شبکه 5G چیست؟

کنگره جهانی موبایل سال 2017 تکنولوژی های جدید را به نمایش می گذارد و علاوه بر مجموعه زیادی از تلفن های هوشمند جدید، انتظار می رود اخبار شگفت آوری پیرامون شبکه 5G در راه باشد. اما دقیقا 5G چیست؟ آیا همان شبکه های گیگابایت است؟ LTE پیشرفته؟ یا همه اش فقط یک ترفند تجاری است؟ درست مثل زمانی که شرکت های AT&T و  T-Mobile اینترنت نسل HSPA+ را با عنوان “4G” تغیر نام دادند.

5G چیست؟

در ساده ترین تعریفی که می توان ارائه داد، 5G نسل پنجم اینترنت شبکه سلولی می باشد. 5G گام بعدی در تکنولوژی موبایل است که چه چیزی برای اینترنت استفاده خواهند کرد و به نظر می رسد شبکه های LTE فعلی در مقایسه با آن سرعت کمی داشته باشد درست مثل 3G در این زمان.

برای یاد آوری، اولین نسل شبکه های تلفن همراه در سال 1982 به وجود آمد. تا راه اندازی نسل دوم یا همان 2G این سیستم کاملا آنالوگ بود که با از راه رسیدن نسل دوم در سال 1991 به سیستم دیجیتال پرش کرد. 2G همچنین داده های سلولی را در قالب تکنولوژی های GPRS و EDGE اضافه کرد. تقریبا 10 سال بعد، شبکه های 3G راه اندازی شد که سرعت بالاتری نسبت به نسل دوم ارائه می داد. در حود 10 سال بعد از آن، شبکه های LTE کنونی وارد میدان شد که ما آن را با نام 4G می شناسیم. هرچند که بر سر معنی واقعی آن اختلاف نظر هایی وجود دارد، اما به آن، نسل چهارم گفته می شود. از لحاظ تاریخی، هر ده سال یکبار نسل جدیدی از تکنولوژی شبکه های اینترنت ایجاد شده اند. شبکه های 5G نیز احتمالا یک چنین جهش روبه جلویی از لحاظ سرعت خواهند داشت.

چه زمانی راه اندازی می شود؟

در بهترین حالت ممکن و با فرض روند 10 ساله، ما می توانیم تبلیغات گوشی های 5G را در اوایل دهه 2020 ببینیم. شبکه LTE در سال های 2010 و 2011 گسترش یافت، پس تنها با یک عملیات ساده ریاضی می توان انتظار داشت که نسل پنج را در سال 2021 ببینیم. اگر ارائه دهندگان شبکه، تولید کنندگان مودم و اپراتور های وایرالس قادر به ادامه حیات به برنامه پیش بینی شده خود باشند، می توانیم شاهد پیشرفت های سریع تری حتی زود تر از آن باشیم. کوالکام قصد دارد تا المپیک 2018 کره جنوبی اولین محصولات 5G در اختیار مردم قرار دهد. همانند تغییر از 3G به LTE، شما به یک گوشی سازگار با آن نیز نیاز دارید تا بتوانید از شبکه 5G استفاده کنید، اما هنوز چند سال تا آن زمان باقی مانده و ما انتظار عرضه گوشی های 5G در کنگره جهانی موبایل امسال را نداریم. 

چطور 5G از 4G متفاوت است؟

مهمترین نکته ای که باید در مورد 5G بدانید این است که هنوز هیچ شبکه 5G به طور رسمی وجود ندارد. اصلا اهمیت ندارد که در کنگره امسال چه می شنویم، یا چقدر تست ها سریع هستند یا چه مقدار تکنولوژی ها استفاده شده توسط کمپانی ها متفاوت هستند، 5G هنوز روزنه ای از یک ایده در دور دست هاست. 

یک شبکه 5G مشخصاتی فراتر از 4G خواهد داشت، هنوز توافقی صورت نگرفته که آن جزئیات چه باید باشند. رئیس سابق کمیسیون مخابرات فدرال، تام ویلر، در تابستان گذشته بیان کرد که اگر کسی به شما بگوید از جزئیات 5G خبردارد، از او فاصله بگیرید. انتظارات برای تبلیغ نسل پنجم اینترنت گوشی های تلفن همراه از سرعت های داخلی در واحد گیگابایت یا حتی ده ها گیگابایت متفاوت است اما در این مرحله ما هیچ چیزی در مورد خصوصیات 5G در دست نداریم.

گفته می شود که ایده هایی از تصورات ما وجود دارد. کمپانی هایی نظیر Verizon، AT&T، Intel، Qualcomm مدتی است تست هایی برای تکنولوژی 5G انجام می دهند و همین تست ها است که طرح احتمالی از استاندارد بین المللی رسمی در آینده را ترسیم می کند. یکی از ویژگیهای معمولی که برای 5G دید شده است، استفاده از انتقال باند از طریق امواج میلیمتری است که می تواند کلیدی برای باز کردن سرعت بینهایتی که 5G قول داده است باشد.

تکنولوژی امواج میلیمتری چیست؟ چرا این تکنولوژی بهتر است؟

تکنولوژی سلولی، داده ها را از طریق امواج رادیویی منتقل می کند که بسته به نوع سیگنال الکترومغناطیسی با فراکانس مختلفی اندازه گیری می شود. هر چه فرکانس بیشتر باشد، طول امواج کمتر است، پس تکنولوژی موج میلیمتری به سیگنال هایی اشاره دارد که طول موج های آن با میلیمتر اندازه گیری می شود و به طور کلی بین 30 گیگاهرتز تا 300 گیگاهرتز تعریف می شود. برای 5G، کمیسیون مخابرات فدرال قبلا بخش هایی از این طیف را در امواج میلیمتری که هم استفاده مجاز و  هم غیر مجاز دارد را از تابستان گذشته در اختیار کمپانی ها قرار داده تا گزینه های 5G را مورد بررسی قرار دهند. 

چرا باید این موضوع برای ما اهمیت داشته باشد؟ به دلیل این که این تکنولوژی داده های بیشتری را با سرعت بیشتری انتقال می دهد و از چیزی که فعلا در اختیار ماست بسیار بیشتر است. یک قانون ساده به خوبی این را بیان می کند که هر چه فرکانس بالاتر، انتقال داده های بیشتر. پس برای مثال رادیو FM فقط امواج رادیویی صدا را بین 87.5 تا 108.0 مگاهرتز انتقال می دهد اما LTE که مسئول انتقال حجم عظیمی از داده ها است، بین 700 مگاهرتز تا 2100 مگاهرتز عمل می کند. تکنولوژی امواج میلیمتری می تواند پهناد باند سفارشاتی بیش از توان LTE را ارائه می دهد. 

یکی دیگر از مزیت های امواج میلیمتری این است که آنتن های مورد استفاده برای دریافت و ارسال داده ها می تواند به طرز قابل توجهی کوچکتر ساخته شوند. این بدین معنی است که گوشی هایی که از این تکنولوژی استفاده می کنند می توانند چندین آنتن را برای دریافت باند های متفاوت در یک دیوایس به کار گیرند. که باعث استفاده بهتری از طیف موجود شده و همچنین اینترنت پر سرعت تری را هنگام اتصال چند کاربر ارائه می دهند.

البته این تکنولوژی مشکلات خاص خود را هم دارد. با افزایش فرکانس و فاصله کوتاه انتقال داده و طول موج های کوتاه تر، هنگامی که دید مستقیم وجود نداشته باشد و یا دیوار، سازه، پنجره و یا حتی قطره های باران نیز می تواند مانع از ارسال و دریافت درست اطلاعات شود. این در حالی است که تکنولوژی های سلولی و رادیویی قدیمی تر قادر بودند با استفاده از برج های آنتن کوچکتر به خوبی عمل کنند اما امواج میلیمتری تعداد زیادی از آنتن های بسیار کوچک را در تمام نقاط شهر می خواهد تا به خوبی کار کند. یک چنین مشکلات فنی باعث شده تا تست های اولیه 5G به دنبال کشف و حل آن باشد. 

تکنولوژی 5G قابل استفاده سال ها با ما فاصله دارد، با اینکه حتی تعریف مشخصی از آن موجود نیست. و چون LTE سرعت گیگابایتی را ارائه نمی دهد، این امکان وجود دارد که LTE Advanced و اخیرا LTE Advanced Pro برای پر کردن این جای خالی استفاده شوند. LTE Advanced مدتی است که بر روی تعداد زیادی از گوشی های هوشمند و اپراتور های موبایلی قرار گرفته است. LTE Advanced Pro نسل تکامل یافته LTE است که می تواند اینترنت موبایل گیگاباتی را به یک واقعیت تبدیل کند و همچنین پیریزی تکنولژی بعدی را نیز شروع کند. LTE Advanced Pro همچنین قرار است گزینه ی پر کاربردی در تکنولژی فعلی باشد که سرعت را در سطح گیگابایت ارائه می دهد و حتی برای زمانی که 5G وارد میدان می شود، تجربه شبکه مشابهی را در خارج از پوشش 5G در اختیار کاربران قرار دهد.

LTE Advanced همچنین از یک تکنولوژی به نام تجمع حامل به عنوان راه چاره برای LTE موجود برای دستیابی به سرعت بیشتر بهره می برد. این تکنولوژی به دیوایس شما اجازه می دهد که همزمان از چندین باند مختلف استفاده کند و در نتیجه سرعت بیشتری ارائه دهد. از لحاظ تئوری LTE قادر است تا از تجمع پنج کانال برای بهترین سرعت ممکن استفاده کند؛ اما بیشترین چیزی که در بازار مشاهده شده است تجمع سه کاناله بود.

مشکل 4G، یا انتظارات بیجا

جا دارد انتظارات بیجا را به یاد بیاوریم. با این که بر روی کاغذ LTE Advanced می تواند سرعت گیگاباتی ارائه دهد و LTE Advanced Pro تا 3 گیگابایت بر ثانیه داده ها را انتقال دهد، اما نمی توان در دنیای واقعی اینگونه انتظار داشت. در حقیقت، بر اساس استاندارد ها توافق شده از اتحادیه بین المللی مخابرات و 3GPP، تفکری که شما از 4G یا LTE دارید واقعا 4G نیست. بر اساس این استاندارد ها، یک شبکه 4G می تواند تا 100 مگابایت در حال حرکت و 1 گیگابایت در حالت ایستا داده منتقل کند، چیزی که شبکه های کنونی به هیچ وجه قادر به ارائه آن نیستند. پس ممکن است که رویای LTE گیگابایت و 5G آن طور که قول داده شده بود، تحقق نیابد، یا اگر هم شود، زمان بیشتری باید در انتظار باشیم.

ما در حال حاضر کجا قرار داریم؟

گزاراشات و خبر هایی به گوش رسیده است که برخی اپراتور ها برنامه های خود را مبنی بر تست 5G با سخت افزار های امواج میلیمتری در چندین شهر آمریکا شروع کرده اند و همچنین کمپانی های سازنده تلفن های همراه نیز اعلام کرده اند که چیپست های جدید می توانند از سرعت گیگابایتی LTE پشتیبانی کنند. بنابراین اطلاعات و جزئیات دقیق شبکه های سلولی آینده “چه LTE، 5G یا بالاتر” هنوز نا معلوم است، اما درباره یک چیز می توان با قطعیت صحبت کرد و آن هم اینکه، آینده سریع خواهد بود.