L'internet des objets soutenu par le système de communication mobile de cinquième génération (système 5G en abrégé) élargira son volume d'accès et sa couverture, et pourra grandement mieux s'adapter et répondre aux besoins croissants d'exploitation et de maintenance des transports ferroviaires urbains. En étudiant l'orientation du développement, les caractéristiques techniques et les tendances d'intégration des systèmes 5G et de l'internet des objets, et en analysant et discutant l'impact de cette intégration sur l'exploitation et la maintenance des transports ferroviaires urbains, des suggestions d'application et des contre-mesures ont été proposées.
Du 27 février au 2 mars 2017, le Mobile World Congress (MWC) s'est tenu à Barcelone, en Espagne. Le système de communication mobile (SC) de cinquième génération est devenu le point central de ce MWC. Par rapport à la 3G et à la 4G, qui visent davantage à répondre aux besoins commerciaux en matière de voix et de données, la 5G se concentre sur l'amélioration du haut débit mobile, les connexions massives à l'Internet des objets, les applications industrielles verticales et d'autres domaines, et constitue un support clé de l“”Internet de tout”. Selon les prévisions de la GSMA, d'ici 2020, le nombre de connexions IoT basées sur la technologie cellulaire atteindra 1 à 2 milliards “18 , et les connexions entre les objets seront plus diverses et plus riches. La vision des ”objets connectés en permanence" est si proche.
À la fin de l'année 2016, il y avait 30 opérations de transport ferroviaire urbain en Chine continentale, avec un total de 133 lignes et une longueur totale de 4 152,8 km. La tendance au développement de l'augmentation des lignes d'exploitation, de la croissance continue du flux de passagers, des formats de systèmes diversifiés et des lignes d'exploitation en réseau est devenue plus évidente.” Cependant, les opérations traditionnelles de transport ferroviaire présentent des problèmes tels que le manque d'intelligence, l'utilisation intensive de main-d'œuvre et la lenteur de réaction. Dans ce contexte, en partant des besoins opérationnels et en promouvant activement l'application des nouvelles technologies, il est impératif d'améliorer le niveau de gestion des applications. Il est prévisible que l'intégration de la 5G et de l'internet des objets créera également plus de valeur pour les opérations de transport ferroviaire.
2 Système de communication mobile 5G
2-1 Vue d'ensemble
Ces dernières années, alors que la 4G a été déployée à grande échelle dans le monde entier, la 5G est devenue un sujet de recherche brûlant dans le domaine des communications mobiles, tant au niveau national qu'international. Par rapport aux systèmes 4G, les systèmes 5G se sont considérablement améliorés en termes de débit de pointe, d'efficacité du spectre, de couverture, de nombre de connexions, de latence, de fiabilité, d'expérience utilisateur et de contrôle de la consommation d'énergie. Ils apportent un soutien solide à l'internet des objets à grande échelle, à l'internet des véhicules, à la réalité virtuelle, à la réalité augmentée, aux jeux en ligne et à d'autres applications.
2.2 Technologie 5G Les technologies clés de la 5G se concentrent principalement sur la technologie sans fil et la technologie de réseau. Le domaine de la technologie sans fil comprend principalement : la technologie MIMO massive, la nouvelle technologie d'accès multiple, la technologie de réseau à ultra-haute densité, la nouvelle technologie multi-porteuse, etc. ; le domaine de la technologie de réseau comprend principalement : la technologie de découpage du réseau, la technologie de séparation du plan de contrôle et du plan de l'utilisateur, la technologie de reconstruction de la fonction de réseau, etc. H J17. Par conséquent, par rapport à la technologie 4G, la technologie 5G permettra de multiplier par 1 000 le trafic de données mobiles par unité de surface ; en termes de débit de transmission, les débits de données typiques des utilisateurs seront multipliés par 10 à 100, avec un débit de transmission de pointe pouvant atteindre 10 Gbit/s (la technologie 4G est de 100 Gbit/s). Mbit/s)Ls] ; dans le même temps, le délai de bout en bout sera réduit de 5 à 10 fois pour atteindre le niveau de la ms, et l'efficacité du spectre sera améliorée de 5 à 10 fois ; la mobilité à grande vitesse peut atteindre 500 km/h.
2.3 Le développement de la 5G et les attentes Dès avril 2008, la NASA aux États-Unis a lancé des recherches sur la technologie de communication 5G. Par la suite, de grandes économies telles que l'Europe, la Chine, le Japon et la Corée du Sud ont commencé à étudier la technologie de base de la 5G. Après des années de développement, la technologie 5G a fait de grands progrès. Lors du MWC 2017, le 3GPP a annoncé qu'il déterminerait la spécification de la nouvelle interface aérienne 5G №J six mois à l'avance. L'industrie s'attend à réaliser un déploiement à grande échelle de la 5G en 2019. Cette démarche accélérera considérablement le développement de l'industrie de l'internet des objets.
La technologie des communications mobiles de mon pays est passée de la 1G à la 4G, de l'état vierge à l'état de pointe, marquant ainsi un tournant historique dans le développement de l'industrie des communications mobiles. En 2013, mon pays a créé le groupe de travail IMT-2020 pour la recherche et le développement des communications mobiles 5G, et a participé activement à la formulation des normes 5G. Ce groupe de travail a promu la vision 5G de mon pays et les résultats de la demande pour devenir un consensus mondial, a inscrit les technologies 5G clés de mon pays dans les normes internationales 5G, et a joué un rôle de premier plan sur le marché des sociétés d'exploitation pour promouvoir l'intégration des applications de l'Internet mobile et de l'Internet des objets soutenues par la 5G. L'innovation pour améliorer les capacités des services de communication mobile sans fil. Selon le plan du ministère de l'industrie et des technologies de l'information, mon pays accélérera la planification et la coordination des fréquences clés telles que la 5G en 2017. Les principaux fabricants nationaux, Huawei et ZTE, prévoient d'investir au moins des centaines de millions de dollars avant 2018 et de procéder activement à la vérification des technologies clés de la 5G. À l'heure actuelle, la technologie 5G de mon pays a achevé le test des principales technologies sans fil en septembre 2016. Ensuite, la vérification de la solution technique 5G et la vérification du système 5G seront effectuées. Le déploiement à grande échelle de la 5G est entré dans la voie rapide. 2017 a été l'année où l'industrie a abandonné les prototypes 5G pour passer aux premiers produits commerciaux et aux essais sur le terrain.
3Internet des objets
3.1 Vue d'ensemble Le concept de l“”internet des objets“ a été proposé pour la première fois par le personnel compétent du Massachusetts Institute of Technology aux États-Unis. La définition exacte de l”"internet des objets" fait référence à la connexion de tout objet à l'internet par le biais de l'identification par radiofréquence (RFID), de capteurs infrarouges, de systèmes de positionnement global, de scanners laser et d'autres équipements de détection d'informations, conformément à des protocoles convenus, afin d'effectuer le traitement de l'information. Un réseau qui échange et communique pour réaliser une identification, un positionnement, un suivi, une surveillance et une gestion intelligents. .
3.2 Technologie de l'internet des objets Les technologies de base de l'internet des objets comprennent la technologie d'identification des objets représentée par la RFID, la technologie de détection et de transmission, la technologie de réseau et de communication, le traitement et le stockage des données, et la technologie des objets intelligents représentée par l'intégration 3C, etc. En s'appuyant sur la technologie des puces microcapteurs, l'intelligence et la technologie des réseaux sans fil, les personnes et les choses, et les choses et les choses peuvent “communiquer”, réalisant ainsi l'interconnexion de toutes les choses. Il peut être utilisé dans de nombreux domaines tels que la sécurité publique urbaine, la production industrielle, la surveillance de l'environnement, les transports intelligents, les maisons intelligentes et la santé publique. L'architecture de son système principal est divisée en trois couches : la couche de perception, la couche de réseau et la couche d'application, qui réalisent respectivement la mesure de la perception des données, la transmission et la communication des informations et divers services d'application.
3.3 Développement et attentes concernant l'internet des objets Ces dernières années, les États-Unis, l'Europe, le Japon et d'autres pays ont intensifié la recherche et les investissements dans le domaine de l'internet des objets, en mettant en place des plateformes d'essai d'applications, en formulant des plans stratégiques et en créant des groupes de travail, etc. La Chine a toujours attaché une grande importance à la recherche sur l'internet des objets, et des travaux dans ce domaine ont été lancés depuis les années 1990. Le 8 octobre 2010, l'Académie chinoise des sciences a créé le Centre de recherche et de développement sur l'internet des objets de l'Académie chinoise des sciences. Le 28 novembre 2011, le ministère de l'industrie et des technologies de l'information a publié le “douzième plan quinquennal pour le développement de l'internet des objets”. Après des années de développement, l'environnement de la politique industrielle de l'internet des objets de mon pays a été continuellement amélioré, le système industriel a été initialement établi, les résultats innovants ont continué à émerger, les démonstrations d'application ont continué à s'approfondir et l'échelle a été formée. Spécifiquement reflété dans : machines de réseau public.
Le nombre de connexions de machine à machine (M2M) a dépassé les 100 millions ; il y a eu des réalisations et des percées dans les domaines des puces, des capteurs, des terminaux intelligents, des logiciels intermédiaires, de l'architecture et de la formulation de normes ; et des améliorations de la qualité et de l'efficacité dans l'industrie, l'agriculture, l'énergie, la logistique et d'autres secteurs. Cependant, il subsiste des problèmes tels que la faible compétitivité écologique de l'industrie, la faible coordination de la chaîne industrielle, le système de normes imparfait et l'intégration insuffisante de l'Internet des objets et de l'industrie. Le 17 janvier 2017, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a formulé et publié le plan de développement de l'industrie de l'information et de la communication pour l'Internet des objets, proposant de promouvoir l'application à grande échelle de l'Internet des objets comme ligne principale, proposant la direction, l'orientation et la voie du développement de l'Internet des objets dans mon pays au cours des cinq prochaines années, et exigeant plus clairement l'accélération du développement de l'Internet des objets au cours des cinq prochaines années. L'intégration profonde de l'internet des objets et des domaines industriels renforce l'application de l'internet des objets dans le domaine des villes intelligentes. Ce volume indique la direction à suivre pour l'application de l'internet des objets dans les transports ferroviaires urbains.
L'intégration de la 5G et de l'internet des objets parallèlement à l'évolution de la 4G NB. Avec la maturité de l'IdO et de l'eMTC, le développement de l'internet des objets sans fil a commencé. Les deux exigences fondamentales les plus importantes pour soutenir le futur “Internet de tout” sont des connexions massives et un temps de latence d'environ 1 ms, ce que les réseaux de communication mobile actuels ne peuvent pas atteindre. Et l'UIT. La 5G, définie par le Bureau des radiocommunications de l'Union internationale des télécommunications, comporte les trois principaux scénarios d'application suivants : (1) le haut débit mobile amélioré ; (2) les communications à ultra-haute fiabilité et à faible latence ; (3) les communications de classe machine à grande échelle. Les deux derniers scénarios répondent largement aux besoins réels de l'internet des objets en matière de “connexion de milliers de ménages” et peuvent mieux répondre aux besoins de l'internet des objets en matière de normalisation des réseaux, de sécurité et d'autres aspects. Ils mettront fin à la situation de silence dans laquelle se trouve la technologie d'accès à l'IdO avant l'heure et la remplaceront par des connexions transparentes et fiables dans un cadre unifié, tout en réduisant considérablement le coût de la construction du réseau. .
Mots-clés dans cet article : Passerelle informatique périphérique