โครงสร้างพื้นฐานดิจิทัล 5G: การเชื่อมต่อ อธิปไตย และอนาคต

อินฟอร์เมเทค ดิจิตอล » Recursos » โครงสร้างพื้นฐานดิจิทัล 5G: การเชื่อมต่อ อธิปไตย และอนาคต

การมาถึงของ5G และโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลใหม่ ๆกำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการเชื่อมต่อ วิธีการทำงาน และการดำเนินงานของเมืองและธุรกิจอย่างสิ้นเชิง เรากำลังพูดถึงเครือข่ายมือถือที่เร็วเป็นพิเศษ ไฟเบอร์ออปติกที่ครอบคลุมทุกหนทุกแห่ง ศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์ และระบบรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ขั้นสูง ซึ่งทั้งหมดนี้รวมกันเป็นแกนหลักของการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัล

ในสเปนและสหภาพยุโรป ได้มีการเปิดตัวยุทธศาสตร์ระดับชาติและระดับภูมิภาคอย่างแท้จริงเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีใครถูกทิ้งไว้ข้างหลัง ไม่ว่าจะเป็นพื้นที่ชนบท วิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อม หรือกลุ่มเปราะบาง ในขณะเดียวกัน ก็มีการแข่งขันระดับโลกเพื่อความเป็นใหญ่ทางดิจิทัล ซึ่งสหรัฐอเมริกา จีน อินเดีย และยุโรปกำลังแข่งขันกัน โดยที่ 5G คลาวด์ ปัญญาประดิษฐ์ และความปลอดภัยทางไซเบอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญ

แผนงานด้านการเชื่อมต่อและโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลและความสัมพันธ์กับ 5G

แผนงานด้านการเชื่อมต่อและโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัล หรือที่เรียกกันว่า "แผนงานเพื่อการเชื่อมต่อและโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัล" นั้น เป็นแผนงานอย่างเป็นทางการของรัฐบาลในการวางเครือข่ายความจุสูงทั่วประเทศ แผนงานนี้ได้รับการประสานงานโดยสำนักเลขาธิการแห่งรัฐด้านโทรคมนาคมและโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัล และเป็นเสาหลักแรกของยุทธศาสตร์ดิจิทัลสเปน 2026 ซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนของวาระปี 2030

จุดประสงค์หลักคือการใช้ประโยชน์จากการเชื่อมต่อและการแปลงเป็นดิจิทัลเพื่อลดช่องว่างทางดิจิทัลทุกประเภท ไม่ว่าจะเป็นด้านเศรษฐกิจ สังคม เพศ อายุ ภูมิศาสตร์ หรือผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เป้าหมายที่ตั้งไว้สำหรับปี 2025 คือประชากร 100% จะได้รับความครอบคลุมมากกว่า 100 Mbps และสเปนจะเสริมสร้างตำแหน่งของตนในฐานะศูนย์กลางสำคัญด้านโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลข้ามพรมแดนในยุโรปใต้

แผนนี้ได้รับการเสริมด้วยยุทธศาสตร์การวางระบบเทคโนโลยี 5Gซึ่งกำหนดแผนการติดตั้งเครือข่ายมือถือใหม่ โดยรวมแล้ว แผนทั้งสองนี้ประกอบกันเป็นส่วนประกอบด้านการเชื่อมต่อ 5G และความปลอดภัยทางไซเบอร์ของแผนฟื้นฟู เพื่อให้มั่นใจว่าระบบโทรคมนาคมมีขีดความสามารถ ความยืดหยุ่น และความพร้อมใช้งานที่เพียงพอในทุกพื้นที่ของประเทศ

การลงทุนโดยตรงจากภาครัฐที่วางแผนไว้สำหรับช่วงปี 2021-2025 มีมูลค่า2.320 พันล้านยูโรสำหรับการเชื่อมต่อและโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลเพียงอย่างเดียว อย่างไรก็ตาม ผลกระทบที่ตามมาจากการใช้เทคโนโลยี 5G จะมีมูลค่าเกิน 4.000 พันล้านยูโรในอีกห้าปีข้างหน้า ซึ่งจะส่งเสริมให้สเปนมีความเป็นอันหนึ่งอันเดียวกันทั้งในด้านพื้นที่และสังคมมากขึ้น

ในขณะเดียวกัน การระบาดของโควิด-19 ได้เน้นย้ำว่าการเชื่อมต่อเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญอย่างยิ่งในปัจจุบันเทียบเท่ากับพลังงานหรือการขนส่ง 5G กำลังกลายเป็นส่วนประกอบที่จะเติมเต็มระบบนิเวศนี้ ช่วยอำนวยความสะดวกทั้งการฟื้นตัวทางเศรษฐกิจและความสมานฉันท์ทางสังคมและภูมิภาค ด้วยความสามารถในการเชื่อมต่อผู้คน ธุรกิจ และหน่วยงานภาครัฐแบบเรียลไทม์

วัตถุประสงค์ การปฏิรูป และการลงทุนที่สำคัญสำหรับโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัล 5G

องค์ประกอบด้านการเชื่อมต่อ เครือข่าย 5G และความปลอดภัยทางไซเบอร์ของแผนฟื้นฟูเศรษฐกิจได้กำหนดเป้าหมายที่ชัดเจนมาก นั่นคือ การครอบคลุมความเร็วสูงทั่วประเทศการเป็นผู้นำในยุโรปด้านการติดตั้งเครือข่าย 5G และการวางตำแหน่งสเปนให้เป็นศูนย์กลางระดับนานาชาติสำหรับโครงสร้างพื้นฐานและบุคลากรที่มีความสามารถด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์

ความท้าทายหลักที่องค์ประกอบนี้กล่าวถึงมุ่งเน้นไปที่การแก้ไขความล้มเหลวของตลาดที่ขัดขวางการขยายเครือข่ายความเร็วสูงพิเศษในพื้นที่ชนบทและเขตยุทธศาสตร์ การป้องกันช่องว่างทางดิจิทัลใหม่ ๆ และการเสริมสร้างศักยภาพในการรับมือกับภัยคุกคามทางไซเบอร์ ทั้งหมดนี้ดำเนินการผ่านแผนการเชื่อมต่อ แผนยุทธศาสตร์ 5G และการปฏิรูปกฎระเบียบหลายประการ

ในบรรดาการปฏิรูปโครงสร้าง การอนุมัติกฎหมายโทรคมนาคมทั่วไปฉบับใหม่ (การแปลงประมวลกฎหมายการสื่อสารอิเล็กทรอนิกส์ของยุโรป) และแผนงาน 5G ที่โดดเด่น ซึ่งรวมถึงการจัดการและการจัดสรรคลื่นความถี่ การลดอุปสรรคในการใช้งาน การสนับสนุนหน่วยงานท้องถิ่นที่มีแนวปฏิบัติด้านกฎระเบียบที่ดี และกฎหมายความปลอดภัยทางไซเบอร์ 5G ในอนาคต

กลุ่มการลงทุนนี้แบ่งออกเป็นหลายสายงาน ได้แก่ การขยายเครือข่ายบรอดแบนด์ความเร็วสูงพิเศษ (C15.I1) การเสริมสร้างการเชื่อมต่อในศูนย์กลางสำคัญและนิคมอุตสาหกรรม (C15.I2) บัตรกำนัลการเชื่อมต่อสำหรับ SMEs และกลุ่มเปราะบาง (C15.I3) การปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงานในโครงสร้างพื้นฐานด้านโทรคมนาคมในอาคาร (C15.I4) และการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลข้ามพรมแดน เคเบิลใต้น้ำ และคลาวด์ยุโรป (C15.I5)

นอกจากนี้ ยังมีการส่งเสริมการลงทุนเฉพาะด้านสำหรับการใช้งาน 5G โดยตรง (C15.I6) ในเส้นทางคมนาคม ศูนย์กลางประชากร และเครือข่ายส่งสัญญาณเคลื่อนที่ รวมถึงโครงการขับเคลื่อนภาคส่วน ระบบนิเวศการวิจัยและพัฒนาด้าน 5G และ 6G ความสามารถด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ขั้นสูง (C15.I7) และชิป PERTE (C15.I8 และ C15.I9) ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อเสริมสร้างระบบนิเวศของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ห้องปลอดเชื้อ การออกแบบเซมิคอนดักเตอร์ และการผลิตเชิงนวัตกรรม

ตัวชี้วัดสำคัญด้านการเชื่อมต่อ ความครอบคลุม และความเท่าเทียมกัน

องค์ประกอบสำคัญของกลยุทธ์นี้คือการขยายบรอดแบนด์ความเร็วสูงพิเศษอย่างน้อย 100 Mbps ให้ครอบคลุมประชากรทั้งหมด โดยเน้นที่การเสริมความแข็งแกร่งของการเชื่อมต่ออย่างน้อย 30 Mbps ในพื้นที่ที่ปัจจุบันยังขาดแคลนบรอดแบนด์ที่เพียงพอ นี่เป็นการวางรากฐานสำหรับการขยายเครือข่าย 5G อย่างกว้างขวางในอนาคต เพื่อให้เข้าใจถึงความสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับบริการเหล่านี้ได้ดียิ่งขึ้น โปรดดู ส่วนเกี่ยวกับ ความสำคัญของเครือข่าย LAN, MAN และ WAN

เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีใครถูกทิ้งไว้ข้างหลังกำลังมีการพิจารณามอบบัตรกำนัลสำหรับการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตให้กับกลุ่มเปราะบางที่ประสบปัญหาทางการเงินในการเข้าถึงการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตแบบคงที่หรือแบบเคลื่อนที่ ความต้องการนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในช่วงรูปแบบการเรียนรู้แบบผสมผสานที่นำมาใช้ในระหว่างการระบาดใหญ่ เมื่อหลายครอบครัวไม่สามารถทำงานจากระยะไกลหรือรับประกันการเข้าถึงการศึกษาทางดิจิทัลของบุตรหลานได้

มาตรการอีกชุดหนึ่งมุ่งเป้าไปที่สิ่งที่แผนเรียกว่า “เกาะเทคโนโลยี” ได้แก่พื้นที่อุตสาหกรรม ศูนย์ข้อมูล ศูนย์กลางโลจิสติกส์ และศูนย์วิจัยซึ่งมีการใช้ข้อมูลสูงมาก เป้าหมายคือการติดตั้งการเชื่อมต่อ 1 Gbps ในพื้นที่เหล่านี้เพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันระดับนานาชาติของภาคการผลิตที่ทันสมัยที่สุด ในบริบทนี้ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานในศูนย์ข้อมูลจึงกลายเป็นสิ่งสำคัญยิ่งขึ้น

วิสาหกิจขนาดกลางและ ขนาดย่อม (SMEs) ก็มีเครื่องมือของตนเองเช่นกัน นั่นคือบัตรกำนัลการเชื่อมต่อที่เชื่อมโยงกับโครงการด้านดิจิทัลซึ่งช่วยให้วิสาหกิจขนาดเล็กและขนาดกลางสามารถเข้าถึงเครือข่ายที่มีความจุสูงได้โดยที่ค่าใช้จ่ายในการเชื่อมต่อไม่เป็นอุปสรรคที่ยากเกินไป เครื่องมือเหล่านี้ถูกบูรณาการเข้ากับ โครงการริเริ่ม ด้านโทรคมนาคมทางธุรกิจที่มุ่งเน้นการเปลี่ยนแปลงกระบวนการและบริการ

สุดท้ายนี้ การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลข้ามพรมแดน (คลาวด์ ไมโครโปรเซสเซอร์ การสื่อสารผ่านดาวเทียม เคเบิลใต้น้ำ) กำลังได้รับการส่งเสริมโดยความร่วมมือกับประเทศสมาชิกอื่นๆ ภายใต้โครงการ Connecting Europe Facility ซึ่งเป็นการเสริมสร้างอำนาจอธิปไตยทางดิจิทัลของยุโรปและบทบาทของสเปนในฐานะจุดเชื่อมต่อ ในบริบทนี้การสื่อสารผ่านดาวเทียมกำลังกลายเป็นส่วนเสริมที่สำคัญของเครือข่ายภาคพื้นดิน

แผน 5G ระดับชาติ: คลื่นความถี่ โครงการนำร่อง และกรอบการกำกับดูแล

แผน 5G แห่งชาติถูกสร้างขึ้นด้วยความมุ่งมั่นที่จะผลักดันให้สเปนเป็นหนึ่งในประเทศผู้นำด้านการพัฒนา 5Gเพื่อที่เมื่อเทคโนโลยีนี้ถึงขั้นพร้อมใช้งานเชิงพาณิชย์ ประเทศจะพร้อมที่จะใช้ประโยชน์จากศักยภาพของเทคโนโลยีได้อย่างเต็มที่ การเปลี่ยนผ่านไปสู่ ​​5G ไม่ใช่แค่การเปลี่ยนแปลงความเร็วเหมือนกับการเปลี่ยนจาก 3G ไป 4G แต่หมายถึงผลกระทบในวงกว้างต่อเศรษฐกิจและสังคมโดยรวม

เครือข่ายมือถือใหม่จะช่วยให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้จำนวนมากอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน รองรับ ข้อมูลปริมาณมหาศาลและควบคุมระยะไกลแบบเรียลไทม์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการเร่งการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัล ตั้งแต่ภาคอุตสาหกรรมอัจฉริยะไปจนถึงการดูแลสุขภาพและการคมนาคมที่เชื่อมต่อถึงกัน

แผน 5G แห่งชาติวางโครงสร้างการดำเนินงานโดยยึดหลักสำคัญ 4 ประการ ได้แก่ การบริหารจัดการและวางแผนคลื่นความถี่วิทยุ การส่งเสริมเทคโนโลยีด้วยโครงการนำร่องเครือข่ายและบริการต่างๆ และโครงการวิจัยและพัฒนา การประสานงานแผนและความร่วมมือระหว่างประเทศ และการปรับปรุงกฎระเบียบเพื่อให้เกิดความมั่นคงทางกฎหมายต่อการลงทุนและการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน

ในแง่ของคลื่นความถี่ มีการวางแผนและประมูลคลื่นความถี่สำคัญๆ ไว้แล้ว เช่น คลื่นความถี่ 3,6–3,8 GHz ซึ่งประมูลไปเมื่อปี 2018 และคลื่นความถี่ 700 MHz (คลื่นความถี่ดิจิทัลส่วนที่สอง) มีกำหนดประมูลในปี 2020 แต่การประมูลถูกเลื่อนออกไปเนื่องจากการระบาดใหญ่ ในขณะเดียวกัน ก็มีการจัดตั้งสำนักงานเทคนิคแผน 5G ขึ้นเพื่อประสานงานการดำเนินงาน และมีการเปิดรับฟังความคิดเห็นจากสาธารณะในปี 2017 เพื่อรวบรวมข้อเสนอแนะจากผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในอุตสาหกรรม

แผนงานนี้ประกอบด้วยเป้าหมายรายปี ได้แก่ปี 2017 เป็นปีแห่งการออกแบบและการปรึกหารือปี 2018 เป็นจุดเริ่มต้นของการประมูลคลื่นความถี่และการเปิดรับโครงการนำร่องและโครงการวิจัยและพัฒนา ปี 2019 เป็นปีแห่งโครงการนำร่องและการปล่อยเงินปันผลดิจิทัลรอบที่สอง และปี 2020 เป็นปีแห่งการเริ่มต้นการใช้งานเครือข่าย 5G ในเชิงพาณิชย์

ความครอบคลุมของ 5G เส้นทางคมนาคม และความท้าทายด้านประชากรศาสตร์

เพื่อให้ 5G มีผลกระทบอย่างแท้จริง การเปิดใช้งานเสาอากาศในเมืองใหญ่เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ แผนของสเปนนั้นมุ่งเร่งการติดตั้งและการครอบคลุมของ 5Gตามเส้นทางคมนาคมหลักทั้งในประเทศและข้ามพรมแดน (ทางหลวง ทางรถไฟ เส้นทางหลักและรอง และส่วนชายแดน) โดยประสานงานกับเส้นทางที่กำหนดโดยคณะกรรมาธิการยุโรป นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ บริการ ขนส่งที่เชื่อมต่อกันและโลจิสติกส์ขั้นสูง

ขณะนี้ กำลังมีการวางแผนส่งเสริมเส้นทางคมนาคมข้ามประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเส้นทางที่เชื่อมสเปนกับโปรตุเกสและฝรั่งเศสเพื่อให้การขนส่ง โลจิสติกส์ และบริการการเดินทางที่เชื่อมต่อกันสามารถดำเนินงานได้อย่างต่อเนื่องทั่วทั้งยุโรป ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น ยานพาหนะที่เชื่อมต่อกัน และการจัดการจราจรแบบอัจฉริยะ

รัฐบาลยังมีเป้าหมายที่จะเร่งการขยายเครือข่าย 5G ไปยังทุกพื้นที่ของประเทศ ทั้งในเขตเมืองและชนบท โดยมีโครงการเฉพาะเพื่อเพิ่มขีดความสามารถของโครงข่ายหลักที่มีอยู่ ความหนาแน่นของสถานีฐานที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน 5G นั้น จำเป็นต้องเสริมความแข็งแกร่งทั้งในส่วนของโครงข่ายใยแก้วนำแสงและโครงข่ายไร้สาย

คาดการณ์ว่าระหว่าง800.000 ถึง 1.400.000 คนส่วนใหญ่เป็นผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ชนบท ยังคงประสบปัญหาการเข้าถึงบรอดแบนด์มือถือความเร็ว 30 Mbps ที่ไม่เพียงพอ หนึ่งในลำดับความสำคัญคือการขยายเครือข่าย 5G เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาด้านประชากรศาสตร์นี้ ทำให้สามารถเข้าถึงบริการดิจิทัลขั้นสูงในด้านการศึกษา การดูแลสุขภาพ และรัฐบาลอิเล็กทรอนิกส์ได้ เพื่อเข้าถึงพื้นที่เหล่านี้ กำลังมีการพิจารณาโซลูชันเพิ่มเติม เช่นเทคโนโลยีชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ซึ่งเป็นส่วนเสริมของการครอบคลุมผ่านดาวเทียมแบบดั้งเดิม

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ จำเป็นต้องมีการลงทุนใหม่ทั้งในเทคโนโลยีภาคพื้นดินและดาวเทียม เพื่อปรับปรุงการเชื่อมต่อสำหรับสถานีฐาน 5G ใหม่และที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีประชากรเบาบาง การเปลี่ยนลิงก์วิทยุและองค์ประกอบอื่นๆ ที่เป็นคอขวดของปริมาณการใช้งาน 5G ในปัจจุบันจะเป็นกุญแจสำคัญ เนื่องจากคาดว่าสถานีฐานเคลื่อนที่ประมาณ 5.000 แห่งยังคงใช้การเชื่อมต่อที่ไม่สามารถรองรับความเร็ว 1 Gbps ได้ การปรับปรุงการกำหนดค่าและการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ลิงก์วิทยุ ได้รับการสนับสนุนจากคู่มือเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับการกำหนดค่าอุปกรณ์และลิงก์

กรณีการใช้งานรถแทรกเตอร์: อุตสาหกรรม บริการที่จำเป็น และเมืองอัจฉริยะ

การเปิดตัว 5G ถูกมองว่าเป็นโอกาสในการสร้างระบบนิเวศนวัตกรรมประยุกต์ที่ซึ่งบริษัท ผู้ให้บริการ และศูนย์วิจัยร่วมกันออกแบบโซลูชันที่สามารถส่งออกและขยายขนาดได้ในระดับสากล เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ จึงมีการส่งเสริมกรณีการใช้งานที่ "ขับเคลื่อน" ในภาคส่วนเชิงกลยุทธ์และบริการที่จำเป็น

ในด้านเศรษฐกิจ กิจกรรมที่มีผลกระทบสูง เช่นการผลิตขั้นสูง โลจิสติกส์ ยานยนต์ พลังงานและสาธารณูปโภค กำลังได้รับความสำคัญ โดยใช้ประโยชน์จากความหน่วงต่ำและการจัดการอุปกรณ์จำนวนมากเพื่อทำให้กระบวนการเป็นไปโดยอัตโนมัติ เปิดใช้งานการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ และเชื่อมต่อโรงงานผลิตที่กระจายอยู่ทั่วพื้นที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาคพลังงานกำลังอยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงที่ขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยีที่พลิกโฉมวงการซึ่งเชื่อมโยงกับโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะและการแปลงเป็นดิจิทัล

ในด้านบริการที่จำเป็น โครงการต่างๆ ในด้านการแพทย์ทางไกล การศึกษาอัจฉริยะ และการดูแลสุขภาพและสังคมขั้นสูงกำลังอยู่ระหว่างการทดสอบ โดยการเชื่อมต่อ 5G จะรองรับวิดีโอความละเอียดสูงแบบเรียลไทม์ อุปกรณ์ IoT ทางการแพทย์บันทึกสุขภาพอิเล็กทรอนิกส์เครื่องมือจัดการตนเองเกี่ยวกับโรค และการสนับสนุนระยะไกลสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพ

เมืองอัจฉริยะเป็นอีกหนึ่งพื้นที่ที่มีศักยภาพสูง: เทคโนโลยี 5G ช่วยให้สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์เพื่อจัดการจราจร ไฟส่องสว่างตามท้องถนน การใช้พลังงาน ขยะในเมือง และคุณภาพอากาศและน้ำ ได้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีการสำรวจการใช้งานโดรนเพื่อการเฝ้าระวัง การตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐาน และการจัดส่งเวชภัณฑ์อย่างเร่งด่วนอีกด้วย

ในระดับยุโรป โครงการนำร่องบางโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก Connecting Europe Facility กำลังติดตั้งเครือข่าย 5G แบบไม่พึ่งพาตนเอง ซึ่งจะพัฒนาไปเป็นเครือข่ายแบบพึ่งพาตนเอง โดยติดตั้งสถานีฐานใหม่ที่มีเทคโนโลยี MIMO การเชื่อมต่อไฟเบอร์หรือคลื่นวิทยุ และทรัพยากรการประมวลผลบนคลาวด์และเอดจ์ โครงการเหล่านี้มุ่งเน้นไปที่การดูแลสุขภาพดิจิทัลโรงเรียนอัจฉริยะและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และการป้องกันภัยพลเรือนขั้นสูงจากไฟไหม้หรือน้ำท่วม โดยได้รับการสนับสนุนอย่างมากจาก AI และ IoT การบูรณาการการประมวลผลบนคลาวด์และเอดจ์เป็นกุญแจสำคัญสำหรับกรณีการใช้งานเหล่านี้จำนวนมาก

โครงสร้างพื้นฐาน 5G คืออะไรกันแน่ และมันต้องพึ่งพา 4G อย่างไร?

โครงสร้างพื้นฐาน 5G ประกอบด้วยเครือข่ายสถานีฐานขนาดใหญ่และเซลล์ขนาดเล็กที่ช่วยให้การทำงานของเทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่เป็นไปอย่างราบรื่น หน้าที่ของมันคือการให้บริการที่มีความหน่วงต่ำมากและแบนด์วิดท์สูงสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น ยานยนต์กึ่งอัตโนมัติ อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง และบริการทางอุตสาหกรรมที่สำคัญ

โครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพส่วนใหญ่มีอยู่แล้วจากเครือข่าย 4G ได้แก่ เสา เสาอากาศ และสถานีฐาน ซึ่งขณะนี้กำลังได้รับการอัปเกรดด้วยเสาอากาศและอุปกรณ์วิทยุ 5G ใหม่ ความแปลกใหม่เกิดขึ้นจากความต้องการเครือข่ายเซลล์ขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นสูงมากและการใช้คลื่นมิลลิเมตร (mmWave) ในกรณีที่ทำได้ เนื่องจากความถี่เหล่านี้ใช้งานได้เฉพาะในระยะทางสั้นๆ และต้องมีเส้นทางการมองเห็นโดยตรงเท่านั้น

ผลลัพธ์ที่ได้คือเครือข่ายที่ประกอบด้วยโหนดกระจายจำนวนมากที่เชื่อมต่อกันผ่านใยแก้วนำแสงหรือลิงก์ไร้สายความจุสูง โดยใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีต่างๆ เช่น Massive MIMO, beamforming และOFDM เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้คลื่นความถี่ เครือ ข่ายมือถือเปลี่ยนจากการพึ่งพาเสาส่งสัญญาณกำลังสูงเพียงไม่กี่แห่ง ไปเป็นการพึ่งพาจุดเชื่อมต่อจำนวนมากที่อยู่ใกล้ผู้ใช้มากขึ้น

นอกจากนี้ สถาปัตยกรรม 5G ยังนำเสนอ การจำลอง ฟังก์ชันเครือข่ายเสมือน (Network Function Virtualization)และการแบ่งส่วนเครือข่าย (Network Slicing) ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างเครือข่ายเสมือนอิสระบนโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพเดียวกันได้ ทำให้สามารถสงวนส่วนเครือข่ายเฉพาะไว้สำหรับการใช้งานที่สำคัญ (เช่น ยานยนต์ไร้คนขับ บริการฉุกเฉิน อุตสาหกรรม 4.0) โดยไม่รบกวนการรับส่งข้อมูลของผู้บริโภคทั่วไป สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบจำลองและเลเยอร์ของเครือข่าย โปรดดู ที่แบบ จำลองOSI

ในทางปฏิบัติ 5G ไม่ได้เกิดขึ้นใหม่ทั้งหมด แต่ใช้พื้นฐานจาก LTE และโครงข่ายใยแก้วนำแสงที่มีอยู่แล้ว และพัฒนาไปในสองขั้นตอน ได้แก่ ขั้นตอนแรกคือ 5G NSA (Non-Standalone) ซึ่งใช้โครงสร้างพื้นฐานของ 4G เดิม และขั้นตอนที่สองคือ 5G SA (Standalone) ซึ่งมีแกนหลักเป็นของตัวเอง มีความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงกว่า และมีความหน่วงต่ำกว่ามาก

ผลกระทบของ 5G ต่อ IoT อาคารอัจฉริยะ และที่อยู่อาศัย

การผสานรวมระหว่าง 5G และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) จะทำให้สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์และอุปกรณ์เชื่อมต่อหลายล้านชิ้นในบ้าน อาคาร โรงงาน และเมืองต่างๆ ซึ่งจะช่วยให้สามารถตรวจสอบการใช้พลังงาน ปรับแสงสว่างให้เหมาะสม ปรับปรุงความปลอดภัย และตรวจจับเหตุการณ์ต่างๆ ได้แบบเรียลไทม์

ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมคือ โครงสร้างพื้นฐาน ไฟ LED อัจฉริยะในสภาพแวดล้อมเมือง: ไฟถนนที่เชื่อมต่อกันซึ่งปรับความสว่างตามการมีอยู่ของคนเดินเท้าหรือยานพาหนะ แจ้งเตือนเมื่อเกิดการชำรุด และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน สร้างข้อมูลที่มีค่ามหาศาลสำหรับการบริหารจัดการของเทศบาล

ในภาคสังคมและสาธารณสุข การบูรณาการ 5G ในบ้านพักคนชราและที่พักอาศัยส่วนตัวช่วยให้สามารถใช้งานระบบการแพทย์ทางไกลขั้นสูงโดยอาศัยเซ็นเซอร์ อุปกรณ์สวมใส่ และแพลตฟอร์มอัจฉริยะ เช่น โซลูชันสำหรับการตรวจสอบชีวิตประจำวันของผู้ใช้ระบบเหล่านี้จะวิเคราะห์รูปแบบกิจวัตรประจำวัน ตรวจจับพฤติกรรมที่ผิดปกติ และส่งการแจ้งเตือนอัตโนมัติไปยังสมาชิกในครอบครัวหรือผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพ

อาคารอัจฉริยะ ไม่ว่าจะเป็นโรงแรม โรงพยาบาล โรงเรียน หรืออาคารชุด กำลังกลายเป็นศูนย์กลาง IoT ในเมือง ที่สามารถโต้ตอบกับเมืองและให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับการใช้งาน การบริโภค และความเสี่ยง บริษัทที่เชี่ยวชาญด้านโครงสร้างพื้นฐานโทรคมนาคมในอาคารกำลังอำนวยความสะดวกในการบูรณาการเทคโนโลยี 5G และ IoTเพื่อใช้ประโยชน์จากสถานการณ์ใหม่นี้

ทั้งหมดนี้เชื่อมโยงกับแนวคิดของเมืองอัจฉริยะ: เมืองไม่เพียงแต่มีการเชื่อมต่อที่ดีเท่านั้น แต่ยังใช้ข้อมูลที่สร้างขึ้นจากโครงสร้างพื้นฐานและบริการต่างๆ อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อการตัดสินใจที่ชาญฉลาดขึ้น ประหยัดทรัพยากร และปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้อยู่อาศัย

5G และเมืองอัจฉริยะ: ความท้าทาย โอกาส และตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม

เมืองอัจฉริยะคือสภาพแวดล้อมในเมืองที่บูรณาการเทคโนโลยีดิจิทัลเพื่อจัดการทรัพยากรและบริการสาธารณะอย่างมีประสิทธิภาพตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ที่ควบคุมสัญญาณไฟจราจร ถังขยะที่แจ้งเตือนเมื่อเต็ม ไฟถนนที่ตรวจจับการมีอยู่ และระบบที่ตรวจสอบการจราจรและคุณภาพอากาศ เป็นต้น

5G คือกุญแจสำคัญในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ IoT นับล้านเครื่องต่อตารางกิโลเมตรพร้อมกัน โดยให้ความเร็วสูงสุดถึง 1 Gbps และความหน่วงประมาณ 1 มิลลิวินาที การตอบสนองที่รวดเร็วและความสามารถในการจัดการการเชื่อมต่อจำนวนมหาศาลนี้เองที่ทำให้โครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลที่แข็งแกร่งและปรับขนาดได้ มีความเหมาะสม สำหรับเมืองอัจฉริยะ

อย่างไรก็ตาม การนำ 5G มาใช้ในเมืองนั้นมีความท้าทายอย่างมาก: จำเป็นต้องมีสถานีฐานและอุปกรณ์จำนวนมาก ซึ่งหมายถึงการลงทุนมหาศาลและการวางแผนการครอบคลุมพื้นที่อย่างรอบคอบ การรับรองความสามารถในการทำงานร่วมกันระหว่างเซ็นเซอร์และแพลตฟอร์มจากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน และการจัดการกับความเสี่ยงด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์และความเป็นส่วนตัวก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน

แอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ได้แก่ ระบบขนส่งอัตโนมัติและเชื่อมต่อ ระบบไฟส่องสว่างตามถนนแบบปรับได้ ระบบเฝ้าระวังด้วยวิดีโอพร้อมการวิเคราะห์ภาพแบบเรียลไทม์ ระบบจัดการขยะอัจฉริยะ และระบบการแพทย์ทางไกลในเมืองพร้อมรถพยาบาลที่เชื่อมต่อกันโซลูชันทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับเครือข่ายที่เชื่อถือได้ ปลอดภัย และมีความหน่วงต่ำ

แม้ว่าการเชื่อมต่อที่ดีเป็นสิ่งจำเป็น แต่การเชื่อมต่อที่ดีเพียงอย่างเดียวไม่ได้ทำให้เมืองนั้น "ฉลาด" ขึ้น ความแตกต่างอยู่ที่การใช้ข้อมูลที่สร้างขึ้นอย่างเป็นระบบและมีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเมืองและตัดสินใจบนพื้นฐานของข้อมูลซึ่ง 5G ช่วยอำนวยความสะดวกในเรื่องนี้โดยการเพิ่มแหล่งข้อมูลแบบเรียลไทม์ให้มากขึ้น

ความสามารถทางเทคนิคของ 5G เมื่อเทียบกับ 4G และ 3G

เทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือรุ่นที่ 5 โดดเด่นด้วยการเชื่อมต่อที่เร็วกว่า 4G ถึง 100 เท่าในสภาวะที่เหมาะสม ความหน่วงต่ำมากในระดับมิลลิวินาที และแบนด์วิดท์ที่มากกว่าอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถจัดการอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อพร้อมกันจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เครือข่าย 3G ถือเป็นก้าวสำคัญของการท่องเว็บผ่านมือถือ โดยมีความเร็วสูงสุดเพียงไม่กี่เมกะบิตต่อวินาที ในขณะที่ 4G/LTE ยกระดับความเร็วขึ้นไปเป็นหลายสิบเมกะบิตต่อวินาที ทำให้สามารถรับชมวิดีโอความละเอียดสูงและสตรีมมิ่งคอนเทนต์จำนวนมหาศาลได้ ส่วน 5G นั้นก้าวไปอีกขั้นด้วยความเร็วสูงสุดตามทฤษฎีถึง 10 กิกะบิตต่อวินาทีและความหน่วงที่ลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า

ในแง่เทคนิค 5G นำเสนอเทคโนโลยีต่างๆ เช่น OFDM, Massive MIMO, คลื่นมิลลิเมตร, เซลล์ขนาดเล็ก, การสร้างลำแสง และการแบ่งส่วนเครือข่าย ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยให้ใช้คลื่นความถี่ที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพิ่มความจุของเครือข่าย และปรับเปลี่ยนทรัพยากรให้เหมาะสมกับแต่ละบริการหรือภาคส่วนได้อย่างยืดหยุ่น

จากมุมมองของผู้ใช้ หนึ่งในประโยชน์ที่เห็นได้ชัดที่สุดคือการลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ด้วยโปรโตคอลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและสัญญาณวิทยุที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม ในระดับเครือข่าย คาดว่า 5G จะช่วยลดการใช้พลังงานต่อหน่วยปริมาณการรับส่งข้อมูลได้มากถึง 90%

นอกจากนี้ การพัฒนาไปสู่ ​​5G SA จะช่วยให้สามารถกำจัดข้อจำกัดบางอย่างของ 4G ได้อย่างค่อยเป็นค่อยไป โดยนำเสนอแกนเครือข่าย 5G ที่สมบูรณ์แบบพร้อมที่จะผสานรวมฟังก์ชันการประมวลผลแบบ Edge Computing ขั้นสูงและบริการแบบเรียลไทม์ที่สำคัญได้อย่างเต็มที่

แอปพลิเคชันขั้นสูง: อุตสาหกรรม 4.0, การแพทย์ทางไกล, การสตรีมมิ่ง และการทำงานทางไกล

ในภาคธุรกิจ 5G กำลังกลายเป็นเทคโนโลยีที่มุ่งเน้นไปที่ตลาดเฉพาะกลุ่มมากกว่าผู้ใช้รายบุคคล อุตสาหกรรมการผลิตจะสามารถนำโรงงานอัจฉริยะมาใช้ได้ โดยที่หุ่นยนต์ เครื่องจักร และระบบโลจิสติกส์เชื่อมต่อกันแบบเรียลไทม์ และข้อมูลจะถูกป้อนเข้าสู่อัลกอริธึม AI เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

ระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติและรถยนต์เชื่อมต่อขึ้นอยู่กับความหน่วงต่ำและการสื่อสารที่ราบรื่นระหว่างรถยนต์กับรถยนต์ และระหว่างรถยนต์กับโครงสร้างพื้นฐาน ถนนที่ติดตั้งเซ็นเซอร์และเครื่องส่งสัญญาณที่สื่อสารกับรถยนต์ได้ทันทีจะช่วยเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพในระดับใหม่ลดอุบัติเหตุและการจราจรติดขัด

ในด้านการดูแลสุขภาพ การแพทย์ทางไกลจะได้รับประโยชน์จากวิดีโอคุณภาพสูงมาก การแบ่งปันภาพวินิจฉัยขั้นสูง และการใช้งานอุปกรณ์สวมใส่ทางการแพทย์อย่างแพร่หลาย ในระยะยาว การผสมผสานระหว่างหุ่นยนต์ 5G และ AI จะทำให้การผ่าตัดทางไกล เป็นไปได้ โดยผู้เชี่ยวชาญสามารถทำการผ่าตัดได้ในระยะทางหลายร้อยกิโลเมตรโดยใช้หุ่นยนต์ผ่าตัดที่เชื่อมต่อกันแบบเรียลไท ม์

ในโลกแห่งความบันเทิงและคอนเทนต์ 5G จะช่วยอำนวยความสะดวกให้กับประสบการณ์เสมือนจริงและความเป็นจริงเสริม การถ่ายทอดสดที่สมจริง และบริการสตรีมมิ่งที่เสถียรยิ่งขึ้นแม้ในที่ที่มีผู้คนจำนวนมาก นอกจากนี้ยังจะช่วยปรับปรุงคุณภาพการทำงานทางไกลได้อย่างมาก ด้วยการประชุมทางวิดีโอความละเอียดสูงและการเข้าถึงทรัพยากรบนคลาวด์ได้อย่างราบรื่น

สุดท้ายนี้ เทคโนโลยี Edge Computing ซึ่งเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับ 5G จะทำให้สามารถประมวลผลข้อมูลได้ใกล้กับจุดที่ข้อมูลถูกสร้างขึ้น ลดความหน่วงลง และช่วยให้สามารถใช้งานในกรณีที่ต้องการการตอบสนองแบบเรียลไทม์เช่น ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม เมืองอัจฉริยะ หรือบริการฉุกเฉิน

การติดตั้ง 5G ในสเปนและความเป็นผู้นำระดับนานาชาติ

ในประเทศสเปน แผนงาน 5G เริ่มต้นในปี 2017 ด้วยการปรึกษาหารือกับสาธารณะและการวางแผน ต่อด้วยการประมูลคลื่นความถี่ 3,6–3,8 GHz ในปี 2018 และโครงการนำร่องและการทดลองเชิงพาณิชย์เบื้องต้นในปี 2019–2020 การใช้งานเชิงพาณิชย์จริงเริ่มขึ้นในปี 2020–2021 โดยเริ่มแรกในโหมด 5G NSA ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากโครงสร้างพื้นฐาน 4G ที่มีอยู่เดิม

การประมูลคลื่นความถี่ 700 MHz ถูกเลื่อนออกไปเนื่องจากการระบาดใหญ่ ซึ่งส่งผลกระทบต่อความพร้อมใช้งานของ 5G ในความถี่ต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับการครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่และปรับปรุงการทะลุทะลวงภายในอาคาร ถึงกระนั้น ผู้ให้บริการรายใหญ่ก็ยังคงขยายการครอบคลุมอย่างต่อเนื่อง โดยค่อยๆ เปลี่ยนไปใช้ 5G SA ตั้งแต่ปี 2023 โดยใช้ใยแก้วนำแสงเฉพาะและเครือข่ายหลัก 5G

ในระดับสากล การติดตั้ง 5G กำลังเกิดขึ้นในอัตราที่ไม่เคยมีมาก่อน โดยเกาหลีใต้ สหรัฐอเมริกา จีน สวิตเซอร์แลนด์ และกลุ่มประเทศนอร์ดิกเป็นผู้นำ อย่างไรก็ตาม สเปนก็กำลังพยายามอย่างมากด้วยแผนงาน ÚNICO และความมุ่งมั่นในการสร้างเครือข่ายคลื่นความถี่กลางอย่างแท้จริงทำให้สเปนอยู่ในตำแหน่งที่แข็งแกร่งเมื่อเทียบกับประเทศอื่นๆ ในยุโรป

คาดการณ์ว่าภายในปี 2025 ประชากรสเปนประมาณ 75% จะสามารถเข้าถึงเครือข่าย 5G SA ได้ โดยจะเริ่มจากการให้บริการในเทศบาลที่มีประชากรมากกว่า 20.000 คนก่อน แล้วค่อยขยายไปยังเมืองเล็กๆ ต่อไป รายงานการเปรียบเทียบประสิทธิภาพระบุว่า เครือข่าย 5G ของสเปนมีประสิทธิภาพเหนือกว่าประเทศอย่างเยอรมนีหรือสหราชอาณาจักร

ในขณะเดียวกัน การพัฒนา เครือข่าย 5G ส่วนตัวสำหรับภาคอุตสาหกรรมก็กำลังได้รับการเสริมสร้างความแข็งแกร่งโดยที่บริษัทและองค์กรต่างๆ สามารถมีโครงสร้างพื้นฐานมือถือเฉพาะของตนเอง ซึ่งผสานรวมกับการประมวลผลแบบเอดจ์และบริการคลาวด์สำหรับกรณีการใช้งานที่สำคัญอย่างยิ่ง

การแข่งขันระดับโลกเพื่อพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลและปัญญาประดิษฐ์

ในระดับโลก โครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลและ 5G ไม่ใช่เพียงแค่ประเด็นทางเทคโนโลยีอีกต่อไป แต่เป็นเรื่องของอธิปไตยและอำนาจทางเศรษฐกิจโครงการริเริ่มต่างๆ เช่น โครงการ Stargate ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีแผนลงทุนในโครงสร้างพื้นฐาน AI สูงถึง 500.000 พันล้านดอลลาร์ แสดงให้เห็นถึงขนาดของการแข่งขันที่กำลังดำเนินอยู่

ยุโรปกำลังตอบสนองด้วยกลไกต่างๆ เช่น InvestAI และ EuroHPC Joint Undertaking ซึ่งมีเป้าหมายในการสร้างโรงงานผลิต AI ขนาดใหญ่ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใหม่ และเครือข่ายศูนย์ข้อมูลประสิทธิภาพสูง ถึงกระนั้น ตัวเลขการลงทุนในยุโรปยังคงล้าหลังสหรัฐอเมริกาหรือจีน และมีเพียงบริษัทในยุโรปจำนวนน้อย เท่านั้น ที่คิดว่าตนเองพร้อมที่จะนำ AI มาใช้ในวงกว้าง

ในบริบทนี้ โครงสร้างพื้นฐานต่างๆ เช่น ใยแก้วนำแสง 5G คลาวด์ และจุดเชื่อมต่อที่เป็นกลาง กลายเป็นสินทรัพย์เชิงกลยุทธ์ บริษัทต่างๆ เช่น Deutsche Telekom เสนอการผสมผสานระหว่างใยแก้วนำแสง 5G และคลาวด์ เป็นกลไกขับเคลื่อนนวัตกรรมสำหรับภาคส่วนต่างๆ เช่น การผลิต โลจิสติกส์ การค้าปลีก และการดูแลสุขภาพ ซึ่งเป็นการตอกย้ำแนวคิดเรื่องอธิปไตยทางดิจิทัลในฐานะความได้เปรียบในการแข่งขัน

โครงสร้างพื้นฐานรุ่นต่อไปจะต้องมีประสิทธิภาพด้านพลังงานด้วย โดยใช้การปรับสมดุลโหลดที่ขับเคลื่อนด้วย AI ระบบระบายความร้อนขั้นสูง และศูนย์ข้อมูลแบบกระจายที่เชื่อมต่อถึงกัน ความท้าทายคือการประสานความต้องการด้านการคำนวณที่เพิ่มขึ้นของ AIกับเป้าหมายความเป็นกลางทางสภาพภูมิอากาศ ซึ่งจะเป็นประเด็นสำคัญในการอภิปรายในทศวรรษหน้า

ดังนั้น ความมุ่งมั่นในการสร้างเครือข่าย 5G ที่ปลอดภัย ยืดหยุ่น และยั่งยืน จะไม่เพียงแต่กำหนดความสามารถในการแข่งขันทางเศรษฐกิจของแต่ละภูมิภาคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถในการรักษาคุณค่าและความเป็นอิสระของตนเองในการแข่งขันระดับโลกเพื่อเป็นผู้นำด้านดิจิทัลด้วย