Ultraniezawodna komunikacja o niskim opóźnieniu (URLLC) to jeden z kluczowych przypadków użycia technologii 5G, którego celem jest zapewnienie wyjątkowo małych opóźnień i wysokiej niezawodności w zastosowaniach o znaczeniu krytycznym. Opóźnienie odnosi się do opóźnienia czasowego między transmisją danych od źródła (nadawcy) a otrzymaniem tych danych przez miejsce docelowe (odbiornik). W kontekście sieci 5G z URLLC osiągnięcie niskich opóźnień jest niezbędne w zastosowaniach, w których komunikacja w czasie rzeczywistym ma kluczowe znaczenie, takich jak pojazdy autonomiczne, automatyka przemysłowa i zdalna chirurgia.
Opóźnienie w sieci 5G z URLLC ma być znacznie niższe niż to, co można było osiągnąć w przypadku technologii bezprzewodowej poprzednich generacji. Projekt Partnerstwa Trzeciej Generacji (3GPP), organizacja odpowiedzialna za opracowywanie światowych standardów telekomunikacyjnych, wyznaczyła ambitne cele w zakresie opóźnień w scenariuszach URLLC w ramach specyfikacji 5G.
Wymagania dotyczące opóźnień dla URLLC w 5G są często podzielone na dwa elementy:
- Opóźnienie transmisji: Jest to czas potrzebny pakietowi danych na podróż od nadawcy do odbiorcy. W scenariuszach URLLC celem sieci 5G jest osiągnięcie wyjątkowo małych opóźnień w transmisji, zwykle rzędu kilku milisekund.
- Opóźnienie przetwarzania: Odnosi się to do czasu potrzebnego elementom sieci, w tym stacji bazowej i sieci rdzeniowej, na przetwarzanie i przesyłanie danych. Celem jest zminimalizowanie opóźnień przetwarzania, aby zapewnić, że ogólne opóźnienie od końca do końca spełnia rygorystyczne wymagania aplikacji URLLC.
Do osiągnięcia małych opóźnień w sieci 5G przy użyciu adresu URLLC przyczynia się kilka czynników:
- Przetwarzanie brzegowe: Rozmieszczając zasoby obliczeniowe bliżej krawędzi sieci, w pobliżu urządzeń użytkowników, można zminimalizować opóźnienia przetwarzania.
- Advanced Air Interface: 5G NR (Nowe radio) wprowadza zaawansowane technologie interfejsu radiowego, takie jak krótsze interwały czasu transmisji i opcje numerologiczne, które przyczyniają się do mniejszych opóźnień.
- Podział sieci: Koncepcja podziału sieci umożliwia operatorom tworzenie dedykowanych wycinków sieci o określonych cechach, w tym małych opóźnieniach, w celu spełnienia wymagań aplikacji URLLC.
- Zoptymalizowane protokoły: Zastosowanie zoptymalizowanych protokołów komunikacyjnych w 5G przyczynia się do zmniejszenia narzutu sygnalizacji, a w konsekwencji opóźnień.
Należy zauważyć, że rzeczywiste opóźnienie występujące w scenariuszu URLLC 5G może zależeć od różnych czynników, w tym wdrożenia sieci, warunków środowiskowych i konkretnych wymagań aplikacji. Jednak ogólnym celem jest osiągnięcie poziomów opóźnień, które sprawią, że sieć 5G będzie odpowiednia do zastosowań wymagających ultraniezawodnej komunikacji o niskim opóźnieniu.