سیر تاریخی تحول اینترنت موبایل از 1G به 5G

بر خلاف گذشته که شبکه‌های موبایل فقط نیازهای تلفن همراه را برای مرورگرهای اینترنتی و پیام‌های متنی برآورده می‌کردند، امروزه دستگاه‌های مختلفی مانند تلفن‌های هوشمند، ساعت‌های هوشمند،‌ دوربین‌های امنیتی، خودروهای خودران و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند که نیاز به اینترنت دارند. با توجه به اینکه در دنیای امروز میلیاردها دستگاه نیاز به اتصال به وب برای تأمین نیازهای انسان دارند، باید زیرساخت‌های مورد نیاز فراهم شود تا بتوان از اتصال سریع‌تر پشتیبانی کرده و هم پوشش وسیع‌تری از اینترنت را فراهم کرد. شبکه‌های نسل پنجم یا شبکه 5G یکی از انواع شبکه های کامپیوتری اینجا است تا مسیر رسیدن به این اهداف را هموار کند.

5G چیست ؟

5G نسل جدید پهنای باند موبایل است که در نهایت به جایگزینی برای اتصالات ‌4G LTE تبدیل می‌شود. با دستیابی به شبکه 5G، می‌توان منتظر سرعت دانلود و آپلود به مراتب بالاتر از سرعت کنونی بود. علاوه بر این، لتنسی -یعنی مدت زمانی که طول می‌کشد تا دستگاه با شبکه‌های مخابراتی وایرلس تعامل کند- به شکل چشمگیری کاهش می‌یابد.
برای درک بهتر 5G، شناخت نسل‌های قبلی فناوری‌های مخابراتی مانند 3G، 2G و 4G ضروری است.نسل اول شبکه تلفن همراه در حدود سال ۱۹۸۲ آمد که از سیستم آنالوگ استفاده می کرد و به صورت قراردادی 1G نامیده شد. این سیستم به طور کامل آنالوگ بود تا زمانی که اینترنت نسل دوم 2G راه اندازی شد و در سال ۱۹۹۱ به دیجیتال جهش پیدا کرد. 2G همچنین داده های تلفن همراه را در قالب تکنولوژی های GPRS و EDGE اضافه کرد.
تقریبا ۱۰ سال بعد شبکه 3G راه اندازی شد که سرعت بیشتری از نسل دوم در اختیار کاربران قرار می داد. تقریبا ۱۰ سال بعد از آن شبکه های LTE فعلی ما راه اندازی شد. شبکه ای که ما به آن نسل چهارم یا 4G می گوییم. از لحاظ تاریخی حدودا هر ۱۰ سال نسل جدیدی از فناوری شبکه به کار گرفته می شود. نسل پنجم اینترنت یا 5G مانند جهش نسل های قبلی در مورد مواردی مانند سرعت پیشرفت خواهد کرد.
ساده ترین تعریف ممکن ، 5G نسل پنجم شبکه های تلفن همراه است.این نسل گام بعدی در تکنولوژی موبایل است که گوشی ها و تبلت های آینده از آن استفاده خواهند کرد. 5G یا نسل پنجم نامی است که در حال حاضر به نسل بعدی از اینترنت موبایل گفته می‌شود که بعد از 4G عرضه شده است .
سرعت اتصال این سرویس به اینترنت به طور غیر قابل باوری زیاد است و از فرکانس‌های بالاتری نسبت به 4G استفاده می‌کند. این نوع از اینترنت ، محدودیت‌های بسیار کمتری دارد که برای تکنولوژی‌هایی مانند “اینترنت اشیا” ایده آل است. به علاوه از آنجایی که سیگنال‌های این نوع از اینترنت نمی‌تواند زیاد انتشار پیدا کند، می‌بایست تعداد نقاط دسترسی بیشتر (Access Points (، و همینطور با فاصله نزدیک تر به هم قرار گیرند.معمار اصلی اپراتور انگلیسی EE، پروفسور اندی ساتن( Andy Sutton) عقیده دارد که هدف اینترنت 5G این است که نامرئی باشد.
این تکنولوژی باید مانند تکنولوژی “الکتریسیته” همه جا حضور داشته باشد. این تکنولوژی ، به سازندگان وسایل الکتریکی کمک می‌کند تا برای “اینترنت اشیا”، دسترسی دائمی و نامحدود عرضه کنند.
با فرض همان الگوی ۱۰ ساله برای تغییر نسل شبکه های تلفن همراه می توانیم گوشی های تجاری (قابل استفاده برای عموم و قابل خرید) نسل پنجم را در اوایل سال ۲۰۲۰ ببینیم.LTE حدود سال ۲۰۱۱ شروع به کار کرد بنابراین طبق الگو باید انتظار این نسل را تا سال ۲۰۲۱ کشید. البته احتمالا ما زودتر برخی از ویژگی های این نسل را خواهیم دید اگر ارائه دهندگان شبکه و دیگر دست اندرکاران این حوزه بتوانند پیش بینی درستی داشته باشند و برای آن کار کنند.

چرا ما به اینترنت 5G احتیاج داریم؟

یکی از مهم‌ترین برتری‌های اینترنت 5G نسبت به 4G به استثنای تفاوت در سرعت ( که قاعدتا باید بین10Gbps تا 100Gbps باشد) ، مسئله “تاخیر” است ( در علوم مهندسی تاخیر یا Latency به بازه زمانی بین محرک و پاسخ گفته می‌شود). اینترنت 4G مجهز به تاخیر 40ms تا 60ms است که با وجود اینکه بسیار پایین است اما برای پاسخ لحظه‌ای کافی نیست.برای روشن شدن مسئله یک مثال می‌زنیم: یک گیمر که می‌خواهد به صورت بین المللی با حریفان دیگری در نقاط مختلف جهان بازی کند، باید از اینترنتی با تاخیر پایین استفاده کند و وقتی یک دگمه را فشار می‌دهد ، تغییرات ایجاد شده به صورت آنی و لحظه‌ای‌ ،از طریق سرور اعمال شود.
اینترنت 5G قادر است با تاخیر “فوق العاده پایین” اطلاعات را ارسال کند( چیزی حدود تا ۱۰ میلی‌ثانیه ) . برای مثال،این ویژگی به یک تماشاگر بازی فوتبال در استادیوم این امکان را می‌دهد تا بازی را هم زمان از طریق چند دوربین با زوایای مختلف و بدون حتی ثانیه‌ای تاخیر تماشا کند.
“ظرفیت” یا Capacity نیز یکی دیگر از فاکتورهای بسیار مهم است. با هوشمند شدن بیشتر اشیا و ابزارهای الکتریکی، تکنولوژی “اینترنت اشیا” نیز روز به روز از اهمیت بیشتری برخوردار می‌شود. طبق پیش بینی تحلیل گران، تال ۲۰۲۰، هر شهروند بریتانیایی از ۲۷ ابزار متصل به اینترنت اشیا استفاده می‌کند که تعمیم این رقم در کل دنیا ، ۵۰ میلیارد دستگاه در سرتاسر دنیا خواهد بود.
این نظریه ،هم گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و ساعت‌های هوشمند و هم یخچال‌ها، خودروها، عینک‌های واقعیت افزوده و حتی لباس‌های هوشمند را نیز شامل می شود. برخی از این وسایل برای داشتن عملکردی کاربردی، نیاز به ارسال و دریافت حجم اطلاعای به نسب زیادی هستند و برخی نیز ارسال و دریافت اطلاعات کمتری دارند. اینترنت 5G میزان نیاز هر وسیله را بررسی کرده و پهنای باند کافی در اختیار هر وسیله قرار می‌دهد.

تفاوت های 4G و 5G چیست؟

نسل پنجم اینترنت هنوز ایده ای درخشان در دوردست است پس گول شرکت ها و تبلیغات تست سرعت را نخورید. یک شبکه 5G دارای مشخصه هایی فراتر از آنهایی است که برای ۴ G طراحی شده است، ما در این لحظه به سادگی نمی دانیم که قرار است با چه چیزی روبرو شویم.گمانه زنی ها از سرعت های بالا و در حد چند گیگابایت خبر می دهند اما نمی دانیم به طور دقیق وضعیت چگونه خواهد شد. شرکت‌هایی مانندCompanies ، Verizon, AT&T, Intel, Qualcomm آزمایش هایی را برای نسل پنجم انجام داده اند و این آزمایش های اولیه است که احتمالا شکل استاندارد بین المللی این نسل را شکل خواهد داد. یکی از ویژگی های رایج برای 5G استفاده از موج انتقال mmWave یا میلیمتر موج است که می تواند کلید سرعت بالای اینترنت نسل پنج باشد که وعده اش داده شده است.

مشکل 4G
آنچه که ما به عنوان 4G استفاده می کنیم واقعا 4G نیست. طبق استانداردها آن چه که ما به عنوان 4G استفاده می کنیم باید در حالت ایستا حدود ۱ گیگابایت سرعت داشته باشد و در حالت حرکت نیز باید ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه سرعت داشته باشد که با توجه به شواهد عینی 4G که ما استفاده می کنیم نسل چهارم نیست. با این حال امیدواریم که سرعت اینترنت نسل پنجم اینترنت به اندازه ای که وعده داده می‌شود باشد و در حد حرف باقی نماند.احتمالا اینترنت نسل پنجم حدود ۱۰ گیگابایت بر ثانیه سرعت دارد که چندین برابر اینترنت نسل چهارم است. لازم به ذکر است برخی از شرکت های بزرگ در استرالیا، مانند Vodafone،Telsra و حتی هواوی برای نسل جدید شبکه های تلفن همراه آماده می شوند.

اینترنت اشیا
اینترنت نسل پنجم یا 5G به نوعی زیرساخت اینترنت اشیا Internet Of Thing به حساب می آید که می تواند تاثیر شگرفی در زندگی بشر بگذارد. اینترنت با پهنای باند مناسب در دسترس قرار می گیرد، هزینه اتصال کاهش می‌یابد و دستگاه های بسیار زیادی به اینترنت وصل خواهند شد. خانه های هوشمند و شهر های هوشمند از اهداف این اینترنت هستند. هزینه تکنولوژی پایین خواهد آمد. مطمئن باشید ظرف چند سال آینده از اینترنت اشیاء (IOT) و 5G بیشتر خواهید شنید.
فاکتور “ظرفیت” یا Capacity برای تکنولوژی تماشای فیلم به صورت زنده و جاریStreaming Video ، نیز در آینده از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود. شرکت اپراتور تلفن همراه EE در انگلستان، پیش بینی می‌کند که ۷۶ درصد ترافیک اطلاعات در سال ۲۰۳۰، مربوط به تماشای ویدیو زنده (Streaming Video) خواهد بود که بیشتر این فیلم‌ها با کیفیت 4K و یا حتی 8K خواهد بود. در حال حاضر اینترنت 4G با سرعت ۱۴ مگابیت برثانیه ، قابلیت پخش فیلم‌های 4K و اینترنت 4G با سرعت ۱۸ مگابیت برثانیه برای فیلم‌های 8K کفایت می‌کند.
اما مطابق با اطلاعات آماری، اگر تمام کاربران بخواهند در یک زمان و با این کیفیت ، فیلم‌ها را تماشا کنند ، شبکه با اختلال مواجه می‌شود.

تجهیزات مورد نیاز برای دسترسی به 5G

برای اتصال به اینترنت 5G ، به سخت افزارهای مخصوص نیاز است. درست مانند حالا که برای اتصال به اینترنت4G ، باید گوشی هوشمندی داشته باشیم که این نوع اینترنت را پشتیبانی کند. هر وسیله‌ای اعم از تبلت، گوشی همراه و غیره می‌بایست قطعات متناسب با این تکنولوژی را داشته باشد. در زمان نگارش این مقاله شرکت های سازنده گوشی های هوشمند ، مدلهایی بر اساس فناوری نسل پنجم ارایه روانه بازار کرده اند و با توجه به اینکه هنوز این سرویس عمومیت پیدا نکرده است صحبت از اینترنت نسل ۶ میشود؟!

اما آیا از 6G هم خبری خواهد شد؟

پروفسور ساتن جواب این سوال را اینگونه می هد:” اگر 5G به درستی اعمال شود،چیزی به نام 6G در کار نخواهد بود.” این جمله بدین معنیست که اگر زیرساخت‌های این سیستم به درستی انجام شود، نیازی به جایگزینی آن با مدل دیگری نخواهد بود و فقط به ارتقا سیستم نیازمند خواهد بود. در سال‌های گذشته، تکنولوژی اطلاعات موبایل، بر اساس سخت افزاری بنیان نهاده شده است اما هسته اصلی اینترنت 5G، نرم افزاری است. نرم افزارها قابلیت ارتقا دارند ولی در مورد سخت افزارها به ندرت چنین امکانی وجود دارد.”

چند سایت ۵G در کشور راه‌اندازی شده است؟

طبق آخرین آمار اعلام شده از سوی وزارت ارتباطات تعداد سایت‌های ۵G ایجاد شده توسط اپراتورهای ارتباطی تا تابستان سال امسال به ترتیب ۱۲۲۷ و ۱۱۵۳ بوده است و در یک سال و نیم گذشته بیش از ۲۷۰ سایت ۵G راه‌اندازی شده است.
پس از ورود نسل سوم و چهارم در دنیا توسعه نسل پنجم اینترنت یا ۵G دیگر عجیب به نظر نمی‌رسد چراکه مهم‌ترین ویژگی آن کاهش تأخیر، ظرفیت بالای دسترسی، قابلیت اطمینان بسیار بالا، ارتقاء ارتباطات موبایل پهن باند است.
به گفته کارشناسان پهنای باند این نسل از اینترنت بسیار بالاست، بنابراین اگر فناوری ۵G را مصداق یک اتوبان در نظر بگیریم، شاید فناوری ۴G یک اتوبان دو باندی و فناوری ۵G همان اتوبان با چهار باند باشد، بنابراین سرعت و کیفیت آن بالاتر می‌رود.
طی سال‌های گذشته برخی از کشورهای جهان در توسعه زیرساخت‌های لازم و برقراری آزمایشی و نهایی شبکه نسل پنجم اینترنت ۵G نسبت به سایر کشورها تمایل بیشتری از خود نشان داده‌اند تا با انعقاد قراردادهای همکاری با بزرگترین اپراتورهای مخابراتی، به کاربران و شهروندان خود امکان بهره‌مندی از خدمات اینترنت پرسرعت ۵G را اعطا کنند.
در ایران همانند سایر کشورها نسل پنجم اینترنت نیازمندی‌ها و زیرساخت‌هایی می‌خواهد که زیرساخت اصلی آن فرکانس نامبرده می‌شود. در این زمینه اواسط بهار امسال سرنوشت فرکانس‌های مورد نیاز توسعه این نسل از اینترنت مشخص شد و در نهایت فرکانس‌های ۳ هزار و ۶۰۰ و ۳ هزارو ۸۰۰ مگاهرتز را در قالب مزایده برای راه اندازی اینترنت ۵G واگذار شد.
براساس آخرین آمار اعلام شده از سوی رگولاتوری تعداد سایت‌های ۵G ایجاد شده توسط اپراتورهای ارتباطی تا تابستان سال امسال به ترتیب ۱۲۲۷ و ۱۱۵۳ بوده است. پیش‌تر احسان چیت‌ساز- معاون سیاستگذاری و برنامه ریزی توسعه فاوا و اقتصاد دیجیتال در تشریح عملکرد یک ساله وزارت ارتباطات اعلام کرده بود در این مدت بیش از ۲۷۰ سایت نسل پنجم اینترنت راه اندازی شده است.
البته فعال‌سازی ۵G بر روی گوشی‌های سامسونگ از دیگر اقداماتی است که در طی سال‌های اخیر مورد توجه و در دستور کار قرار گرفت به گونه‌ای که پس از مذاکرات جدی با نماینده شرکت سامسونگ و بیان تذکر لازم، این شرکت رسما اعلام کرد که گوشی‌های دارای قابلیت نسل ۵ که غیرفعال‌اند را فعال می‌کند.
در نهایت از ابتدای امسال مقرر شد فناوری ۵G بر روی گوشی‌های سامسونگ به تردیج و همزمان با به روزرسانی نسخه اندروید به نسخه ۱۵ و رابط کاربری One UI به نسخه ۷، در مدل‌های مختلف گوشی‌های سامسونگ فعال ‌شود. گفتنی است این فناوری برروی گوشی‌هایی فعال می‌شود که از ابتدا قابلیت سخت‌افزاری پشتیبانی از این فناوری را داشته باشند.
بررسی‌ها نشان می‌دهد یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌هایی که برای فناوری ۵G پیش‌بینی می‌شود، پایداری و ثبات آن است. دقت و سرعتی که حتی می‌توان از آن در عمل‌های جراحی حساس استفاده کرد.
جراحی از راه دور به دلیل حساسیت آن نیاز به یک شبکه مطمئن و پایدار دارد که نسل پنجم تلفن همراه این امکان را در اختیار پزشکان قرار می‌دهد که از راه دور و در شرایط بحرانی بتوانند به بیماران کمک کنند و تحول مهمی را در حوزه درمان ایجاد کند.