شبكه‌ي مخابراتي 5G چگونه جهان ما را تغيير خواهد داد؟

 استفاده از پهناي باند بالا، نرخ انتقال داده‌ي زياد و تسهيل در ارتباطات مبتني بر اينترنت چون مكالمات ويدئويي، تنها گوشه‌اي از قابليت‌هايي است كه با پياده‌سازي شبكه‌هاي 5G در اختيار متخصصان قرار خواهد گرفت.

پروفسور رحيم تفضلي، رئيس مركز نوآوري‌هاي 5G دولتي انگلستان در دانشگاه سوري در اين خصوص مي‌گويد:

شبكه‌هاي مخابراتي 5G يك بازنگري و انقلاب كلي در زمينه‌ي طيف امواج راديويي خواهد بود.

پياده‌سازي شبكه‌هاي مخابراتي 5G بدين معنا است كه بستر مورد نياز براي اتصال شهرهاي هوشمند، انجام عمل‌هاي جراحي ريموت، استفاده از خودروهاي هوشمند و اينترنت اشيا در دسترس خواهد بود.

با توجه به تغيير طول موج و متعاقب آن تغيير فركانس يك موج، از امواج مختلف براي متخصصدهاي متفاوتي در ارتباطات استفاده مي‌شود كه اين موضوع بصورت قراردادي تعيين شده است. براي مثال طول موج خاصي در صنعت دريانوردي استفاده مي‌شود در حالي كه طول موج‌هاي ديگري براي استفاده در صنعت هوانوردي، انتقال تصاوير تلويزيوني و شبكه‌هاي موبايل اختصاص داده شده است. استاندارد استفاده از اين طول موج‌ها و اختصاص آن به متخصصدهاي خاص توسط اتحاديه بين‌المللي مخابرات كه زير انديشه متخصصين سازمان ملل متحد فعاليت مي‌كند، مشخص مي‌شود.

در حال حاضر طيف امواج راديويي نظم خاصي ندارد و نياز به اختصاص فركانس‌هاي جديد به فناوري‌هاي نو منجر به استفاده از فاصله‌ي فركانسي بين امواج شده است. اين موضوع منجر به ايجاد اشكالات در سرعت ارتباط شده است.

براي ايجاد بستر مورد نياز به منظور پياده‌سازي شبكه‌هاي ارتباطي 5G، اتحاديه بين‌المللي مخابرات در حال بازسازي بخش‌هايي از شبكه‌ي راديويي است كه به انتقال داده‌ها اختصاص داده شده بود. البته اين امر خللي در شبكه‌هاي مخابراتي پيشين چون ۳جي و ۴جي ايجاد نخواهد كرد.

۵ جي يك شبكه‌ي ارتباطي بسيار سريع است. پروفسور تفضلي معتقد است كه با استفاده از شبكه‌هاي ارتباطي ۵جي مي‌توان به روياي دستيابي به سرعت ۸۰۰ گيگابيت بر ثانيه دست يافت. سرعت ۸۰۰ گيگابيت بر ثانيه ۱۰۰ برابر سريع‌تر از شبكه‌هاي ۵جي است كه هم‌اكنون بصورت آزمايشي توسط برخي از كمپاني‌ها پياده‌سازي شده است.

زماني كه سامسونگ در سال ۲۰۱۳ خبر از آزمايش شبكه‌ي ۵جي خود با سرعت انتقال داده‌ي يك گيگابيت بر ثانيه داد، بسياري از علاقمندان به وجد آمدند. با استفاده از اين شبكه مي‌توان يك فيلم با رزولوشن اچ‌دي را در يك ثانيه دانلود كرد. با وجود اين، استفاده از يك شبكه‌ي ارتباطي با نرخ انتقال ۸۰۰ گيگابيت در ثانيه بسيار هيجان‌انگيزتر است، بطوريكه مي‌توان ۸۰۰ فيلم با رزولوشن اچ‌دي را در يك ثانيه دانلود كرد.

سارا مازور، رئيس مركز مطالعات اريكسون، كه سرمايه‌گذاري عظيمي در مورد تحقيقات ۵جي به انجام رسانده، در اين خصوص مي‌گويد:

شبكه‌‌هاي ارتباطي ۵جي بايد از عهده‌ي نياز مبرم زمينه‌هاي مختلف به ارتباط بر آيند.

پيش‌بيني‌ها حكايت از اين دارد كه در سال ۲۰۲۰ بيش از ۵۰ تا ۱۰۰ ميليارد ابزار به اينترنت متصل خواهند شد. از اين‌رو ارتباطات با استفاده از فركانس‌هاي مختلف براي اتصال گجت‌هاي مورد نياز در انديشه متخصصين گرفته شده‌اند.

افزايش ظرفيت شبكه چيزي شبيه به عريض كردن راه ارتباطي است. در صورتي كه جاده عريض‌تر شود، خودروهاي بيشتري مي‌توانند از آن عبور كنند. يعني با ايجاد لاين‌هاي بيشتر، خودروهاي بيشتري نيز در آن واحد عبور مي‌كنند، اما منظم كردن حركت نيز نقش پررنگي در بالا بردن سرعت دارد. براي مثال اختصاص برخي كانال‌ها به ارتباطات محلي و شماري ديگر به ارتباطات جهاني مي‌تواند سرعت نقل و انتقال داده‌ها را افزايش دهد.

يكي از مورادي كه نياز به پهناي باند بالا را افزايش مي‌دهد، مفهوم اينترنت اشيا است. اينترنت اشيا تنها به معناي ارتباط با سيستم تهويه‌ي خانه‌ي هوشمند يا امكان كنترل لوازم خانگي از فاصله‌ي دور بصورت ريموت نيست. بلكه اين مفهوم مفاهيم گسترده‌تري را شامل مي‌شود كه از جمله‌ي آن مي‌توان به اطلاع از صندلي‌هاي خالي قطار‌هاي موجود در ايستگاه اشاره كرد كه اين اطلاعات از طريق خود قطار كه به اينترنت متصل شده، حاصل مي‌شود.

ابزار‌هاي هوشمند خود بطور مستقل قادرند تا پهناي باند مورد نياز خود را انتخاب كنند كه اين موضوع از شلوغ شدن يك فركانس خاص بصورت خودكار پيشگيري مي‌كند. براساس پيش‌بيني‌هاي صورت گرفته انتظار مي‌رود اولين فركانس در انديشه متخصصين گرفته شده از سال ۲۰۲۰ ميلادي عملياتي شود. دو فركانس بعدي نيز در ادامه به جمع شبكه‌ي ۵جي اضافه خواهد شد. مازور در اين خصوص مي‌گويد:

پس از اينكه فركانس‌هاي پيش‌بيني شده پياده‌سازي شده و در اختيار متخصصان قرار گيرد، مي‌توان محصولات مبتني بر اين فناوري‌ها را توسعه داد.

يكي ديگر از قابليت‌هاي كليدي شبكه‌ي ۵جي، پايداري اين شبكه است. سارا مازور پايداري شبكه‌هاي ۵جي را به اندازه‌اي بالا عنوان مي‌كند كه مي‌توان حتي اين شبكه‌ها با از انديشه متخصصين پايداري بهتر از شبكه‌ي اينترنت فيبر داست. پيشرفت‌هاي حاصل شده در توسعه‌ي آنتن‌هاي مخابراتي به قطع و وصل شدن يكباره‌ي داده‌ها پايان خواهد داد.

اين قابليت يكي از اركان اصلي بكارگيري اين فناوري در زمينه‌هايي است كه پايداري اهميت فوق‌العاده‌اي دارد. از جمله‌ي اين حوزه‌ها مي‌توان به استفاده از شبكه‌هاي ۵جي در ارتباط خودروهاي هوشمند بدون راننده و همچنين انجام انواع اعمال جراحي بصورت ريموت اشاره كرد.

در محل‌هايي كه ساختمان‌ها بلن مرتبه جلوي امواج با فركانس‌هاي بالا را سد مي‌كنند، مي‌توان از تيرهاي ارتباطي استفاده كرد.

كمپاني هوآوي ايده‌ي استفاده از شبكه‌هاي ۵جي را به‌منظور ارتباط خودروهاي هوشمند بدون راننده مطرح كرده است. حوزه‌هاي حساسي چون خودروهاي هوشمند بدون راننده يا انجام عمل‌هاي جراحي بصورت ريموت از جمله‌ي مواردي است كه عدم وجود قطع و وصلي و تاخير در شبكه اهميت فراواني در آنها دارد. براساس اطلاعات ارائه شده توسط اريكسون، تاخير در شبكه‌ي ۵جي يك ميلي ثانيه است. بازه‌ي زماني يك ميلي‌ثانيه براي انسان قابل درك نيست. سرعت شبكه‌هاي ۵جي ۵۰ برابر بيشتر از شبكه‌ي ارتباطي ۴جي است.

كمپاني‌هاي فعال در زمينه‌ي توليد تجهيزات مخابراتي چون اريكسون و هوآوي انديشه متخصصيني در مورد هزينه‌ي تخميني يك شبكه‌ي ارتباطي ۵جي ندارند. اما اين موضوع منجر به توقف فعاليت‌هاي اين كمپاني در زمينه‌ي تحقيقات و توسعه‌ در اين زمينه نمي‌شود.

براي مثال سامسونگ اميدوار است تا همزمان با برگزاري المپيك زمستاني سال ۲۰۱۸، از شبكه‌ي مخابراتي خود مبتني بر فناوري ۵جي پرده بردارد. همچنين هوآوي نيز براي بهره‌برداري از شبكه‌ي ۵جي خود همزمان با جام‌‌جهاني فوتبال روسيه در سال ۲۰۱۸ و در شهر مسكو برنامه‌ريزي كرده است.

ژاپن در انديشه متخصصين دارد تا علاوه بر ميزباني از مسابقات المپيك ۲۰۲۰، از اولين شبكه‌ي تجاري ۵جي نيز بهره‌برداري كند.

علاوه بر صرف هزينه‌هاي سرسام‌آور در بخش تخقيق و توسعه‌ي شبكه‌هاي ارتباطي ۵جي، بايد تكنولوژي‌ها و حوزه‌هاي مصرف‌كننده‌ي فناوري ۵جي نيز خود را با پيش‌ نيازهاي استفاده از اين شبكه‌ها هماهنگ كنند. پروفسور تفضلي بازه‌ي زماني موجود تا سال ۲۰۴۰ ميلادي را كه طي آن شبكه‌هاي ۶جي متولد خواهند شد، زمان مناسبي براي بروزرساني موارد مورد نياز مي‌داند.

در حال حاضر هر سه اپراتور همراه كشور شبكه‌ي ارتباطي ۳جي را البته با وجود كم و كاست‌هايي ارائه مي‌دهند. ايرانسل به‌عنوان دومين اپراتور تلفن‌همراه كشور، پس از راه‌اندازي شبكه‌ي ۳جي به فاصله‌ي معقواي در حال راه‌اندازي شبكه‌ي ۴جي است. به‌انديشه متخصصين شما پس از عرضه‌ي تجاري شبكه‌ي ۵جي در سطح جهان، با چه فاصله‌اي اين فناوري وارد كشور خواهد شد؟ آيا بهتر نيست اپراتورهاي مخابراتي همگام با ساير كمپاني‌ها تحقيقات خود را در اين زمينه آغاز كنند؟ انديشه متخصصين شما در اين مورد چيست؟