilna łączność szerokopasmowa (eMBB): Aplikacje takie jak rzeczywistość rozszerzona (AR), rzeczywistość wirtualna (VR) i strumieniowe przesyłanie wideo w wysokiej rozdzielczości korzystają z niższych opóźnień, zapewniając użytkownikom bardziej wciągające wrażenia.
3. Kategorie opóźnień:
   Sieci
   Co to jest laa i eLAA?
   • 5G dzielą opóźnienia na trzy główne typy:
     • Czas podróży w obie strony (RTT): Całkowity czas potrzebny pakietowi danych na podróż od źródła do miejsca docelowego i z powrotem.
     • Opóźnienie płaszczyzny użytkownika: Czas potrzebny pakietowi danych na podróż w jedną stronę od źródła do miejsca docelowego.
     • Opóźnienie płaszczyzny kontrolnej: Czas potrzebny na przesłanie komunikatów sygnalizacyjnych między węzłami sieci w celach kontroli i zarządzania.
4. Docelowe wartości opóźnienia:
   • 5G ma na celu osiągnięcie bardzo niskich wartości opóźnień, w niektórych scenariuszach docelowych czasów podróży w obie strony wynoszących zaledwie 1 milisekundę. Opóźnienie płaszczyzny użytkownika może wynosić zaledwie kilka milisekund, umożliwiając aplikacjom wymagającym niemal natychmiastowej reakcji.
5. Podział sieci w celu dostosowania opóźnienia:
   • 5G wprowadza koncepcję podziału sieci, umożliwiając operatorom tworzenie niestandardowych sieci wirtualnych dostosowanych do konkretnych przypadków użycia. Umożliwia to alokację zasobów i optymalizację w celu spełnienia wymagań różnych aplikacji dotyczących opóźnień.
6. Przetwarzanie brzegowe i MEC:
   • Multi-Access Edge Computing (MEC) to kluczowa technologia w 5G, która polega na umieszczaniu zasobów obliczeniowych bliżej krawędzi sieci. Zmniejsza to odległość, jaką muszą przebyć dane, minimalizując opóźnienia. Przetwarzanie brzegowe ma kluczowe znaczenie w zastosowaniach czasu rzeczywistego, takich jak IoT, gry i AR/VR.
7. Optymalizacja sieci transportowej:
   • Sieć transportowa, w tym kable światłowodowe i routery, odgrywa kluczową rolę w minimalizowaniu opóźnień. Sieci 5G optymalizują infrastrukturę transportową, aby zapewnić wydajną transmisję danych z niskimi opóźnieniami.
8. Sieci bardzo gęste (UDN):
   • Aby zmniejszyć opóźnienia w zatłoczonych środowiskach miejskich, sieci 5G wdrażają bardzo gęste sieci o dużej gęstości małych komórek. Zapewnia to, że użytkownicy znajdują się blisko komórki, minimalizując czas przesyłania sygnału i opóźnienia.
9. Niezawodność i redundancja:
   Sieci
   • 5G zawierają funkcje niezawodności i mechanizmy redundancji, aby zapewnić komunikację o niskim opóźnieniu, nawet w przypadku awarii sieci lub zatorów. Redundantne ścieżki i systemy kopii zapasowych przyczyniają się do utrzymania dostępności usług.
10. 3 Standaryzacja GPP:
    • Projekt partnerstwa trzeciej generacji (3GPP) ustanawia standardy dla sieci 5G, w tym wymagania dotyczące opóźnień. Standaryzacja gwarantuje, że różne sieci 5G na całym świecie przestrzegają spójnych specyfikacji, promując interoperacyjność i ujednolicone podejście.

Podsumowując, wymagania dotyczące opóźnień w sieci 5G mają kluczowe znaczenie dla umożliwienia szerokiej gamy aplikacji wymagających reakcji w czasie rzeczywistym. Koncentracja tej technologii na niezwykle niezawodnej komunikacji o niskim opóźnieniu, dzieleniu sieci, przetwarzaniu brzegowym i optymalizacji sieci transportowej wspólnie przyczynia się do osiągnięcia celów związanych z niskimi opóźnieniami wyznaczonymi przez standardy 5G.