INTERNET OF THINGS (IoT)-5G 

                 SANTI PADA CHAKRABORTY,  Fellow Member of Institution of Engineers ( India), Ex-SUPERINTENDING ENGINEER (ELECTRICAL), WBSEB

                          

   Introduction:- ‘5G connected ডিভাইস যুগকে support করবে’-5G ক্রমাগত বেশী সংখ্যায় ডিভাইস network এ connect করবে। 2020 তে 50 billion ডিভাইস internetএ যুক্ত হবে এবং 5G Internet of Things World করবে। 5Gতে সর্বত্র internet বিরাজ করবে ও প্রযুক্তিকে বেশী মানবিক করবে। Internet real world অনুভব করতে পারবে probe ও sensor এর মাধ্যমে এবং applicationও পরিসেবা সচেতন ও প্রাসঙ্গিক হবে। IoT real world কে ডিজিট্যালে রুপান্তর করবে। যদি ডিভাইস connect করতে network না থাকে ও traffic পরিচালনা না করা যায় Internet of Things (IoT)একটা দিবাস্বপ্ন থেকে যাবে। 5G মোবাইল নেটওয়ার্ক IoTকে রুপ দিতে পারবে। 5G Iot র backbone। সারা বিশ্বে বিশাল সংখ্যায় মোবাইল ট্র্যাফিক আসছে এবং 50 billion ডিভাইস connection হবে 2020 সালে। Cisco হিসাব করেছে বিশ্বে 11 গুন ডাটা ট্রাফিক হবে 2018 সালের মধ্যে।

    What is the Internet of Things?

   Internet of Things ডিভাইসের সঙ্গে মানুষের, মানুষের সঙ্গে device ও system এর connet করবে।এটা আর একটা IT wave। কম্পুউটার, internert ও মোবাইল communication এর পর। বস্তুতে chip ও sensor যুক্ত (embed) করা হলে বস্তু গুলো “চিন্তা করতে”, “অনুভব করতে” পারবে ও একে অন্যের সঙ্গে “কথা বলতে পারবে”। এগুলো মানুষ, internet ও mobile network এর পরিকাঠামোর সঙ্গে যোগাযোগ করবে। Sensor embeded জিনিসগুলোকে যে কোন স্থানে ও সময়ে নিয়ন্ত্রন ও monitor করতে আমাদের সাহায্য করবে, এদের intelligent পরিসেবা পাওয়া যাবে এবং এভাবে “smart planet”এর স্বপ্ন সত্য হবে। IoT আমাদের দৈনন্দিন জীবনে ব্যাপক প্রভাব ফেলবে-electricity, transportation, industrial control, retail, utilities management, healthcare, water resources management, and petroleum ইত্যাদি ক্ষেত্রে। Industry ও প্রস্তুতকারীদের মুলধন লাগাতে উৎসাহিত করবে। IoTতে “Smart City,” হবে সেখানে ডিভাইস ও সেন্সর বসান হবে শহরের  পরিকাঠামোর প্রত্যেকটি অংশে এবং সব সময় মনিটর করবে। IoTর বিশাল martket।     

   China Mobile বিষেষজ্ঞরা বিশ্বাস করে যে IoT ও  5Gর সম্পর্ক ঘনিস্ট। 5G র network ক্ষমতা অনেক, এটা সুরক্ষা ও এনার্জি দক্ষতার উন্নতি, connected ডিভাইস ও embeded ব্যবস্থার বিস্তার ঘটাবে।

    How 5G will Power the Future Internet of Things

     2020 সালে 5G আসছে 50 billion বস্তু (things) connected হবে। Self driving car চালু হবে ও traffic light এর সঙ্গে যোগাযোগ করবে। smart city sensor system, home appliance, industrial automation system, health care, personal drone, robotes সব wirelessly connect থাকবে।

 5G IoT কে বেশী কার্যকরী, দক্ষ করবে spectral দক্ষতার দিক দিয়ে। প্রতিটি IoT device ও network তার যত টুকু এবং যে মহুর্তে দরকার ততটুকু internet ব্যবহার করবে, যতটা পাওয়া যায় ততটা নয়। 5G বেশী এলাকা cover করবে ও বেশী available হবে: এটা internet of Things ও মেশীনে থেকে মেশীনে connect করবে।

  5G next genration radio access প্রযুক্তি।এর latency 1 ms and downlink rate 1 Gbps। এই আধুনিক প্রযুক্তি connected কারে ব্যবহার করা যাবে self-driving করতে, augmented reality বা vitual reality তৈরী করবে যেটা driving, gaming, health care, wearable প্রযুক্তিতে ব্যবহার করা যাবে। 5G M2M ও wireless cloud ভিত্তিক অফিস ও আরও অনেক কিছুতে connection দেবে।

  10-20 বছরের মধ্যে 100% লোক connected হবে অর্থাৎ 8 থেকে 9 billion লোক network চাইবে।

  এইভাবেই লোক শিক্ষিত হবে ও এই ভাবেই তথ্য পাবে। বর্তমান নেটওয়ার্ক 4G, 3G, Wi-Fi বিলুপ্ত হবে না, 5Gর সঙ্গে যুক্ত হবে। Intel এর Evans অনুমান করছে-আজ কোন জিনিষ পাঠাতে সেকেণ্ড, মিনিট বা ঘন্টা লাগে, তা মিলি সেকেণ্ডে পাঠান হবে যখন 5G পাওয়া যাবে।

  Evans বলে “যা compute করে তাই connected”। আমাদের জীবনে সব কিছু connected হচ্ছে-যেমন আমাদের fitness tracker, কার থেকে robotic manufacturing plant ও ব্যাকিং-আমাদের সংস্কৃতি বদলে যাবে।

  যে ঘরে আমাদের ছেলে মেয়েরা ও তাদের ছেলে মেয়েরা বাস করবে তার পরিবেশ সম্পুর্ন আলাদা হবে। 5G আমাদের জীবনধারন পদ্ধতি ও সংস্কৃতির বৈপ্লবিক পরিবর্তন করবে।

  আমাদের ব্যক্তিগত জিনিষই শুধু IoT device হবে না। রাস্তা যাতে আমরা car চালাই, bridge, পাইপ যাতে জল আসে ও dam এর floodgate যা নদীর জল প্রবাহ নিয়ন্ত্রন করে, অর্থাৎ দেশের সমস্ত পরিকাঠামো, সব কিছু connected হবে IoT র মাধ্যমে। 5 বছরে 50 billion ডিভাইস connect হলে 4G সাপোর্ট করতে পারবে না, 5G IoT কে সক্রিয় করবে। IoT 5G ছাড়া সফল ভাবে কাজ করবে না। এটা হলে আমাদের যা কিছু আছে একে অপরের সঙ্গে কথা বলতে পারবে: আমাদের ঘর, কার, ঘড়ি, জামা কাপড়। 

  5G বাস্তবে 2020তে আসছে। এখন carrier base station শয়ে শয়ে একসাথে user দের ম্যানেজ করে। কিন্তু এটাই যথেষ্ট নয়, কয়েক billion নুতন ডিভাইস 5G-Iot তে যুক্ত করতে। সংস্থাকে base station connectivity ক্ষমতা 1000গুন বাড়াতে হবে।

   আজ Science fiction মনে হলেও 15 বছর পর সব সাধারন হবে, এই গ্রহে যত মানুষ আছে তার 10 গুন বেশী device internetএ যুক্ত হবে। সত্যিকারের শত শত বিলিয়ন মেশিন ডাটা নেবে ও পাঠাবে Internet of Things চালু হওয়ার সাথে।

    HOW 5G and IoT WILL CHANGE THE WORLD

   Energy management:- IoT তে switch, plug, bulbs, TV ইত্যাদি connected থাকবে।এই ডিভাইসগুলোকে remote control করা যাবে বা কেন্দ্রীয়ভাবে cloud এর মাধ্যমে interface দিয়ে নিয়ন্ত্রন করা যাবে। sensor ও actuation ব্যবস্থা  internetএ connected থাকবে। রিমোটে oven, light on/off করা যাবে। IoTতে পাওয়ার কোম্পানি tele-metering পদ্ধতিতে মিটার read করবে ঘরে ঘরে না গিয়ে।

     Critical Customer Challenges:-ঘরের energy management ছাড়াও, IoT smart grid পরিচালনা করবে। Grid এর দক্ষতা বিশ্বস্ততা, economy, ও নিরবচ্ছিন্ন পাওয়ার জেনারেশন ও সাপ্লাইয়ের বন্দোবস্ত করবে। Peak hoursএ demand meet করবে, transmission ও distribution loss কমিয়ে energy দক্ষতা বাড়াবে, carbon footprint কমাবে। Renewable energy sources (solar, wind) grid এর সঙ্গে যুক্ত করবে। বিশ্বস্ত ও self healing নেটওয়ার্ক নিশ্চিত করবে। Generarating plant দক্ষতার সঙ্গে অটোমেটিক চলবে sensors ও programable logic controller (PLC) ব্যবহার করে।মনিটরিং cloud platform থেকে করা হবে। Consumer কে quality power ও secure সাপ্লাই দেবে খুব কম ও কম outageএ। preventive maintenance করবে যাতে interruption কম হয় ও কম geographical outage হয়। peak hoursএ demand flat করা হবে predictive demand response করে।  

  Transport: আমরা ভবিষ্যতে একটা বিশাল ডাটার নুতন যুগে যাচ্ছি। বিরাট Automotive sector খুব গুরুত্বপুর্ন, 5Gর উ্ন্নতির জন্য নুতন ক্যাটালিস্টের কাজ করবে। passenger দের মনোরঞ্জন জন্যও অনেক বেশী পরিমান ও বেশী speedএর mobile /

Top of Form

broadband দরকার, যা user দের ভাল কোয়ালিটির connection দেবে যেখানেই তারা থাকুক ও যত দ্রুত গতিতেই travel করুক। car self-driving করবে। কারে থাকা ডিভাইস পা্র্কিং space দেখাবে। নিচের ঘটনাও দেখা যাবে।
 “মনে করুন আপনার একটা দুরের কোন শহরে মিটিংএ আপনার self-driving কারে যাচ্ছেন। পিছনের সিটে বসে laptopএ presentation লেখাটা দেখে নিচ্ছেন। কার সেল্ফ-ড্রাইভ করে আপনাকে ঠিক ভাবে নিয়ে যাবে। আপনি কাজ করতে পারেন, একটু ঘুমিয়েও নিতে পারেন। কারটা low latency internet connected কার real time traffic information পাবে ও সেই অনুযায়ী কার চালাবে এবং accident না করে আপনাকে গন্তব্যে নিয়ে যাবে।” এসবও সম্ভব হবে।

  Remote control ও selfdriven গাড়ী চলবে, অন্য selfdriving কার ও পরিকাঠামোর সঙ্গে কানেকশন থাকবে IoT তে, একে অপরের সঙ্গে তথ্য দেওয়া নেওয়া করবে যার জন্য অনেক বেশী বিশ্বস্ত ও অত্যন্ত দ্রুত কম latencyর 5G যোগাযোগ ব্যবস্থা দরকার।

  Transport এ এখনই কোন কোন high end কারে ড্রাইভারকে real time traffic তথ্য দিতে internet এর সঙ্গে connect থাকছে, 5G আরও বাড়তি connectivity সুবিধা দেবে – কার অন্য কার ও infrastructure এর সঙ্গে “কথা” বলবে যাতে রাস্তার বিস্তারিত traffic jam এর তথ্য জানতে পারে, এমনকি road block বা রাস্তার bridge থাকলে তাড়াতাড়ি জানতে পারবে। ভ্রমন পথ বদলাতে হবে কিনা, সময় নস্ট করবে কিনা ঠিক করবে। Car অন্য smart ডিভাইস ও ঘরের সঙ্গে কথা বলবে, এবং oven কে দুর থকে জল গরম রাখতে বলবে।

  Health sector :-Wireless সেন্সর নেটওয়ার্ক এখন দুর থেকে (remotely) রুগির স্বাস্থ্য,ব্লাড প্রেসার, হার্ট ইত্যাদি monitor করা যাবে embeded device, sensor network, actuator ইত্যাদি দিয়ে রোগীকে বাড়ীতে রেখেই। IoT সব কিছুকে internet এর সঙ্গে যুক্ত করে। Health care ডিভাইস গুলো যেমন-MRI, CT scane বা lab test যন্ত্রপাতি গুলোকেinternet এর সঙ্গে যুক্ত থাকবে, এটা IoT health care প্রযুক্তি।IoTতে রোগীর সব parameter একটা gateway দিয়ে cloud ভিত্তিক storage এ স্টোর করা হয়, বিস্লেষন করা হয়।এ সব সুষ্টুভাবে করতে গেলে 5G internet connection দরকার। Telemedicine দুরের চিকিৎসার সাহায্য করবে। Heath care ব্যবস্থায় wearables এর খুব বেশী গুরুত্ব আছে।

ঘরে থেকেই বেশী রোগী চিকিৎসা পাবে।

  5G ‘tactile internet’ দেবে যাতে surgeon রা দুর থেকে (remote) অপারেশন করব   “ধরুন কোন হাসপাতালে সার্জেন অপারেশন করবে। নার্সরা এবং assistant রা তৈরী হয়েছে। কিন্তু সার্জেন পোশাকও পরছেনা, তাকে দেখাও যাচ্ছে না। কারন সে প্রায় এক শ মাইল দুরে আছে ও দুর থেকে (remoteএ) robot দিয়ে অপারেশন করছে tactile internet এ। সার্জেন নিখুঁত real time অপারেশনের video দেখতে পাবে, যে robot arm control করে operation করছে তার মাধ্যমে রোগীর দেহাংশের 3D scan দেখতে পাবে। Surgeon surgical instrument ধরে আছে অনুভব করছে, বুঝতে পারছে এবং নিখুঁতভাবে judge করতে পারছে কিভাবে এবং কখন কতখানি চাপ দিয়ে কাটতে হবে, ঠিক যেন surgeon table এর পাশে দাঁড়িয়ে operation করছে।” এমন অপারশনও দেখা যাবে।

  Smart home:-IoT ব্যবস্থায় smart home এর টেম্পারেচার sensors, heating controllers, burgler alarms, cameras, TV, fridge, smart lighting ইত্যাদি ঘরের সব জিনিস wirelessএ connected থাকবে, মালিককে সব জানাবে, সব control করবে। sensor গুলো কম পাওয়াররের ও কম দামি হবে এবং ব্যাটারী life হবে 10 বছর। 5Gতে দক্ষভাবে machine type traffic করা যাবে।  স্মার্টহোমে সেন্সর lamp, aircondtion,  fan ইত্যাদি* সব off/on করবে, জানালা বন্ধ করবে/খুলবে, security ব্যবস্থা monitor করবে ও মালিককে real time এ জানাবে। আগে science fictionএ এসব দেখা যেতো।এখন IoT তে সত্যি হবে।  

 Media লাভবান হবে।

  Environmental monitoring:-IoTর environmental monitoring applications সাধারনত sensor ব্যবহার করে পরিবেশ, সুরক্ষা ও বাতাস বা জলের গুনাগুন, আবহাওয়া বা মাটির অবস্থা, এছাড়া জঙ্গলের জন্তু জানোয়ারদের গতিবিধি ও জঙ্গলে বসবাসকারীদের মনিটরিং করে। Earth quake বা সুনামীর আগাম-সতর্কতা ব্যবস্থার apps ও emergency service ব্যবহার করতে পারে সাহায্যের জন্য। IoT ডিভাইস গুলো এই applicationএ বিশাল ভোগলিক এলাকায় বিস্তিৃত এবং mobile হয়। 

    Manufacturing:- প্রসেস, manufacturing এ যারা IoT চালু করছে sensors ও programmable Logic Controller (PLC) ব্যবহার করছে। manufacturing এ IoT  প্রয়োগ করা হয় মানুষের হস্তক্ষেপ কমাতে। মেশীনগুলো অন্য মেশীনের সঙ্গে কথা বলবে(talk)ও তারা নিজেই সিদ্ধান্ত নেবে ও প্রসেস যেমন দরকার adjust করবে। একে M2M communication বলে। এখন কম্পুউটার সস্তা তাই বেশী বেশী factory manufacturing এবং আরও দরকারী জায়গায় ব্যবহার হচ্ছে। GE ফ্যাক্ট্ররীতে ব্যাটারী উৎপাদন করতে হাজার হাজার ক্ষুদ্র (tiny)sensor স্থাপন করেছে যা প্রতিটি stepএ ডাটা সংগ্রহ করে। ডাটা analyse করা হয়। Factory অটোমশনে চলে। Factrory অটোমশনে programmable Logic Controllers জটিল nano injection mold manufacturing থেকে আরও সহজ স্থানে ব্যবহার করা হয়। PLC তে internet connection দেওয়া হয়। Paint gun থেকে puch press সবেতেই PLC use

   Network for a new generation:-সব user ও মেশিনের প্রয়োজন মেটাতে নুতন 5G* মোবাইল নেটওয়ার্ক দরকার। 5G network বর্তমান mobile radio generation ও Wi-Fi কে একটা নুতন system এ যুক্ত করবে। নুতন access technology যোগ করলে, 5G বিশাল সংখ্যায় user দের ছোট বা বিস্তর্ন এলাকায় ভাল  high speed internet পরিসেবা দিতে পারবে। এগুলো খুব দামে পেতে হবে ও energy খরচ কম হবে। 2020 সালে প্রত্যেকে 1 GB mobile ডাটা প্রতিদিন use করবে। অর্থাৎ প্রত্যেকে 60 গুন বেশী ডাটা আজকের তুলনায় ব্যবহার করবে।

  Data Traffic পরিমান বেশী হবে content size বড় হবে, বেশী data rate এর application সংখ্যা বাড়বে। streaming ও interactive video, mobile internet ব্যবহার ব্যাপক হবে। Camera ও screen resolution বেশী হবে ও 3D vedio র use বাড়বে। অনেক applicationএর alwyas-on connectivity দরকার user কে real time তথ্য ও notification দিতে।

  লোকের আশা ও চাহিদা বাড়ছে। তারা তৎক্ষনাৎ বড় video file download করতে চায় ও on-line games মোবাইলে পেতে চায়। user রা Indoor ও outdoor এসব করতে চায়, এমন কি যে সব জায়গায় ভাল signal যায় না, যেমন airport ও বড় shopping centre এর ভিতরেও।

    A new world of uses:-  

  Augmented reality dashboard এর ব্যবহার হবে। যেমন Aircraft এ Heads-Up Display। কারগুলো connected থাকবে। অনেক কার নির্মাতা এখনই ড্রাইভাদের সাহায্য করতে 3D ভিত্তিক imaging ও sensor লাগাচ্ছে। ভবিষ্যতে গাড়ীগুলো অন্য গাড়ী ও infrastucture এর মধ্যে wirelessly যোগাযোগ করবে ও connected পথচারীদের সঙ্গেও।

পরের পর্য্যায় হবে দুর থেকে নিয়ন্ত্রন করা বা self-driven গাড়ী যার জন্য উচ্চস্তরের reliability ও খুব দ্রুত communication(বেশী data rate) দরকার, বিভিন্ন self-driving কারের মধ্যে এবং car ও পরিকাঠামোর মধ্যে যোগাযোগ করতে।  

   Tangible benefits
 5G প্রচুর সুবিধা আনবে যা আগে সম্ভব হয় নি। এটা 10,000 গুন বেশী network ক্ষমতা বাড়াবে ও peak ডাটা রেট দেবে 10 Gbps network এ খুব বেশী load থাকলেও এবং network range এর সীমায় না থাকলেও 100 Mbps speed পাবে। remote surgery, factory remote control করে চালান, logistic automation, intelligent driverless কার তো আছেই, এছাড়াও অনেক প্রযুক্তির innovation সম্ভব হবে। মেশীনে মেশীনে যোগাযোগ হবে।

  সম্ভাবনা সীমাহীন-landingএর পর luggage track করবে যাতে হারিয়ে না যায়।  দুধ শেষ হলে ফ্রিজ smart phoneএ জানাবে। দুধের গাড়ী যেখানেই থাকুক সেখানে ডেলিভারী দেবে।

  Making 5G a reality:-5G কে বাস্তবে পরিনত করতে প্রচুর সংখ্যায় ক্ষুদ্র সেল থাকবে সব গ্রাহকের কাছে পোঁছতে। 5G বিভিন্ন ব্যাণ্ডে নুতন frequency ব্যবহার করবে, এছাড়াও নুতন পদ্ধতিতে frequency share করবে। এই frequency গুলো দক্ষভাবে ব্যবহার করবে।

 5G সফল করতে আরও অসংখ্য অন্য প্রয়োজন মেটাতে হবে।

  প্রকৃতপক্ষে, 2020 পর যোগাযোগ ব্যবস্থা flexible করতে হবে সব ধরনের ব্যবহারে নিয়ন্ত্রনের জটিলতা এড়াতে। 5Gকে কাজ করাতে হলে small cell এর সংখ্যা অনেক বেশী বাড়াতে হবে যাতে user রা  যেখানেই থাকুক যেন connection পায়।5G cloud gaming বা remote মেশীন কন্ট্রোল করবে যাতে low latency দরকার, video streaming করতে data অনুসারে latency লাগবে।

  5G Augmented reality (AR) ও Virtual reality সাপোর্ট করবে

  AR ও VR entertainment, স্বাস্থ্য, শিক্ষা, industry কে বৈপ্লবিক করবে যা user কে আনন্দ দেবে ও চলন্ত অবস্থায় সত্যিকরের জীবন্ত অভিজ্ঞতা দেবে।

  Virtual reality (VR) এ বাস্তুবিক অবস্থা simulate করা হয় কম্পুটার graffics দিয়ে এবং user সক্রিয়ভাবে অনুকরন করা (simulate করা)বস্তুর সঙ্গে interact করতে পারে।

 Augmented reality system user এর জন্য একটা যুগ্ম (composit)দৃশ্য তৈরী করে যা pilot এর দেখা real দৃশ্য ও কম্পুটারের তৈরী virtual scene কে নুতন তথ্য দিয়ে বর্ধিত (augment) করে। অর্থাৎ Pilot aircraft চালানর সময় বাইরের দৃশ্যের সঙ্গে উচ্চতা, speed, temperature ইত্যাদি দেখতে পাবে।

 Augmented reality(AR) হচ্ছে virtual reality ও live image এর মিশ্রন। Live image সত্যি দৃশ্য বা ক্যামেরা image. উদাহরন-কারের সামনের window তে দিক (direction) দেখান, এতে real world ও navigational ব্যবস্থার বাড়তি তথ্য দেখা যায়। AR industry, entertinment, Robotic, surgery বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহার হবে। 5Gতে ‘Augmented reality” surgery র সুবিধা করবে কারন 5Gর latency অন্য যে কোন network থেকে কম।

   Tectile Internet:-5G cellular প্রযুক্তি tectile internet চালু করবে। Tectile Internet আমদের জীবনে বৈপ্লবিক পরিবর্তন আনবে। Tectile Internet এর latency হবে 1 ms, এটা পেতে data rate বাড়াতে হবে। Internet of Things পর Tacticle internet আসছে। Mobile broadband Data rate বাড়ছে (soaring), cutting age বিজ্ঞানীরা Tactile internet বানাতে সুরু করেছে। অর্থাৎ, আমরা দুরের বস্তু দেখতে ও শুনতে পাই, কিন্তু স্পর্শও অনুভব করতে পারবো tactile internet এর মাধ্যমে।। data network এর Bits ও byte দিয়ে মানব স্পর্শের নিখুঁত সম পরিমান (equivalent) ডাটা পাঠাতে হবে। আমাদের আজকের data network speed বাড়াতে হবে।তাহলে “ফ্রিজ বলছে দুধ ফুরিয়ে যাচ্ছে” এর থেকেও সুবিধা পাওয়া যাবে।

   Tactile sensor connected ব্যবস্থার actuator এর সাথে 1 ms এর মধ্যে react করে। যে system এর latency 1 ms তাকে “tactile internet” বলে।

  বর্তমানের cellular system round-trip latency 1 ms কাছাকাছিও নয়। তাই যে সব নুতন application আসছে তা সমাধান(comprehend) করা যাবে না।এর জন্য 5G চাই।

  Tactile internet এ robot দিয়ে remote surgery করা যাবে। Self-drive কার চালান যাবে।

 COMPLETED ON 12.10.15