Nhóm 5 truyền thông độ trễ thấp và độ tin cậy cực cao URLLC

Truyền thông độ trễ
thấp và độ tin cậy cực
cao URLLC
Ultra-reliable low latency communications


Mục lục
●

●

Chương I: Khái quát về URLLC:

○ 1. Đôi nét về 5G
○ 2. Khái niệm URLLC
○ 3. Đặc điểm URLLC
■ 3.1: Độ trễ
■ 3.2: Tính di động
■ 3.3: Độ tin cậy

Chương II: Vai trò và ứng dụng của URLLC:

○
○
○
○

1. Ứng dụng
2. Ứng dụng
3. Ứng dụng
4. Ứng dụng

người lái

URLLC
URLLC
URLLC
URLLC

trong các nhiệm vụ và sự kiện quan trọng
với các yêu cầu liên quan tới đặc tính của nó
trong thời đại cơng nghiệp 4.0
trong hệ thống quản lý giao thông máy bay không


Chương I

Khái quát về
URLLC
Khái niệm, đặc điểm


Sơ lược về 5G
● Là thế hệ tiếp theo của công nghệ
truyền thông di động sau thế hệ 4G,
hoạt động ở các băng tần 28, 38 và 60
GHz
● 5G sẽ có tốc độ nhanh hơn khoảng 10
lần so với mạng 4G hiện nay, mở ra
nhiều khả năng mới và hấp dẫn
● Mạng 5G được xem là chìa khóa để
chúng ta đi vào thế giới Mạng lưới vạn

vật kết nối Internet(IoT)


Khái niệm URLLC
● Được giới thiệu trong bản phát hành 3GPP 15 để giải quyết các yêu cầu của ITU-R M.2083
● Là một trong những trụ cột chính của 5G New Radio.
● Là tính năng cơ bản cần thiết để hỗ trợ lưới cảm biến dày đặc của các điểm cuối IoT


Đặc điểm của URLLC
● Độ trễ:
○ ITU-R M.2410 chia yêu cầu về độ trễ thành hai phần
Độ trễ mặt phẳng người dùng:
Yêu cầu tối thiểu là 1ms.

● Tính di dộng:

Độ trễ trên mặt phẳng điều khiển:
Yêu cầu tối thiểu là 20 ms.

●Là tốc độ chuyển động của trạm di động(km/h) mà vẫn đạt được
chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu,
5G sẽ hỗ trợ tốc độ tối đa của tranh di động lên đến 500 km/h
● Độ tin cậy: Xác suất truyền thành cơng một gói tin trong phạm vi được yêu cầu


Chương II

Vai trò và ứng dụng của
URLLC

Sự kiện đặc biệt, yêu cầu hiệu suất, URLLC trong công nghiệp


01

Ứng dụng URLLC
trong sự kiện quan
trọng


Ứng dụng trong nhiệm vụ quan
trọng

Tự động hóa
cơng nghiệp
Nhà máy, dây chuyền thông minh được
hỗ trợ giao tiếp điều khiển bằng 5G

Phương tiện mặt đất, thiết bị
bay không người lái và người
máy
Điều khiển các thiết bị di động
và người máy từ xa
Ứng dụng trong nông nghiệp


Ứng dụng trong nhiệm vụ quan
trọng
Tương tác xúc giác, thực tế ảo tăng cường
Mức độ phản ứng giữa hệ thống và con người

●

Chăm sóc sức khỏe, phẫu thuật từ xa

● Ứng dụng có yêu cầu thực tế ảo
● Điều khiển phương tiện di chuyển từ xa
● Thao tác công việcKPI
tại môi trường nguy hiểm từ Thông số
xa
Mật độ
0.03 – 1 Mbps/m2 ( bán kính 100m2)
Thơng lượng người dùng
UL: 0.3 – 1 Mbps
● Gỡ bom
Độ trễ
Ít hơn 2 ms
Độ khả dụng
> 99,9999 %
Độ tin cậy
> 99,9999 % cho chăm sóc sức khỏe hoặc lái
xe (thao tác) từ xa
95 % dành cho chơi game từ xa hoặc ứng dụng
tương tác thực tế ảo tăng cường từ xa


Ứng dụng trong nhiệm vụ quan
trọng
Trình chiếu video

Ứng dụng trong nhiệm vụ quan
trọng
Công nghệ chơi game đám mây AR và MR


Ứng dụng trong nhiệm vụ quan
trọng
Các trường hợp thiên
tai và an tồn cơng
cộng
Vị trí tọa độ chính xác với độ trễ thấp là
một yêu cầu quan trọng để phản ứng kịp
thời

Chăm sóc sức khỏe khẩn cấp
•
•

Theo dõi bênh nhân từ xa
Chăm sóc sức khỏe từ xa
• Phẫu thuật từ xa


Ứng dụng trong nhiệm vụ quan
trọng
Vận chuyển thơng minh
•
•
•

Hỗ trợ lái xe (Dành cho người khuyết tật)
Lái xe từ xa (Giao hàng, vận chuyển)
Lái xe tự động (Vận chuyển trên tuyến lập trình)


02

Ứng dụng URLLC
dựa trên yêu cầu
hiệu suất


Ứng dụng URLLC dựa trên yêu cầu hiệu
suất

Các nhóm hiệu suất được phân loại như sau:
● Độ tin cậy cao hơn và độ trễ thấp hơn

● Độ tin cậy cao hơn, tính khả dụng cao hơn và độ trễ thấp hơn Độ trễ rất thấp
● Định vị độ chính xác cao hơn
● Tính khả dụng cao hơn
● Các dịch vụ quan trọng


Ứng dụng URLLC dựa trên yêu cầu hiệu suất
Độ tin cậy cao hơn và độ trễ thấp hơn
•
•

•

Tự động hóa nhà máy công nghiệp: Mục 1.4 kiểm tra trường hợp sử dụng này
Tự động hóa quy trình cơng nghiệp: Có thể liên quan đến một số lượng lớn
các cảm biến giám sát một quy trình cơng nghiệp với các thiết bị truyền động
để kiểm sốt q trình và phản ứng, dưới sự chỉ huy từ xa, đối với các sự kiện
cần can thiệp
Truyền thông quan trọng về sứ mệnh: Các dịch vụ này yêu cầu xử lý ưu đãi so
với các dịch vụ viễn thơng thơng thường (ví dụ: hỗ trợ cảnh sát hoặc đội cứu
hỏa)


Ứng dụng URLLC dựa trên yêu cầu hiệu suất
Độ tin cậy cao hơn, tính khả dụng cao hơn và độ trễ thấp hơn
•
•

Yêu cầu mạng và các dịch vụ của nó ln sẵn sàng, với thời gian chết tối
thiểu (VD: Hệ thống điều khiển công nghiệp (ICS)
Một danh mục chung khác thuộc nhóm trường hợp sử dụng này bao gồm các
ứng dụng khơng chỉ địi hỏi độ tin cậy và tính sẵn sàng cao mà cịn cả tính di
động cao (VD: giao tiếp với xe cứu thương)

Độ trễ rất thấp: Internet xúc giác, được thảo luận trong Mục 1.2
Tính khả dụng cao hơn
•

Đảm bảo tính khả dụng của dịch vụ không dây khi mạng mặt đất không đủ, chẳng hạn
như trong thảm họa và mất mạng và khi người dùng mất quyền truy cập hệ thống. Do
đó, mạng 5G sẽ cho phép truy cập thông qua các liên kết vệ tinh

Ứng dụng URLLC dựa trên yêu cầu hiệu suất
Định vị chính xác cao hơn
•

Được đặc trưng bởi u cầu hệ thống cao về độ chính xác định vị:

o Ngồi trời với chuyển động tốc độ cao
o Di chuyển tốc độ thấp (bao gồm cả trong nhà và ngoài trời)
o Máy bay không người lái (UAV) bay ở độ cao thấp trong tình trạng nguy cấp
o Internet vạn vật rộng lớn (MIoT)
•

Một danh mục chung khác thuộc nhóm trường hợp sử dụng này bao gồm các
ứng dụng khơng chỉ địi hỏi độ tin cậy và tính sẵn sàng cao mà cịn cả tính di
động cao (VD: giao tiếp với xe cứu thương)

Sứ mệnh-Dịch vụ quan trọng: Đã nêu tại phần II mục 1


03
Công nghiệp 4.0


Cơng nghiệp 4.0
Các thuật ngữ thường dùng
•

Hệ thống mạng vật lý (CPS): Một hệ thống được kết nối, tương tác gồm tín
hiệu số, tương tự, vật lý và có các thành phần con người. Những máy tính

nhúng, người vận hành giám sát và điều khiển các quá trình vật lý bằng cách
sử dụng những vòng phản hồi của các cảm biến và các thiết bị truyền động.

•

Cơng nghiệp 4.0: Thế hệ thứ tư của cuộc Cách mạng Công nghiệp, được tạo
nên bới hệ thống mạng vật lý, sự số hóa, và kết nối được phổ cập cung cấp từ
công nghệ 5G và Internet kết nối vạn vật (IoT).


Cách mạng cơng nghiệp

1750-1840

01

Dây chuyền
sản xuất
hàng loạt sử
dụng điện

02

1870-1914
Cơ khí hóa
bằng nước và
hơi nước

Hệ thống
thơng minh và

tự động hóa
1969 – nay
qua IOT

03

Áp dụng
máy tính
và tự
động hóa

04

Chưa rõ

Nguồn: Wikipedia


Cơng nghiệp 4.0
Những điểm then chốt của Cách mạng 4.0
•

Hiệu quả về mặt chi phí: các nhà sản xuất tìm kiếm cách mở rộng tự động
hóa trên nhiều phương hướng khác nhau của chuỗi cung cấp, áp dụng đúng
lúc những mơ hình đó cho tồn bộ chuỗi giá trị, tối ưu hóa việc sử dụng
nguồn vật tư hiện có và nâng cao năng suất của cơng nhân

•

Cá nhân hóa và tùy biến: Các nhà sản xuất tìm kiếm những lợi thế cạnh

tranh bằng việc địi hỏi cá nhân hóa và tùy biến hóa các sản phẩm phù hợp
với 1 cá nhân cụ thể và/hoặc môi trường. Trong nhiều trường hợp và ngữ
cảnh, các tổ chức đang thốt khỏi những mơ hình sản xuát truyền thống giúp
đạt được hiệu quả về chi phí thơng qua những nền kinh tế quy mơ và sản
xuất hàng loạt.


Cơng nghiệp 4.0
Kiến trúc tự động hóa nhà máy:
•

Nhà máy thơng minh: đặc trưng bởi tính năng mở của cảm biến IoT trong sản
xuất máy móc

•

Nhà máy số: khai thác/phân tích độ nhanh nhạy của một nhóm con người về
một lượng lớn thông tin số, quản lý tri thức, tin tức nắm được, mô phỏng phức
tạp, và sản phẩm – dịch vụ hỗ trợ hợp tác kỹ thuật

•

Nhà máy ảo: Liên quan tới tính năng của máy tính trong việc lập mơ hình, mơ
phỏng và tối ưu hóa các hoạt động và thực thể quan trọng trong một nhà
máy xí nghiệp (CAD, PLM…)


Cơng nghiệp 4.0
Các khu vực ứng dụng
•

Tự động hóa nhà máy: Liên quan tới điều khiển tự động hóa, giám sát và tối ưu
hóa các q trình và quy trình làm việc trong một nhà máy

•

Tự động hóa q trinh: Tự động hóa q trình liên quan tới việc điều khiển sản
xuất và xử lý những thứ như hóa chất, thực phẩm và đồ uống

•

Các thiết bị giao tiếp người – máy (HMIs): Bao gồm một loạt các thiết bị cho
tương tác giữa con người và các cơ sở sản xuất

•

Sản xuất IT: Sản xuất IT bao gồm những ứng dụng dựa trên IT, ví dụ như các hệ
thống sản xuất thi công (MESs) cũng như các hệ thống hoạch định nguồn lực của
xí nghiệp (ERP)

•

Logistics và lưu kho: Logistics và lưu kho liên quan tới việc tổ chức và điều khiển
các luồng và lưu trữ các vật liệu và sản phẩm trong bối cảnh sản xuất cơng
nghiệp

•

Giám sát và bảo trì: Cơng việc này liên quan tới cách giám sát những q trình
nhất định và/hoặc tài sản mà khơng cần một tác động tức thì vào chính những

q trình đó