بررسی شبکه ارتباطی 5G، نسل آینده شبکه تلفن همراه

Images
Images
Images
Images

بررسی شبکه ارتباطی 5G، نسل آینده شبکه تلفن همراه

  • مقالات
  • 1,540 بازدید
احتمالا در سال 2020، یعنی 4 سال دیگر شاهد اتومبیل‌های بدون راننده و پهبادهای بدون خلبان زیادی خواهیم بود. برای کنار آمدن با هجوم این همه دستگاه جدید که از اینترنت استفاده می‌کنند قطعا به سطح جدیدی از ارتباطات بی‌سیم نیاز خواهد بود و تمام این دستگاه‌ها برای ارتباط موثر و سریع به تکنولوژی ارتباطی 5G نیاز خواهند داشت. در این مقاله 5 مورد از نکاتی که باید در مورد ارتباطات 5G بدانید، به شما ارائه می‌شود تا به اندازه کافی برای راه‌اندازی نسل بعدی ارتباطات هیجان‌زده باشید.

مقدمه

نسل چهارم ارتباطات به تدریج از اواسط سال 2008 میلادی بود که در دسترس عموم مردم قرار گفت اما با این حال هنوز هم تعداد زیادی از کشورهای جهان در شرایطی قرار دارند که نمی‌توانند از این زیر ساخت استفاده کنند و لذت داشتن یک اینترنت پر سرعت را به مردم خود نشان دهند. به عنوان نمونه کشوری مانند چین چند وقتی است که درگیر پیاده سازی فناوری LTE است اما آنتن‌های ارتباطی این کشور دارای مشکلات بسیار پایه‌ای است که به گفته مدیر پروژه 5G در سامسونگ، تمامی این مشکلات در نسل پنجم شبکه تلفن همراه به صورت کامل برطرف خواهد شد.

 

 یکی از مشکلات فعلی نقل و انتقال داده که بسیار رواج دارد این است که انتقال داده در باند موج میلیمتری در مسافت‌های زیاد، باعث افت شدید سرعت و همچنین کیفیت در ارائه خدمات می‌شود. اما با استفاده از آنتن‌های جدیدی که توسط سامسونگ طراحی شده و به آنتن‌های آرایه‌ای تطبیقی شهرت دارند، این شرکت تضمین می‌کند که باند موج میلیمتری که در این آنتن‌ها به کار گرفته شده، در فرکانس 28 گیگا هرتز و در سرعتی بیشتر از 1.056 گیگابیت در ثانیه در فاصله‌ای در حدود 2 کیلومتر، به راحتی و بدون حتی کوچکترین افت سرعت و کیفیت، صورت خواهد گرفت.

 

آقای چانگ یئونگ کینگ، که معاون ارشد و رئیس بخش تحقیق و توسعه در زمینه طراحی دیجیتال داخلی و توسعه ارتباط سامسونگ است، دراین رابطه می‌گوید:

"ارائه فناوری جدید باند موج میلیمتری سامسونگ و در کنار آن به کارگیری این فناوری در آنتن‌های آرایه‌ای تطبیقی توانسته است که این شرکت را یک قدم به تجاری سازی نسل پنجم ارتباطات نزدیک‌تر از قبل کند."

 

البته باید گفت با این که سامسونگ در این زمینه سرو صدای زیادی به پا کرده است اما تنها شرکتی نیست که در این راستا به موفقیت‌هایی دست پیدا کرده و چند ماه پیش شرکت NTT DoCoMo هم اعلام کرد که یک آزمایش را با سرعت شگفت انگیز 10 گیگابیت در ثانیه با موفقیت به انجام رسانده است. البته با توجه به این که سامسونگ بازار تلفن‌های هوشمند را هم در دست دارد شاید بتوان گفت که شانس بیشتری در این زمینه دارد تا زیر ساخت‌های ارتباطی را هم تحت حاکمیت خود داشته باشد.

 

شبکه ارتباطی نسل پنجم(5g)‌ موارد کاربرد متعددی دارد که در چشم انداز 5g به آ نها توجه زیادی شده است. از مهمترین موارد کاربرد 5g  عبارتند از:

  • حمایت از ویدیو و بازیها با حجم زیاد اطلاعات و بلادرنگ، واقعیت مجازی، واقعیت افزوده و هولوگرام
  •  فراهم کردن خدمات لازم با توجه به محتوا
  •  کنترل و هدایت دستگاه‌ها به صورت خودکار مانند ارتباطات خودرو به خودرو (vehicle to vehicle communication)
  • سلامت الکترونیک (eHealth) و پزشکی از راه دور
  • سامانه هوشمند توزیع و انتقال انرژی الکتریکی (smart grid)
  • پایش از راه دور برای مثال در ایجاد خانه‌های هوشمند، مدیریت هوشمند تاسیسات، کنترل آتش سوزی در جنگل، تشخیص زود هنگام زلزله، تعیین قدرت پل‌ها، کنترل لوله‌های آب، سلامت افراد

اهمیت طرح ۵G

در جهان امروز توسعه فناوری اطلاعات و ارتباطات یکی از شاخص‌های کلیدی سنجش میزان رشد و توسعه یافتگی کشورها تلقی می‌شود. توسعه فناوری اطلاعات و ارتباطات منجر به ارائه انواع خدمات ارزش افزوده و ارتقای بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها، بهبود شاخص‌های محیط زیستی، افزایش رفاه جوامع، کاهش بروکراسی و رفت و آمدهای زائد شهری و بین شهری و همچنین خلق کسب و کارهای نوین، ایجاد اشتغال گسترده دانش‌ پایه، ارتقای نظام نوآوری و مدیریت دانش و علوم و افزایش دانش علوم اجتماعی می‌شود.

با توجه به نقش فناوری ۵G، بعنوان ابزاری توسعه یافته در حوزه فناوری اطلاعات و ارتباطات  طرح کلان ۵G با هدف ایجاد بستر مناسب برای پیاده سازی این فناوری در کشور تعریف شده است که اهمیت آن را در حوزه‌های زیر می‌توان بر شمرد:

  1.  فراهم نمودن دانش مورد نیاز و تربیت متخصصین
  2.  مشخص شدن پیش نیاز‌های اساسی جهت پیاده‏سازی و ورود ۵G به کشور
  3.  ایجاد بستر مناسب برای توسعه ۵G
  4. بومی سازی برخی از فناوریهای این حوزه
  5. رشد اقتصادی، توسعه فرهنگی، افزایش امنیت ملی و تحقق نیازهای رو به رشد فضای ICT کشور.

 

5چیزی که لازم است در مورد 5G نسل پنجم شبکه تلفن همراه بدانید:

در حال حاضر اکثر ما از ارتباطات با سرعت 4G بر روی گوشی‌های هوشمند خود بهره می‌بریم و شاید اکنون صحب کردن از نسل پنج کمی دور از ذهن یا زیاده‌روی به‌نظر برسد، با این حال احتمالا ارتقاء به نسل پنجم همان تاثیری را خواهد گذاشت که زمان انتقال از 2G به 3G شاهدش بودیم. اجازه بدهید برویم سراغ اصل مطلب یعنی نکات مرتبط با نسل پنجم شبکه تلفن همراه.

 

1) سرعت فوق‌العاده بالای 5G

اینطور فرض کنید که قادر خواهید بود یک فیلم سینمایی کامل را در عرض تنها 1 ثانیه در گوشی هوشمند خود دانلود نمایید. بله، اکنون دید بهتری نسبت به سال 2020 خواهید داشت! سامسونگ با کسب رکورد 7.5Gb/s در راه‌اندازی آزمایشی اینترنت نسل پنجم در اکتبر 2014 توقعات را بسیار بالا برده است. اکثر تخمین‌ها از سرعت حداقل 10Gb/s و نرخ انتقال اطالاعات 800Gb/s حاکی هستند.

کیفیت 4K را فراموش کنید، در سال 2020 باید بر روی کیفیت 8K (شانزده برابر تعداد پیکسل بیشتر نسبت به فول اچ‌دی) آن‌هم به‌صورت 3D حساب باز کنید. سرعت اینترنت نسل پنجم تا حدی زیاد است که حتی نیازی به فیبرهای نوری گران‌قیمت نیز نخواهید داشت.

سازمان بین‌المللی ارتباطات (ITU) در حال حاضر پیش‌بینی تجربه سرعت 100Mb/s تا 1Gb/s را برای کاربران ارائه داده و حداکثر سرعت قابل دستیابی را نیز 20Gb/s اعلام نموده که قطعا جای پیشرفت دارد اما همین اعداد هم به مراتب بالاتر از سرعت‌هایی است که اکنون از آن‌ها استفاده می‌کنیم. اما قبل از این‌که به این سرعت‌های بالا فکر کنیم، سازمان بین‌المللی مخابرات باید زیرساخت‌ها و هماهنگی‌های مختلفی را ایجاد نماید تا تکنولوژی5G در سراسر جهان قابل استفاده باشد.

ممکن است مانند اکنون که تکنولوژی 4G/LTE در برخی از کشورها ارائه نمی‌شود، شاهد حضور اینترنت نسل پنجم در بعضی کشورها نباشیم، اما این مورد اکثر اوقات به‌علت تصمیمات سیاسی می‌باشد، نه به‌خاطر عدم وجود تکنولوژی‌های مناسب در آن کشور. امیدواریم روزی دریافت سیگنال‌های مخابراتی محدود به مرز کشورها نباشد و همه بتوانند از سرعت بالای 5G بهره‌مند شوند، چرا که در این‌صورت هم کاربران سود خواهند برد و هم این تکنولوژی پایدار و بادوام باقی خواهد ماند.

 

2) اینترنت اشیاء یا ظهور اشیای متصل به اینترنت

5G روشی به مراتب هوشمندتر برای دستگاه‌ها محسوب خواهد شد تا به اینترنت دسترسی پیدا کنند. با توجه به این امر، دستگاه‌هایی که به این شبکه ارتباطی متصل می‌شوند نیز باید از هوشمندی مناسبی برخوردار باشند.

هر چیزی از ماشین‌های لباسشویی گرفته تا مترهای هوشمند، دوربین‌های ترافیکی، اتوموبیل‌های بدون راننده، جاده‌های هوشمند و سنسورهایی که به یک درخت متصل شده‌اند، به‌طور پیوسته اطلاعات را از طریق اینترنت با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند.

بر اساس پیش‌بینی اخیر Gartner، در سال 2020 بیش از 25 میلیارد شئی به اینترنت متصل شوند. به راحتی می‌توان متوجه شد که چه حجمی از اطلاعات باید منتقل شوند و اینترنت نسل پنجم این امیدواری را می‌دهد تا این دستگاه‌ها و اشیاء مختلف به‌راحتی کار کنند.

شاید با داشتن این حجم از اشیاء و دستگاه‌های متصل به اینترنت که با استفاده از فناوری 5G با یکدیگر متصل شده و اطلاعات را به اشتراک می‌گذارند، دیدن یک شهر هوشمند دیگر دور از انتظار نباشد.

کمپانی Glasgow با معرفی یک پروژه 24 میلیون پوندی، قصد دارد سنسورها را در چراغ‌های خیابان‌ها و چراغ‌های راهنمایی رانندگی که تحت شبکه‌های CCTV فعلی کار می‌کنند، به‌کار ببرد. بدین ترتیب می‌توان متوجه شد که مثلا چه زمانی نیاز به تعویض لامپ این چراغ‌ها خواهیم داشت. این تنها یک مثال است و زمانی که تمام اشیاء با یکدیگر ارتباط پیدا کرده و تحت شبکه پر سرعت 5G متصل باشند، داشتن شهری هوشمند قابل دستیابی خواهد بود.

 

3) افزایش چشمگیر در ظرفیت پهنای باند

وجود این تعداد از وسایل متصل به اینترنت بیانگر لزوم ظرفیت بالای فناوری نسل پنجم می‌باشد. ظرفیتی که به گفته کارشناسان می‌تواند تا 1000 برابر ظرفیت‌های کنونی باشد.

البته برخی از کمپانی‌ها معتقدند ظرفیت نسل آینده چیزی بین 100 تا 1000 برابر ظرفیت کنونی بوده و اشیاء متصل به اینترنت بیشترین استفاده را از این ظرفیت خواهند برد.

شاید ملموس‌ترین مثالی که می‌توان برای چگونگی تغییر زندگی در آینده با حضور 5G زد، بخش حمل و نقل باشد. جایی که دیگر حتی لازم نیست اتوموبیل خود را برانیم.

تشخیص برخورد، مسیریابی لحظه‌ای، مدیریت ترافیک از راه دور و سیستم‌های ترمز خودکار تنها بخشی از قابلیت‌هایی هستند که می‌توان با حضور فناوری 5G متصور شد. البته داشتن اتوموبیل‌های بدون راننده ضرورتاً به این فناوری نیازی ندارد اما قطعاً حضوز چنین ارتباط پرسرعتی می‌تواند تاثیر چشمگیری بر آن داشته باشد.

 

4) پایداری و ثبات در 5G

یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌هایی که برای فناوری 5G پیش‌بینی می‌شود، پایداری و ثبات آن است. در مطالعه‌ای که شرکت اریکسون در اواسط سال 2014 انجام داد، پایداری فوق‌العاده بالا را در لیست ویژگی‌هایی که فناوری‌های ارتباطی جدید ارائه خواهند داد، قرار داده بود.

زمان تاخیر در فناوری 5G تنها 1 میلی ثانیه تخمین زده می‌شود (حدود 50 بار سریعتر از 4G) و پایداری آن نیز باید به اندازه‌ای بالا باشد که خودروهای بدون راننده و سایر وسایلی که به این شبکه متصل خواهند بود، بدون هیچ مشکلی به کار خود ادامه دهند.

اما با تمامی این انتظارات و ویژگی‌های فوق‌العاده جذاب، هنوز هماهنگی لازم جهت تعیین سرعت این فناوری به‌طور کامل صورت نگرفته است. سازمان بین‌المللی مخابرات در سال جاری پس از انجام مطالعات باید این موارد را مشخص کند و پس از آن، احتمالا کمی بیشتر از 4 سال باید صبر کنیم تا با شبکه‌های نسل پنجم ملاقات کنیم.

 

5) دستیابی اروپا به 5G قبل از همه؟

کاربران کشور انگلیس نباید انتظار دریافت فناوری نسل پنجم را تا قبل از سال 2020 داشته باشند و همچنین به احتمال زیاد شاهد قیمت بالایی نیز خواهند بود. اما KT Telecom ایده‌ی دیگری دارد، این شرکت معتقد است در بازی‌های المپیک زمستانی 2018 که در شهر پیونگ‌چانگ کره جنوبی برگذار می‌شود، می‌توان شاهد راه‌اندازی این فناوری مخابراتی جدید بود.

 

چانگ-گای هوانگ مدیرعامل این شرکت در جریان کنگره جهانی موبایل 2015 به خبرنگاران گفت، احتمال راه‌اندازی تجاری این فناوری وجود دارد. با این حال رجیو سوری، مدیر بخش شبکه نوکیا این راه‌اندازی را آزمایشی عنوان کرد. به‌نظر می‌رسد حتی برای راه‌اندازی آزمایشی نیز به زمانی بیشتر از 3 سال نیاز باشد.

اما به‌نظر می‌رسد کره جنوبی نخستین کشوری باشد که این فناوری در آن مورد آزمایش قرار خواهد گرفت. اگر صحبت‌های رجیو سوری را قبول کنیم، احتمالا این فناوری به‌صورت تجاری در اروپا رونمایی خواهد شد. وی در کنگره جهانی موبایل 2015 عنوان کرد که کشور کره، ژاپن و آمریکا نخستین کشورهایی خواهند بود که از این فناوری برخوردار می‌شوند، اما با این حال ممکن است اروپا از تمام آن‌ها جلو بزند!

نتیجه‌ای از یک تست سرعت اینترنت نسل پنجم

همان طور که در قبل هم گفتیم یکی از فعال‌ترین شرکت‌هایی که در این زمینه در حال تکمیل تحقیقات خود است، شرکت سامسونگ است که تا حدودی به تجاری سازی این فناوری نزدیک شده است. البته باید گفت که هنوز هم بسیاری از شبکه‌های مخابراتی جهان مشغول تست و بهبود نسل چهارم خود هستند ولی سامسونگ آزمایش‌های ابتدایی مربوط به نسل پنجم شبکه 5G خود را آغاز کرده است. البته هنوز هم راه بسیار زیادی در پیش است تا این فناوری به صورت عمومی عرضه شود و سامسونگ هم در میانه راه قرار دارد. در آخرین تستی که توسط این شرکت در آزمایشات نسل پنجم مخابراتی‌اش انجام گرفته، سامسونگ به رکورد بسیار فوق العاده 940 مگابایت در ثانیه یا همان 7.5 گیگا بیت دست پیدا خواهد کرد. اما این سرویس سامسونگ در حال حرکت سرعت متفاوتی را در اختیار کاربر می‌گذارد. سامسونگ طی آزمایشی که در یک پیست اتومبیل رانی انجام داده، خودرویی را به آنتن‌های دریافت سیگنال نسل پنجم مجهز کرده و با سرعت 110 کیلومتر بر ثانیه توسط آن حرکت کرده است. در طول این آزمایش رانندگی در یک بزرگراه شبیه سازی شده است. نکته‌ای که در این میان برای سامسونگ یک گام موفقیت آمیز به حساب آمده این است که این شرکت در سرعت 110 کیلومتر توانسته که به یک سرعت دانلود 1.2 گیگا بیت بر ثانیه ( 150 مگا بایت بر ثانیه ) دست پیدا کند. در این تست از فرکانس‌های کوتاه برد 28 گیگا هرتزی استفاده کرده و به کمک فناوری Hybrid Adaptive Array Technology توانسته که طول موج را به مسافت‌هایی طولانی‌تر هم ارسال کند. با وجود تمامی این آزمایش‌ها و موفقیت‌هایی که در این زمینه حاصل شده باز هم باید گفت که راه طولانی برای عمومی شدن نسل پنجم مخابراتی باقی مانده و همین طور که پیش می‌رویم، سرعت اینترنت همراه روز به روز در حال افزایش پیدا کردن است.

ژاپن هم در حال تست است

ژاپنی‌ها هم چند وقتی است که اعلام کرده‌اند که در حال آزمایش روی نسل پنجم فناوری‌های مخابراتی هستند. شرکت مخابراتی NTT DoCoMo که در مورد آن صحبت کردیم اعلام کرده که طرح جدیدی را آغاز کرده که در قالب آن نسل پنجم فناوری‌ها و شبکه‌های مخابراتی مورد بررسی قرار خواهد گرفت و توانایی‌های مختلف این بستر در این راه شناسایی خواهد شد.

در این اقدام شرکت NTT اعلام شده که فناوری نسل پنجم به همراه همکاری که این شرکت با 6 شرکت بزرگ فناوری با نام‌های NEC، Alcatel Lucent، اریکسون، فوجیتسو، نوکیا و سامسونگ دارد، گسترش پیدا خواهد کرد و این شرکت از طریق این همکاری در تلاش است تا تمامی مشکلات مربوط به این فناوری را از سر راه بردارد. این همکاری‌ها به شکلی دنبال خواهد شد که بر اساس آن هر یک از شرکت‌هایی که نام آن را گفتیم به صورت جداگانه تحقیقات خود در زمینه شبکه 5g را تکمیل کرده و این تحقیقات را آزمایش کند.

 

پس از انجام گرفتن چند آزمایش، شرکت‌ها مشکلات خود را در این زمینه اعلام کنند و با یکدیگر در صدد رفع آن‌ها برآیند. قرار بر این شده است که 6 شرکتی که از آن‌ها نام بردیم، فناوری 5g را با سیستم‌های پیشرفته و طیف باند مخابراتی بیش از 6 گیگاهرتز مورد آزمایش قرار دهند. در قالب این آزمایش‌ها مشخص خواهد شد که این سیستم تا چه حد ظرفیت، قدرت و توانایی در زمینه فناوری‌های نوین رادیویی دارد. پیش‌بینی شده است که این نسل جدید تا سال 2020 بتواند به صورت عمومی در سراسر جهان عرضه شده و مورد استفاده قرار گیرد.

 

براساس زیر ساختی که برای این شبکه در نظر گرفته شده است، شما به عنوان یک مشترک مخابراتی قادر خواهید بود تا با سرعت 10 هزار گیگا بیت در ثانیه به اینترنت متصل شوید و باید گفت که این عدد چیزی در حدود 1000 برابر سریع‌تر از شبکه مخابراتی LTE است که در حال حاضر در کشورهای پیشرفته جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. شرکت NTT DOCOMO که تا به حال این شبکه مخابراتی را در مرکز تحقیق و توسعه خود واقع در شهر کاناگاوای ژاپن مورد آزمایش قرار داده بود، تصمیم دارد تا از ابتدای سال 2015 این فناوری را در خارج از مرزهای ژاپن هم مورد تست قرار دهد. به این ترتیب چشم بر هم خواهیم زد و می‌بینیم که کشورهای پیشرفته به جایگاهی دست پیدا می‌کنند که مردمان آن‌ها از اینترنتی با 1000 برابر سرعت اینترنتی که ما استفاده می‌کنیم، بهره می‌برند.

 

چیزی که در این میان از همه بیشتر اهمیت دارد این است که باید به صورت اساسی فکری به حال زیر ساخت‌ها و استانداردهایی که مورد استفاده قرار می‌گیرند کرد. اگر همه چیز به صورتی اصولی انجام پذیرد به آسانی می‌توان از فناوری‌های نوین استفاده کرد و آن‌ها را جایگزین سیستم‌های قبلی کرد. اما اگر زیرساخت‌ها به خوبی پایه ریزی نشده باشند در زمانی که به فکر استفاده از یک فناوری نوین می‌افتیم باید قبل از هر چیز به فکر تهیه زیر ساخت و تجهیزات کاملا جدید بوده و همه چیز را از ابتدا بنا کنیم و این گونه می‌شود که سرعت پیاده سازی و اجرای کار به شدت پایین آمده و تا چشم بر هم می‌زنیم می‌بینیم که کشورهای پیشرفته به سراغ نسل‌های بعدی رفته‌اند، در حالی که ما همچنان اندرخم یک کوچه مانده‌ایم.

 

مقاله های مرتبط :

پست های تصادفی

طوفان فکری با تیم مشاوران آکو

درخواست مشاوره
مشاوره با آکو