مفاهیم اولیه شبکه 5G
5G، نسل پنجم شبکه تلفن همراه و کلیه ارتباطات قابل انجام در این بستر را دربر میگیرد. 5G را باید گامی نوین در حوزه تکنولوژی موبایل به حساب آورد که تجربه کاربران را از بهکارگیری گوشیها یا تبلتهای هوشمند به منظور تبادل دادهها بهبود میبخشد. این تکنولوژی، با عرضه گسترده به بازار، بهبود سرعت را برای کاربران تا اندازهای به همراه خواهد داشت که پیش از این با عرضه شبکههای LTE، در مقایسه با شبکههای نسل سوم یا همان 3Gشاهد بهبود تجربه کاربران بودیم.
تحول شبکه های بی سیم سرعت گرفته است. با آمدن شبکه بی سیم 4G رقابت در بین شرکت های سازنده برنامه ها و پیام رسان ها شدت گرفت و پس از آن شاهد بودیم که شبکه بی سیم 5G پابه عرصه گذاشت.
شبکه های 5G نسل بعدی شبکه های اتصال به اینترنت هستند که نسبت به شبکه های قدیمی، بدون شک یک گام به جلو گذاشته اند. تجربه سرعت بالاتر، اتصال قوی تر و همین طور پهنای باند بهتر برای اتصال موبایل به اینترنت و سایر دستگاه ها، موضوع های جذابی برای همه مصرف کنندگان اینترنت است.
در واقع شبکه بی سیم 5G ترکیبی از جدیدترین تکنولوژی شبکه ای است که به دنبال جلب رضایت کاربران در ارائه سرعت بهتر و دقیق تر است.
5G در کنار سرعت بالا، پوش گستردهتر و پایداری بیشتر را نیز به همراه خواهد داشت. شبکه نسل پنجم حتی در بسیاری از موارد جایگزین شبکههای وایفای خانگی خواهد شد. سرعت 5Gتا حدی است که به عنوان مثالی ملموستر، با استفاده از آن، امکان دانلود فیلم ارباب حلقهها در چند ثانیه ممکن شده و حتی میتوانید استریم زنده محتویات را در پلتفرم واقعیت مجازی ممکن سازید. 5G تاخیر کمتر در ارتباطات صورت گرفته در بستر شبکه همراه را نیز به دنبال خواهد داشت.
نسل پنجم 5G چگونه کار می کند؟
شبکه 5G که در حال حاضر در دست توسعه قرار دارد در باند فرکانسبالای طیف بیسیم یعنی بین ۳۰ تا ۳۰۰ گیگاهرتز عمل میکند که از آن با عنوان طیف موج میلیمتری یاد میشود. امواج میلیمتری امکان انتقال بستههای اطلاعاتی را با سرعت بسیار بالا داشته اما نمیتوانند مشابه با امواج فرکانس پایینتری که در شبکههای نسل چهارم شاهد هستیم جابهجا شوند. از همین رو، امواج میلیمتری با فرکانس بالا، مشکلاتی در برخورد با دیوارها، ساختمانها و دیگر موانع دارند.
شبکه های بی سیم 5G داده ها را از طریق امواج رادیویی ارسال می کنند. از سوی دیگر فناوری بلند مدت LTE نبز پایه ای است برای نسل پنجم اینترنت بی سیم. برخلاف نسل چهارم اینترنت که برای ارسال داده توسط امواج رادیویی به انرژی و قدرت بالا نیاز داشت، سیگنال های 5G از طریق ایستگاه های سلولی کوچک که در مکان هایی مانند سقف ساختمان ها تعبیه شده اند، منتقل می شوند. سرعت سیگنال در 5G بسیار بالاست و فقط در فواصل کوتاه می تواند حرکت کند همچنین شرایط محیطی و آب و هوا بر روی آن تاثیر می گذارد به همین دلیل وجود سلول های کوچک بسیار ضروری است.
نسل های قبل تر از تکنولوژی بی سیم از باند فرکانس پایین تر استفاده می کردند. اپراتور های شبکه نیز می توانند به منظور کاهش هزینه های اینترنت بی سیم از همین طیف موجود برای ساختن شبکه های جدید استفاده نمایند. با این حال، طیف فرکانس پایین تر به فاصله های بیشتری می رسد، اما سرعت و ظرفیت آن کمتر از یک میلیمتر می باشد.
در شبکهای با فرکانس پایینتر نظیر 4G LTE، آنتنها را میتوان با فاصله بیشتر از هم بهکار بست و موانع نیز مشکل بزرگی به حساب نمیآیند. این در حالی است که هنگام بهرهبرداری از شبکههای نسل پنجم، سرویسدهندهها و اپراتورها باید از تعداد آنتنهایی به مراتب بیشتر از آنچه در حال حاضر شاهد هستیم استفاده کنند تا بتوانند دستیابی به پوششی مشابه با شبکههای فعلی را ممکن سازند. با این تفاسیر، انتظار میرود همزمان با بهرهبرداری از 5G، نصب آنتنهای کوچکی را برای بهبود پوشش، در گوشه و کنار شهر شاهد باشیم.
William Webb نویسنده کتاب معمای 5G و سرپرست تیم فناوری شرکت OpenSignalمعتقد است استانداردسازی کامل 5G به احتمال زیاد تا پیش از ۲۰۱۸ میلای انجام نخواهد شد. از همین رو هرآنچه که تا پیش از رسیدن به زمان بهرهبرداری در حدود سال ۲۰۱۹ میلادی در خبرها میخوانیم یا میشنویم، پیشنمایشی از مشخصات و قابلیتهای 5G بوده و تضمین صد درصدی نیست که در نمونه نهایی هم شاهد ادغام آنها باشیم.
در حال حاضر، روتر 5G که توسط سامسونگ در کنگره جهانی موبایل سال جاری میلادی رونمایی شده است میتواند نحوه بهرهبرداری از شبکه ارتباطی نسل پنجم را تا حد زیادی به نمایش بگذارد. روتر نسل پنج سامسونگ به نام Home Router، از آنتنی استفاده میکند که در قسمت بیرونی پنجره منزل شما نصب شده و به روتر وایفای داخل منزل شما متصل میشود. این آنتن، سیگنالهای بیسیم حاصل از امواج میلیمتری شبکه نسل پنجم را دریافت میکند. این سیگنالها از طریق دکلهای ویژهای ارسال میشوند که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.
اینترنت 5G چیست؟
همانطور که اشاره شد، اینترنت 5G در واقع نسل پنجم اینترنت همراه محسوب می شود که بر بستر سیم کارت و در گوشی های هوشمند ارائه خواهد شد. سرعت این نسل از ارتباطات اینترنت، بسیار شگفت انگیز بوده و طبق بررسی ها نسل پنجم اینترنت از سرعتی 66 برابری نسل قبل، یعنی 4G، بهره خواهد برد. با این حساب باید گفت که این تکنولوژی می تواند آینده تکنولوژی های مبتنی بر اینترنت را به طور کامل دگرگون نماید.
در حقیقت اینترنت 5G نوع توسعه یافته 4G می باشد که امکان اتصال بیش از 1 میلیون دستگاه در هر کیلومتر مربع را به ارمغان می آرود. طبق پیش بینی ها، باید در شلوغ ترین حالت ممکن، هر کاربر اینترنت 5G سرعت حداقلی 100 مگابیت بر ثانیه را تجربه کند. البته در حالت ایده آل سرعت انتقال داده در اینترنت 5G چیزی در حدود 10 گیگابیت بر ثانیه می باشد که در مقایسه با سرعت حداکثری 100 مگابیت بر ثانیه ای اینترنت 4G یک پیشرفت عظیم محسوب می شود. اما برای دستیابی به چنین پیشرفتی نیاز به یک سری پیش نیاز ها می باشد که در ادامه در رابطه با آن ها بیشتر سخن خواهیم گفت.
شاید بتوان گفت که در واقع اصلی ترین هدف طراحی و پیاده سازی نسل پنج اینترنت، تنها در دسترس قرار گرفتن سرعت زیاد برای کاربران اینترنت نبوده و آنچه باعث شده است تا اینترنت 5G طرح ریزی شود، لزوم استفاده از یک ارتباط پر سرعت در شبکه اینترنت اشیامی باشد. از آنجا که اینترنت اشیا در حال گسترش بوده و به زودی تمامی دستگاه های الکترونیکی موجود در زندگی روزمره، قابلیت اتصال به اینترنت اشیا را پیدا می کنند، نیاز به نسل جدیدی از ارتباط اینترنت احساس می شود که بتواند با سرعتی بسیار زیاد، بدون قطعی و با کمترین تاخیر ممکن و به صورت بلادرنگ، اطلاعات را مخابره کرده و به سرعت تصمیم گیری نماید.
اینترنت 4G و نسل حال حاضر اینترنت، با آنکه از سرعت بسیار مطلوبی برخوردار است، اما همچنان به دلیل دارا بودن برخی محدودیت ها و عدم کارکرد صحیح در حالت شلوغی، برای استفاده در دستگاه هایی که نیاز به تصمیم گیری بلادرنگ دارند، چندان قابل اعتماد نبوده و نیاز به توسعه بیشتری دارد. به همین دلیل می توان گفت که اینترنت 5G می تواند تاثیر بسزایی در پیشرفت تکنولوژی های مرتبط با اینترنت اشیا، نظیر خانه های هوشمند، ترافیک هوشمند، اتومبیل هوشمند، سیستم های سلامت و غیره داشته باشد.
طبق پیش بینی ها تا سال 2020 بیش از 50 میلیارد دستگاه متصل به اینترنت خواهیم داشت که یک شبکه اینترنت اشیا بسیار بزرگ را شامل می شود. این تعداد از دستگاه های متصل به اینترنت، به هیچ وجه نمی توانند کارایی لازم را با استفاده از زیرساخت های حال حاضر اینترنت، داشته باشند. به همین دلیل طبق گفته کارشناسان بسیاری، تا سال 2020 تقریبا بسیاری از کشورهای جهان، قابلیت دسترسی به اینترنت نسل پنجم را خواهند داشت. البته گمانه زنی ها در این رابطه بسیار زیاد بوده و نمی توان به طور قطعی در رابطه با آن نظر داد.
اصطلاحات فنی
در مطالب مرتبط با نسل پنجم شبکه تلفن همراه، به احتمال زیاد با اصطلاحات فنی متفاوتی روبرو خواهید شد که دانستن آنها به درک بهتر مطلب خواهد انجامید.
امواج میلیمتری (Millimeter Waves)
شبکههای بیسیم امروزی با مشکل ویژهای دست و پنجه نرم میکنند و آن افزایش گستره اطلاعاتی است که توسط کاربران و دستگاههای الکترونیکی مختلف، در مقایسه با گذشته، تبادل و مصرف میشود. با وجود این، همچنان از همان طیف فرکانس رادیویی که تا پیش از این، در این بستر استفاده میشده بهره گرفته میشود. به این ترتیب، شاهد کاهش پهنای باند برای کاربران خواهیم بود و همین امر به کاهش سرعت سرویسدهی و حتی بروز قطعی بیشتر در ارتباطات منجر خواهد شد.
یکی از راهکارهای موجود برای حل این مشکل، انتقال دادهها روی طیف جدیدی است که تا پیش از این برای سرویسهای همراه استفاده نشده است. همین امر باعث شده سرویسدهندههای مختلف بهرهبرداری از امواج میلیمتری را که از فرکانسهای بالاتری بهره میبرند آغاز کنند. امواج میلیمتری در فرکانسهایی بین ۳۰ تا ۳۰۰ گیگاهرتز منتشر میشوند که در مقایسه با باند فرکانسی کمتر از ۶ گیگاهرتز که در دستگاههای همراه در گذشته استفاده میشد قرار می گیرند. این امواج، از آن جهت موجهای میلیمتری نامگذاری شدهاند که طول متفاوتی از یک تا ده میلیمتر دارند. در مقام مقایسه، امواج رادیویی که در گوشیهای هوشمند امروزی استفاده میشوند چند ده سانتیمتر طول دارند.
تا به اینجای کار، تنها اپراتورهای سیستمهای ماهوارهای و راداری از امواج میلیمتری در پروژههای مختلف استفاده کردهاند. با وجود این، برخی سرویسدهندههای همراه نیز استفاده از این امواج را برای ارسال اطلاعات بین ایستگاههای مختلف نظیر دو نقطه مشخص ارتباطی آغاز کردهاند. با تمام احوال، استفاده از امواج میلیمتری برای برقراری ارتباط میان کاربران دستگاههای الکترونیکی همراه با یک ایستگاه نزدیک آنها، راهکاری کاملاً جدید و متفاوت است.
ایراد اصلی بهکارگیری امواج میلیمتری آن است که نمیتوانند عبور آسانی را از موانعی نظیر ساختمانها و دیوارها تجربه کنند. علاوه بر این، امکان جذب آنها توسط شاخ و برگ درختان یا حتی باران هم وجود دارد. همین امر باعث شده شبکههای نسل پنجم، دکلهای سنتی تلفن همراه را با تکنولوژی جدیدی به نام سلولهای کوچک (Small Cells) غنی کنند.
سلولهای کوچک (Smart Cells)
سلولهای کوچک در واقع ایستگاههای مینیاتوری قابل حملی هستند که برای ارائه عملکرد مطلوب، به انرژی حداقلی نیاز دارند و میتوان آنها را در هر فاصله ۲۵۰ متری یا مقداری بیشتر و کمتر در شهرها نصب کرد. برای جلوگیری از تضعیف سیگنالها، اپراتورهای مختلف میتوانند هزاران نمونه از این ایستگاهها را در هر شهر نصب کنند تا شبکهای که مانند مجموعهای از راهکارهای قابل اعتماد، سیگنالها را از دیگر ایستگاههای پایه دریافت کرده و به کاربران در هر منطقه ارسال میکند، شکل گیرد.
آنتنهای موجود در سلولهای کوچک، در صورتی که امواج میلیمتری را جابهجا کنند میتوانند به مراتب کوچکتر از آنتنهای سنتی باشند. این تفاوت اندازه، نصب سلولها را برفراز ساختمانها و دیگر نقاط مشخص، سادهتر خواهد کرد. این زیرساخت متفاوت برای شبکهها میتواند بهرهوری بیشتر از طیفها را به همراه داشته باشد.
ایستگاههای پایه (Base Stations) در شبکه نسل پنجم تعداد آنتن بیشتری هم در مقایسه با ایستگاههای پایه در شبکههای همراه فعلی دارند تا بتوانند از تکنولوژی جدید دیگری به نامMassive MIMO استفاده کنند.
Massive MIMO
ایستگاههای پایه در شبکههای فعلی نسل چهارم از دوازده درگاه برای آنتنها بهره میبرند تا تمامی ترافیک سلولار را مدیریت کنند. در این بین، هشت درگاه برای فرستندهها و چهار درگاه برای دریافت کنندهها درنظر گرفته شده است. این در حالی است که ایستگاههای پایه در شبکه نسل پنجم میتوانند از صدها پورت پشتیبانی کنند. به این ترتیب، میتوان تعداد آنتن بیشتری را در یک آرایه واحد جا داد. این ساختار به معنای آن است که یک ایستگاه پایه امکان دریافت و ارسال سیگنالها را در هر لحظه، از مبدا تعداد به مراتب بیشتری از کاربرها خواهد داشت. همین امر باعث خواهد شد ظرفیت شبکههای همراه تا ۲۲ برابر یا حتی بیشتر، افزیش یابد.
این تکنولوژی، Massive MIMO نامیده میشود. MIMO به معنای چند ورودی، چند خروجی است. این عنوان، سیستمهای بیسیمی را شرح میدهد که از دو یا تعداد بیشتر ارسال کننده و دریافتکننده برای ارسال و دریافت مقادیر بیشتر دادهها به طور همزمان استفاده میکنند.Massive MIMO شبکههای تلفن همراه را با بهرهگیری از تعداد آنتن بیشتر، به سطح جدیدی از استانداردها ارتقا میدهد.
فرمدهی پرتوها (Beamforming)
قابلیت شکلدهی به پرتوها در واقع سیستم ویژهای برای ایستگاههای پایه سلولار (Cellular Base Stations) به حساب میآید که بهینهترین مسیر تحویل اطلاعات به یک کاربر مشخص را شناسایی کرده و در این مسیر، میزان تداخل ایجاد شده در طول فرایند انتقال را کاهش میدهد. بسته به وضعیت موجود و تکنولوژی در دسترس، راهکارهای متفاوتی برای استفاده از این سیستم در شبکههای نسل پنجم درنظر گرفته شده است.
در خصوص امواج میلیمتری، شکلدهی به پرتوها، مجموعه متفاوتی از مشکلات را مرتفع میکند. به عنوان مثال، سیگنالهای سلولار به آسانی توسط مجموعهای از اشیا سد شده و در مسافتهای طولانی، تضعیف میشوند. در این وضعیت، شکلدهی به پرتوها میتواند با متمرکز کردن یک سیگنال موجود در مجموعهای از پرتوها که به مقصد یک کاربر مشخص حرکت میکنند، به جای انتشار در چند جهت، به تقویت سیگنال کمک کرده و شانس رسیدن آن به کاربر را، آن هم بدون ایجاد تداخل افزایش دهد.
استانداردهای متفاوت
در حال حاضر، سردرگمی عجیبی در خصوص طیف نهایی استانداردهای قابل استفاده در بستر5G وجود دارد. اپراتورهای مطرح موبایل گمانهزنیهای متفاوتی را در خصوص استفاده از سه دسته طیف باند پایین، متوسط و بالا انجام دادهاند. طیفهای پایین و متوسط در واقع نمونههایی هستند که در حال حاضر در شبکههای تلفن همراه استفاده میکنیم اما طیف باند بالا بیشتر شبیه به سیگنالهای وایفای است. بدنیست بدانید در حالت کلی، طیفهایی با باند پایین میتوانند مسافت بیشتری را طی کنند اما به همان اندازه، اطلاعات کمتری را جابهجا میکنند. در طرف مقابل، طیفهایی با باند بالا، اطلاعات بیشتری را حمل میکنند اما به همان اندازه پوشش کمتری هم دارند.
ایده اصلی پیادهسازی 5G آن است تا تمامی طیفهای فرکانس پایین، متوسط و بالا را باهم ترکیب کرده تا در نهایت امر، شبکه ایدهآلی را ایجاد کند. گزینه ایدهآل آن است تا از طیف فرکانسی سطح پایین به عنوان مثال، ۷۰۰ مگاهرتز برای پوشش گستردهتر، از طیف فرکانسی متوسط به عنوان مثال، ۳.۵ گیگاهرتز برای ظرفیت بیشتر و از امواج میلیمتری برای دستیابی تاخیر پایین استفاده شود. با استفاده از امواج میلیمتری با باند فرکانسی بالا میتوان مشکلات مربوط به ایجاد تراکم بالا در شبکه را در محیطهای شلوغ نظیر ایستگاههای قطار یا فرودگاهها مرتفع کرد.
بنابرگزارش انجمن جهانی موبایل (GSMA) دستیابی به شبکه 5G مسلتزم آن است تا تعداد زیادی از ملاحظات و استانداردهایی که در ادامه از نظر خواهید گذراند رعایت شود:
۱-ارتباطی با سرعت یک تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برای انتقال دادهها
۲-تاخیر یک میلیثانیهای برای انتقال اطلاعات در مسیر بسته مشخص شده
۳-پهنای باند ۱۰۰۰ برابری به ازای هر واحد مشخص شده مساحت
۴- افزایش ۱۰ تا ۱۰۰ برابری تعداد دستگاههای متصل
۵-دسترسی ۹۹.۹۹۹ درصدی
۶-پوشش ۱۰۰ درصدی
۷-کاهش ۹۰ درصدی در مصرف انرژی شبکه
۸- بهبود چشمگیر صرفهجویی در مصرف انرژی برای مولفههای مختلف حاضر در این شبکه
از طرف دیگر، اتحادیه بینالمللی تکنولوژی (ITU) نیز مشخصاتی را اعلام کرده که از منظر این مرجع، سرویسدهندهها برای دریافت تاییدیههای 5G باید به نمایش بگذارند:
۱-نرخ دانلود حداکثری ۲۰ گیگابیت بر ثانیه
۲-نرخ آپلود حداکثری ۱۰ گیگابیت بر ثانیه
3-حداکثر نرخ بهرهوری طیفی در دریافت دادهها در یک باند فرکانسی مشخص، به میزان ۳۰ بیت بر ثانیه
۴-حداکثر نرخ بهرهوری طیفی در ارسال دادهها در یک باند فرکانسی مشخص، به میزان ۱۵ بیت بر ثانیه
۵- تجربه نرخ دانلود ۱۰۰ مگابیت برثانیه توسط کاربران
۶-تجربه نرخ آپلود ۵۰ مگابیت بر ثانیه توسط کاربران
تفاوت با 4G و نسلهای پیشین
- سرعت اولین تفاوت عمده بین ۴G با شبکه ۵G است. عملکرد در پهنای باندهای میلیمتری بین ۳۰ تا ۳۰۰ گیگاهرتز از ویژگی های ۵ جی بوده، اما شبکه های ۴G فعلی در فرکانس های زیر ۶ گیگاهرتز عمل میکنند.
- اشباع شدن اکثر طیف های فرکانسی که باعث کاهش بهره وری و قدرت انتقال داده ها می شود باعث شده تا برای بیشتر ابزارها از فرکانس های بالای ۳۰ گیگاهرتز استفاده شود. در طول موج مایکروویو سرعت انتقال داده کمتر از یک گیگابیت در ثانیه است. این عدد در امواج میلیمتری حداقل به ۱۰ گیگابیت در ثانیه می رسد.
- نداشتن تاخیر زمانی یکی از مهمترین مشخصات شبکه ۵G است. این تکنولوژی برای کاربردهایی که نیاز به پاسخ سریع دارند، بسیار حیاتی است. کنترل از راه دور وسایل نقلیه یکی از آنهاست.
- شبکههای ۵G در شرایط ایدهآل نرخ تاخیر زیر یک میلیثانیه دارند، اما تاخیر زمانی در ۴G از یک اپراتور تا اپراتور دیگر و از یک گوشی تا گوشی دیگر متفاوت است. با این وجود، به طورر کلی برآورد میشود که تاخیر ۵G چیزی حدود ۶۰ تا ۱۲۰ برابر سریعتر از میانگین تاخیر ۴G باشد.
- اگر بخواهید بدانید که سرعت ۵G چقدر است باید بگوییم که سرعت پنجمین نسل شبکه تقریبا ۲۰ برابر سریعتر از شبکه ۴G LTE است.
- شبکه ۴G فاقد سرعت، ظرفیت و انعطافپذیری لازم برای پشتیبانی کامل از نوآوریهای تلفنهای همراه و سایر دستگاههای هوشمند است. ارائه کنندگان شبکه ۵G وعده میدهند که این تکنولوژی به طور یکپارچه ای با سنسورهای بی سیم، فناوری ارتباط بین خودروهای خودران، چراغهای ترافیکی هوشمند، شبکههای انرژی هوشمند، موبایلهای پوشیدنی و سایر دستگاههای خانه هوشمند کار خواهد کرد.
مهمترین نکتهای که باید در خصوص 5G درنظر داشته باشید آن است که علیرغم تمام اخبار و اطلاعاتی که به عنوان مثال در کنگره جهانی موبایل سال جاری میلادی از این تکنولوژی شنیدیم یا جزئیاتی که از سرعت بالای ارتباط اینترنتی در این نسل، در آزمایشهای اولیه به گوش میرسد و حتی با وجود تمام زیرساختهایی که توسط شرکتهای مختلف ایجاد شده است5G هنوز بهطور تمام و کمال به مرحله بهرهبرداری نرسیده است.
شبکه نسل پنجم از مشخصاتی متفاوت از آنچه در نسل قبل یا همان 4G شاهد بودیم بهره میبرد اما هنوز بر سر جزئیات بهرهبرداری از این شبکه جدید نیز اختلاف نظرهایی وجود دارد. در زمینه بهرهبرداری تجاری، همچنان در خصوص سرعت اینترنت یا محدوده پوشش و حتی کاهش زمان تاخیر در انتقال دادهها، جمعبندی نهایی انجام نشده است. در ابعاد جهانی نیز شرکتهایی نظیر ورایزون، AT&T، اینتل و کوالکام تستهای ویژهای را روی تکنولوژی 5Gانجام دادهاند.
نسلهای پیشین نظیر 3G بدون شک تحولی ویژه را در ارتباطات به ثبت رساندهاند. شبکه نسل سوم، سیگنالها را از نزدیکترین دکل همراه دریافت کرده و از آن برای برقراری تماس، انتقال پیام و تبادل دادهها استفاده میکند.
شبکه 4G نیز عملکردی مشابه با 3G داشته اما ارتباط اینترنتی با سرعت بالاتر و تاخیر پایینتر یعنی فاصله زمانی کمتر بین ایجاد عامل تاثیرگذار در شبکه و مشاهده تاثیر را به همراه داشت. شبکه نسل چهارم یا 4G مدعی است که ارتباطی تا پنج برابر سریعتر را در مقایسه با سرویسهای 3G فعلی پیش روی مشتاقان قرار میدهد و از نقطهنظر تئوری نیز میتواند رسیدن به سرعت دانلودی تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه را ممکن سازد.
برخی کارشناسان معتقدند ارتباطات وایفای در بستر 5G میتواند تا سه برابر سریعتر از 4Gباشد و در قالب راهکار تک استریمه، سرعت پایه ۴۵۰ مگابیت برثانیه، در قالب سیستم دو استریمه سرعت ۹۰۰ مگابیت بر ثانیه و در قالب ترکیب سه استریمه نیز سرعت ۱.۳ گیگابیت برثانیه را به راحتی به مرحله اجرا بگذارد.
سامسونگ در کنگره جهانی موبایل امسال، روتر خانگی 5G خود را پیش روی مشتاقان قرار داد که میتواند دستیابی به سرعتی تا ۴ گیگابیت بر ثانیه (Gbps) را ممکن سازد. این سرعت برابر با ۵۰۰ مگابایت بر ثانیه است که امکان دانلود یک بازی ۵۰ گیگابایتی را در مدت زمان دو دقیقه به شما داده یا با استفاده از آن میتوانید یک فیلم ۱۰۰ گیگابایتی با رزولوشن 4K را در کمتر از چهار دقیقه دانلود کنید. برای اینکه مقایسه دقیقتری از آنچه در قالب 5G پیش روی شما قرار میگیرد با ترکیبی که در حال حاضر شاهد هستیم داشته باشید، بدنیست بدانید بر اساس گزارش بیزینس اینسایدر، متوسط سرعت اینترنت در ایالات متحده آمریکا در سال ۲۰۱۶ میلادی، ۵۵ مگابیت بر ثانیه اعلام شده است که پس از تبدیل، سرعت ۶.۵ مگابیت بر ثانیه را به دست میدهد.
مزایا و معایب
همانطور که گفتیم، 5G سرعتی به مراتب بالاتر را در مقایسه با 4G پیش روی مشتاقان قرار میدهد. این امر به بهرهوری هرچه بالاتر در قالب استفاده از این راهکار در دستگاههای سازگار، با سرعت دانلودی (از نقطه نظر تئوری) تا ۱۰ هزار مگابیت برثانیه منجر خواهد شد. علاوه بر این، پهنای باند بالاتر، دستیابی به سرعت دانلود بهینه را ممکن ساخته و امکان اجرای اپلیکیشنهای اینترنتی پیچیده و در ابعاد گستردهتر را روی دستگاههای الکترونیکی همراه فراهم میکند.
کاهش تاخیر نیز به نحوی خواهد بود که به عوان مثال، وقفه کمتری را بین لمس دکمه اجرا و آغاز پخش محتویات از سرویسهای آنلاین نظیر نتفلیکس شاهد خواهید بود. این کاهش تاخیر برای برخی کاربران نظیر گیمرها از اهمیت بیشتری برخوردار خواهد بود.
شبکههای 5G حتی میتوانند به بهرهبرداری از تکنولوژیهای نیازمند به پردازش سریع و زیاد اطلاعات در بستر شبکه آنلاین، نظیر خودروهای مجهز به قابلیتهای خودران نیز سرعت ببخشند.
این در حالی است که 5G از نقطه نظر منفی، هزینه بیشتر برای اجرا و بهرهبرداری را به همراه خواهد داشت. اگرچه گوشیهای هوشمند مدرنی که در آینده نزدیک روانه بازار میشوند سازگاری کاملی با این استاندارد خواهند داشت اما دستگاههای الکترونیکی قدیمیتر فاقد مولفههای لازم برای بهرهگیری از این تکنولوژی هستند.
از طرف دیگر، همانطور که می دانید دسترسی به ارتباط اینترنت بیسیم پایدار، به تعداد دستگاههایی که به یک کانال ارتباطی متصل هستند وابسته است. با اضافه شدن 5G به طیف ارتباطات بیسیم، احتمال تراکم بالا و ازدحام در محدودههای فرکانسی مشخص، وجود خواهد داشت..
نیاز به خرید گوشی هوشمند جدید
برای استفاده از شبکه 5G به خرید گوشیهای هوشمند سازگار با این استاندارد نیاز خواهد بود. گوشیهایی که به احتمال زیاد از چند آنتن مختلف بهره میبرند و البته سرعت به مراتب بالاتری هم دارند.
زمان بهرهبرداری
در حال حاضر اپراتورهایی مانند AT&T و ورایزون بهرهبرداری آزمایشی از شبکههای نسل پنجم را در دستورکار قرار دادهاند اما انتظار میرود انتظار میرود بهرهبرداری گسترده از این شبکه، از سال ۲۰۱۹ میلادی آغاز شود. این برنامه زمانی، پیش از این اواخر ۲۰۱۹ تا اواسط سال ۲۰۲۰ میلادی را هدف گرفته بود. با وجود این، اپراتورها و تولیدکنندههای تجهیزات مخابراتی موفق شدند به روند بهرهبرداری از این شبکه، سرعت ببخشند.
تصورات اشتباه در مورد نسل پنج اینترنت
باور اشتباه اول
شبکه 5G یک سیستم هات اسپات خواهد بود
بسیاری از کارشناسان تصور می کنند که اپراتورهای مخابراتی، اینترنت5G را باید از طریق آنتن های کوچک BTS که روی سقف خانه ها یا تیرهای چراغ برق نصب می شوند، ارائه دهند. این کار باعث می شود که در مقایسه با ارائه اینترنت از طریق دکل های بزرگ موبایل که سیگنال ها را در منطقه وسیعی پخش می کنند، مردم بتوانند دسترسی خیلی بهتر و سریع تری به اینترنت داشته باشند. اونوئه می گوید این باور یک پیش گویی نادرست است. اگر در این مرحله شبکه 5G را یک سیستم کوچک یا «هات اسپات» بپنداریم، این صنعت را به روی دیگر نوآوری ها می بندیم. راه اندازی سیستم های هات اسپات در مناطق روستایی چندان کار آسانی نیست. اگر استراتژی تجاری مناسبی نداشته باشیم، ساختار کوچک برد5G می تواند شکاف دیجیتالی بین اقشار مختلف جامعه را بزرگ تر کند. اونوئه می گوید بهتر است که ذهنمان را برای فناوری های دیگر باز نگه داریم تا بتوانیم شبکه 5G را به مشتریان روستایی هم برسانیم.
دسترسی سریع و آسان با اینترنت 5g
باور اشتباه دوم:
شبکه 5G به سرمایه گذاری هنگفتی نیاز دارد
یکی از جسورانه ترین ادعاهای اونوئه این است که راه اندازی 5G نیازی به سرمایه گذاری های کلان ندارد. این گفته برخلاف تصور و پیش بینی های کارشناسان مربوط درزمینه گسترش تکنولوژی های پیشگام است. اونوئه معتقد است که برای گسترش نیازی به تغییر ساختار کلی شبکه های فعلی نیست، بلکه می توانیم آن را در زیرساخت های فعلی هم راه اندازی کنیم. او می گوید سرویس دهی بهتر همیشه به معنی خرج هزینه های زیاد نیست.
باور اشتباه سوم:
یک باور دیگر که اونوئه آن را زیر سؤال می برد این است که شبکه 5G بلافاصله شبکه 4G را کنار می گذارد. اما اونوئه می گوید که این طور نیست. برتری یک شبکه بی سیم جدید نتیجه تکامل است، نه ظهور ناگهانی آن. البته طبق گفته اونوئه، «درنهایت این اتفاق می افتد، اما نه یک شبه.» در این مورد، تاریخ هم با اونوئه موافق است. هیچ شبکه بی سیمی به طور کامل جای نسل قبلی را نگرفته است، به عنوان مثال، در مناطق زیادی از جهان مثل هند، هنوز از شبکه3G و حتی 2G استفاده می شود. از طرف دیگر، با اینکه شبکه5G سرعت و ظرفیت بسیار بالایی را به ارمغان می آورد، اما هنوز در موارد بسیار زیادی شبکه 4G کارایی بیشتری خواهد داشت. به عنوان مثال، دستگاه های اینترنت اشیا مثل حسگرها در هر ساعت یا روز فقط یک بار باید حجم کمی از داده ها را منتقل کنند. این دستگاه ها می توانند در پهنای باند کم هم کار کنند و نیازی به اتصالات بسیار سریع ندارند.
باور اشتباه چهارم:
شبکه 5G به طیف رادیویی بیشتری نیاز دارد
یک باور هست که در دنیای ارتباطات بی سیم مدام تکرار می شود؛ وقتی تعداد کاربران گوشی های هوشمند بیشتر می شود، میزان مصرف پهنای باند هم به ازای هر کاربر افزایش می یابد، درنتیجه طیف فرکانسی که در اختیار داده های موبایل قرار می گیرد، اشباع می شود. بنابراین به طیف فرکانسی بیشتری احتیاج داریم، اما اونوئه می گوید اپراتورها می توانند از طیف رادیویی فعلی برای پشتیبانی از5G استفاده کنند و با تغییر ساختار، طیف بیشتری را آزاد کنند. او برای دفاع از ادعایش به تجربه 30 ساله اش در این صنعت اشاره می کند. مثلاً می گوید اکثر مردم تصور می کردند که سرویس LTE به طیف رادیویی جدید احتیاج خواهد داشت، اما NTT DOCOMO در سال 2012 این سرویس را با استفاده از طیف رادیویی که وجود داشت، راه اندازی کرد.
باور اشتباه پنجم:
برای 5G همه چیز باید جدید باشد
بسیاری از محققان و کارشناسان حرفه ای در این صنعت بسیار مشتاق هستند که در آینده تا حد ممکن از شبکه 5G استفاده کنند و سرویس های موجود را روی این شبکه جدید ارتقا و گسترش دهند. اونوئه تأکید می کند اینکه 5G، نسل جدیدی از شبکه های بی سیم است، به این معنی نیست که می تواند یا باید به تمام نیازهای احتمالی ما در حوزه های مختلف مثل رانندگی خودکار، اینترنت اشیا یا سرویس های پهن باند موبایل پاسخ دهد. او می گوید هیجان های ناشی از شبکه 5G حس عجیبی به او می دهد و یاد روزهایی می افتد که مردم فکر می کردند شبکه 4G می تواند تکنولوژی ها و سرویس های جدیدی برای ما به ارمغان بیاورد. به طورکلی اونوئه می گوید شبکه 5G درنهایت بسیاری از وعده های این صنعت را تحقق میبخشد؛ اما هنوز زود است که آن را راهگشایی برای بسیاری از پتانسیل ها در آینده تصور کنیم.
مزایای اینترنت 5G
از جمله مهترین مزایایی که با استفاده از اینترنت نسل پنجم همراه، می توان به آن دست یافت، سرعت انتقال داده فوق العاده، حتی در شلوغ ترین حالت های ترافیک شبکه می باشد. همچنین عدم قطعی ارتباط و تحت پوشش قرار گرفتن دستگاه های بیشتر در یک محدوده کوچکتر نیز از جمله دیگر مزایای اینترنت 5G می باشد. با استفاده از اینترنت 5G می توان در حدود 4 ثانیه یک فیلم را به طور کامل دانلود نمود که واقعا سرعت فوق العاده ای می باشد.
پیش بینی می شود با کمک نسل جدید اینترنت، تکنولوژی های مبتنی بر واقعیت مجازی و واقعیت افزوده پیشرفت بی نظیری را داشته باشند. واقعیت افزوده که هسته اولیه آن بر اساس اینترنت می باشد، با استفاده از اینترنت پر سرعت نسل پنجم می تواند با سرعت بسیار بیشتری تمام جزئیات مربوط به یک مکان یا یک دستگاه و یا یک فرد را در اختیار شما قرار داده و به این ترتیب اطلاعات بسیار با اهمیت تری را به کاربر ارائه دهد.
پیش بینی می شود با ورود نسل پنجم اینترنت، ارتباطات تصویری مبتنی بر سیم کارت، همچون تماس های تصویری و ویدیو کنفرانس ها، پیشرفت قابل توجهی داشته باشند و از کیفیت بسیار بالایی برخوردار شوند. همچنین همانطور که اشاره شد، این نسل از اینترنت می تواند تاثیرات شگرفی بر اینترنت اشیا داشته باشد و خصوصا دستگاه هایی نظیر دستگاه های اعلام هشدار، سنسورهای واپایش سلامتی و حتی سیستم اعلام هشدار خودروها را بسیار کارآمدتر از گذشته نموده و سرعت تصمیم گیری درست در آن ها را به یک الی دو میلی ثانیه کاهش دهد.
تاریخ عرضه اینترنت نسل پنجم
د نهایتا تا سال 2020 ، اینترنت نسل پنجم به عرضه عمومی گذاشته شده و در اختیار بسیاری از کاربران قرار گیرد. البته برای استفاده از این تکنولوژی نیاز است که دستگاه های خواهان اتصال به آن، از این تکنولوژی پشتیبانی کرده و مجهز به تکنولوژی دریافت اینترنت 5G باشند. از طرف دیگر تجهیزات مخابراتی و دکل های ارتباطی حال حاضر، برای ارائه اینترنت 5G مناسب نبوده و توانایی پشتیبانی از این نسل اینترنت را نخواهند داشت. به همین دلیل باید برای ارائه این نسل از اینترنت، ابتدا زیرساخت های مناسب آن فراهم گردد.
هم اکنون کمپانی های زیادی در تلاش برای ارائه اولین نسخه های اینترنت 5G هستند که این طور که از اخبار بر می آید، کشور هایی نظیر کره جنوبی، هم اکنون نسخه های اولیه ای از آن را آزمایش نموده اند. به هر حال طبق ادعای شرکت AT&T تا اواخر سال 2018 و اوایل 2019، باید منتظر عمومی شدن اینترنت 5G در سطح دنیا باشیم و با توجه به این که شرکت های ارائه دهنده اینترنت سیم کارت در ایران نیز، به دنبال ارائه این نسل از اینترنت به کاربران خود هستند، پیش بینی می شود پس از طی مدت کوتاهی از ارائه این نسل، در ایران نیز توانایی استفاده از نسل پنجم اینترنت همراه، بتوان برخوردار شد