فیدیبو نماینده قانونی شبکه و بیش از ۶۰۰ ناشر دیگر برای عرضه کتاب الکترونیک و صوتی است .
کتاب ۵ G نسل پنجم شبکه‌های موبایل

کتاب ۵ G نسل پنجم شبکه‌های موبایل

نسخه الکترونیک کتاب ۵ G نسل پنجم شبکه‌های موبایل به همراه هزاران کتاب دیگر از طریق فیدیبو به صورت کاملا قانونی در دسترس است.


فقط قابل استفاده در اپلیکیشن‌های iOS | Android | Windows فیدیبو

با نصب اپلیکیشن فیدیبو این کتاب را به صورت کاملا رایگان مطالعه کنید.

درباره کتاب ۵ G نسل پنجم شبکه‌های موبایل

کمیسیون ارتباطات فدرال امریکا (FCC) فوریه ۲۰۱۴ از ۵۰۰ شرکت درباره مشخصات نسل بعدی شبکه‌های موبایل نظرسنجی کرد و پس از آن بود که بحث و جدل درباره نگه داشتن فرکانس ۲۴ گیگاهرتز یا حرکت به سوی فرکانس بالاتری مانند ۶۰ گیگاهرتز میان شرکت‌های مختلف شروع شد. شبکه 4G نسبت به شبکه نسل قبلی خود یا 3G سرعت به‌مراتب بیش‌تری داشت. آیا 5G نیز نسبت به 4G فقط سرعت بیش‌تری برای تبادل اطلاعات دارد؟ بهتر است پرسش را به این شکل هم مطرح کنیم: دوست داریم 5G نسبت به 4G چه چیزهای بیش‌تری داشته باشد؟

ادامه...
  • ناشر شبکه
  • تاریخ نشر
  • زبان فارسی
  • حجم فایل 0.9 مگابایت
  • تعداد صفحات ۵۰ صفحه

بخشی از کتاب ۵ G نسل پنجم شبکه‌های موبایل

با نصب اپلیکیشن فیدیبو این کتاب را به صورت کاملا رایگان مطالعه کنید.

وقتی از 5G حرف می زنیم، دقیقاً از چه حرف می زنیم؟



وقتی از کنترل یخچال یا برق خانه از راه دور حرف می زنیم؛ وقتی قرار است چراغ های راهنمایی سر چهارراه ها، سطل زباله ها و تخت خواب ها هوشمند و متصل به اینترنت باشند؛ تصورات ما از اینترنت باید تغییر کند و اتصال گونه دیگری باشد.

نسل چهارم شبکه های موبایل وارد ایران شده است (اگر واقعاً بتوانیم آن ها را نسل چهارم بنامیم) و اپراتورهای تلفن همراه با تبلیغات زیاد و هیاهو سعی دارند کاربران را به استفاده از سرویس های آن تشویق کنند. این که آیا می توان نام سرویس هایی که عرضه می شود و سرعت های اینترنت ارائه شده را 4G و LTE نامید یا خیر، موضوع این یادداشت نیست؛ بلکه می خواهم کمی درباره نسل بعدی حرف بزنیم. 5G چیست و چه برتری نسبت به 4G دارد؟

کمیسیون ارتباطات فدرال امریکا (FCC) فوریه ۲۰۱۴ از ۵۰۰ شرکت درباره مشخصات نسل بعدی شبکه های موبایل نظرسنجی کرد و پس از آن بود که بحث و جدل درباره نگه داشتن فرکانس ۲۴ گیگاهرتز یا حرکت به سوی فرکانس بالاتری مانند ۶۰ گیگاهرتز میان شرکت های مختلف شروع شد. شبکه 4G نسبت به شبکه نسل قبلی خود یا 3G سرعت به مراتب بیش تری داشت. آیا 5G نیز نسبت به 4G فقط سرعت بیش تری برای تبادل اطلاعات دارد؟ بهتر است پرسش را به این شکل هم مطرح کنیم: دوست داریم 5G نسبت به 4G چه چیزهای بیش تری داشته باشد؟

واقعیت این است که نسل پنجم شبکه های موبایل تا سال ۲۰۲۰ ظهور و بروز نخواهند کرد و هنوز فرصت زیادی داریم تا درباره مشخصات آن حرف بزنیم. ولی تقریباً کارشناسان و متخصصان مطمئن هستند شبکه موبایل جدید به طور اساسی با 4G متفاوت خواهد بود و علاوه بر سرعت (تخمین زده می شود تا صد برابر سریع تر باشد)، هوشمند هم است. یعنی، قطعاً نسل بعدی، شبکه های هوشمند یا آگاه به خدمات (Service-aware) خواهند بود که به اندازه کافی هوشمند هستند تا درکی از وضعیت تجهیزات اطراف خود داشته باشند و بتوانند دستگاه های قابل اتصال را مدیریت کنند. شبکه به طور خودکار می فهمد به پهنای باند بیش تر برای استریم ویدیو نیاز دارید یا یک اتصال بی درنگ برای هدایت خودران است. همچنین، شبکه می فهمد دستگاهی که به آن متصل شده است، یک روبات یا اسمارت فون است و چه اطلاعاتی را تبادل خواهد کرد. 5G بستری برای رشد روبات ها، پرنده های بدون سرنشین یا Drone، اینترنت اشیا، ماهواره ها و بالن های سیار در آسمان است. در واقع، طیف های مختلف رادیویی به انواع اطلاعات و ارتباطات اختصاص خواهند یافت و در هر فرکانس، میلیون ها دستگاه از طریق امواج رادیویی به یکدیگر متصل هستند. مفهوم «متصل» در این نوع شبکه ها نیز کمی متفاوت از اتصال هایی است که اکنون شاهد هستیم. دستگاه ها چنان به یکدیگر متصل و یک پارچه هستند که گویی شبکه ای در کار نیست و تمام اطلاعات درون خود دستگاه است. در سال ۲۰۲۰ میلادی، ۵۰ تا ۱۰۰ میلیارد دستگاه به طور هم زمان به اینترنت متصل هستند.
آخرین کتاب های شبکه را از www.shabakeh-mag.com رایگان دانلود کنید.

بنابراین، برای مدیریت این تعداد دستگاه نیاز است فرکانس های مختلفی به کار گرفته شوند و فناوری های از اساس متفاوتی نسبت به پهنای باند 4G و 3G استفاده شود. اینترنت اشیا شاه کلید 5G است. وقتی از خودرانی حرف می زنیم که سلامت مسافرانش را تضمین می کند، ولی به شبکه و انواع اطلاعات محیطی برای رانندگی نیاز دارد؛ وقتی از کنترل یخچال یا برق خانه از راه دور حرف می زنیم؛ وقتی قرار است چراغ های راهنمایی سر چهارراه ها، سطل زباله ها و تخت خواب ها هوشمند و متصل به اینترنت باشند؛ تصورات ما از اینترنت باید تغییر کند و اتصال گونه دیگری باشد. به دلیل این که پایداری و اطمینان اتصال بسیار حیاتی است. هانس وست برگر، مدیرعامل اریکسون تاکید می کند: «نسل بعدی شبکه های موبایل باید زندگی راحت تری فراهم کند. این شبکه ها علاوه بر این که باید سریع باشند، باید هوشمند باشند و همه چیز از پهنای باند تا انرژی دستگاه را کنترل کنند.»

به پیش بینی شرکت اریکسون، در سال ۲۰۲۰ نزدیک به ۸۵ درصد جهان به شبکه های 3G و ۶۰ درصد به شبکه 4G متصل هستند، اما شبکه های 5G رشد سریع تری نسبت به 4G خواهند داشت و زودتر فراگیر می شوند؛ زیرا نیاز اساسی زندگی هستند. کلید یک جامعه همیشه متصل این است که هر فرد بتواند همیشه به یک شبکه سازگار متصل باشد. یعنی شما هیچ وقت از شبکه خارج نمی شوید. گوشی تلفن، خودرو، ساعت، یخچال و چیزهای دیگری که باید متصل باشند، گزینه ای برای خروج از شبکه ندارند و شبکه ای همیشه متصل وجود دارد. وست برگر چند بار تاکید می کند: «ما شاهد بزرگ ترین تحول پیش رو هستیم.» شرکت هایی مانند اریکسون و هواوی پیش نمایش هایی از 5G ارائه و وعده هایی دادند، ولی هنوز راه زیادی باقی است. آن چه مسلم است باید منتظر تغییر بزرگی باشیم؛ زیرا شبکه ای متولد می شود که دیگر مخصوص اسمارت فون ها، تبلت ها و نوت بوک ها نیست، بلکه مخصوص روبات های پرنده، خودران ها و هزاران شی بی جان است.

راهی به سوی نسل پنجم ارتباطات بی سیم

تاریخچه مختصری از شبکه های موبایل



حتی با وجود این که این فناوری هنوز اختراع نشده بود، حباب های عرضه شبکه های نسل پنجم پدیدار شد. با ورود فناوری و استاندارد جدید، با نرخ ارسال بالا در مقیاس گیگابیت و شبکه های خودپیکر مواجه شدیم. شاید دور از باور به نظر برسد که بیست سال پیش داده های موبایل به شکل امروزی وجود نداشت. در ادامه به طور مختصر به انقلاب شبکه های سلولی و روند تکاملی آن ها تا به امروز نگاهی خواهیم داشت.

تلفن های رادیویی اولیه (نسل صفر)



بی سیم های رادیویی که در خلال جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار می گرفتند، اجداد آی فون ها و گلکسی های اس ۴ امروزی شما هستند. سرویس رادیویی واقعی که به شبکه تلفنی بزرگ تر متصل می شد، بلافاصله بعد از جنگ جهانی دوم در فهرست کالاهای نادر قرار گرفت. AT&T می گوید هزینه یک سرویس در سال ۱۹۴۶ به ازای هر ماه ۱۵ دلار و به ازای هر تماس۴۰ /۰ دلار داخلی بود که ارزش آن معادل ۱۹۰ دلار در ماه و ۵ دلار امروزی است.

AMPS (نسل اول)



نخستین تلفن های هوشمند از امواج رادیویی برای ارتباط با ایستگاه های اصلی خود استفاده می کردند. این تلفن ها که از آن ها به AMPS یا سیستم تلفن سیار پیش رفته یاد می شد، بعد از نخستین استفاده در کشور امریکا به سرعت در دنیا طرف دار پیدا کردند. این فناوری برای افراد ثروتمند یا اهداف خاص همچنان باقی ماند. این تلفن ها با توجه استانداردهای امروزی ظاهر شیکی ندارند.

GSM (نسل دوم)



شبکه های سلولی دیجیتال در سال ۱۹۹۰ در قالب تلفن های سیار وارد بازار شدند. فناوری شبکه 2G که سیستم جهانی ارتباطات سیار یا GSM نام دارد، امکان ارسال پیام کوتاه را نیز فراهم آورد که پیش تر ممکن نبود.

(GPRS(2G



سرویس بسته عمومی رادیویی که در واقع بخشی از فناوری بزرگ تر GSM است. نخستین سرویس تجاری داده سیار است که داده ها را با نرخ ۱۴ کیلوبایت بر ثانیه ارسال و با نرخ ۴۰ کیلوبایت بر ثانیه دریافت می کند. این نرخ سرعت جالبی است، اما دقت کنید که به سال ۱۹۹۰ مربوط است.
آخرین کتاب های شبکه را از www.shabakeh-mag.com رایگان دانلود کنید.

(EDGE(2G



نسخه پیش رفته GSM که EDGE نام دارد در اوایل سال ۲۰۰۰ وارد بازار شد و همان طور که انتظار می رفت، عملکرد GSM را بهبود بخشید. این فناوری جدید نرخ انتقال داده را به ۱۳۵ کیلوبیت بر ثانیه افزایش داد.

(UMTS(3G



سیستم جهانی ارتباطات موبایل که از ابتدا با نام 3G عرضه شد، نرخ انتقال داده را به ۲۰۰ کیلوبیت بر ثانیه رساند. در حالی که انقلابی در تلفن های هوشمند در حال شکل گیری بود، بلک بری ها و آی فون های جدید به بازار عرضه شدند.

(WiMAX (4G



امریکا به عنوان نخستین مشتری شبکه های وای مکس انتقال داده با نرخ ۳۷ مگابیت بر ثانیه را تجربه کرد، اما فناوری وای مکس شرکت Sprint در مقابل رقیب بزرگ تر خود LTE شکست خورد.

LTE (نسل چهارم)



تکامل بلندمدت یا LTE استاندارد طلایی کنونی در استفاده عمومی از داده های سیار است. افزایش نرخ انتقال تا ۲۰۰ مگابیت بر ثانیه در LTE امروزه توسط تمام شرکت های مخابراتی امریکا مورد استفاده قرار می گیرد و در حال پیش رفت است.

خانه، خودرو و تلفن همراه حرف می زنند

دنیای دیوانه شبکه های موبایل آینده



نسل بعدی شبکه های بی سیم وعده ماشین های خودران و فیلم هایی که در یک چشم به هم زدن از اینترنت دانلود می شوند را داده است.

نسل پنجم شبکه ها به طرز کاملا رویایی بسیار سریع تر از شبکه های نسل سوم و نسل چهارم است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند. به طوری که سرعت ارتباطات را از ۳۸۴ کیلوبایت نسل سوم و ۱۰۰ مگابایت نسل چهارم به ۱۰ گیگابیت خواهد رساند. امروزه شبکه هایی که هدایت ارتباط گوشی ها و دستگاه های متصل به اینترنت ما را بر عهده دارند بر مبنای فناوری نسل چهارم ساخته شده اند. اما نسل پنجم این فناوری یا 5G در حال ظهور است. 5G وعده هایی داده است که تاکنون هیچ یک از فناوری های پیش از آن چنین قول هایی نداده بودند.



از 5G به عنوان کلید ورود به دنیای اینترنت اشیا یاد می کنند. میلیاردها حس گر به لوازم خانگی، سیستم های امنیتی، تجزیه و تحلیل های بهداشتی، قفل های در، ماشین ها، فن آوری های پوشیدنی و ساعت های هوشمند وصل خواهند شد. موسسه تحقیقاتی گارتنر تحلیل هایی در این رابطه انجام داده و پیش بینی کرده است که تعداد دستگاه های متصل به شبکه به سرعت یک هواپیمای جت از ۵ میلیارد در سال ۲۰۱۵ به ۲۵ میلیارد دستگاه در سال ۲۰۲۵ خواهد رسید. هر کدام از این حس گرها به نوبه خود کوهی از داده ها تولید خواهند کرد که نیازمند ارتقاء به شبکه نسل پنجم که توانایی انتقال این اشتهای سیری ناپذیر از داده ها تولید شده توسط اینترنت اشیا را داشته باشد ضروری می سازد. برای رسیدن به این هدف لازم است تا گوشی های هوشند که این روزها مورد استفاده قرار می گیرند به طور کامل به روزرسانی شوند. با استفاده از این فناوری می توانید بدانید بچه های شما چه زمانی به خانه بازگشته اند و ماشین ها در بزرگراه ها به صورت خودکار مدیریت می شوند. به علاوه، شبکه های نسل پنجم ۶۶ مرتبه سریع تر از شبکه های نسل چهارم خواهند بود. این سرعت زمینه را برای ارائه قابلیت های جذاب تر ارائه خواهد کرد. ماشین های خودران در زمان های بحرانی تصمیمات مهمی اتخاذ خواهند کرد. چت های ویدویی احساس بهتری را به ما می دهند، درست مثل این که با طرف مقابل در یک اتاق نشسته ایم و به گفتگو می پردازیم. زمانی که این اطلاعات به ماشین هوشمند شما تغذیه شوند، شهرها شاهد کاهش حجم ترافیک، آلودگی هوا و تقاضا برای پارکینگ خواهند بود.

دلایلی که شما را به استفاده از 5G مشتاقتر میکند

انتظار می رود مجموعه دلایل زیر اصلی ترین انگیزه برای پیشبرد هرچه زودتر نسل بعدی شبکه ها را زمینه ساز شوند:

واقعیت های جدید: 5G واقعیت مجازی و واقعیت افزوده را به جریان اصلی زندگی وارد خواهد کرد. واقعیت افزوده برای پوشش اطلاعات واقعی و ارائه گسترده تر اطلاعاتی همچون تعیین مسیر حرکت، دسترسی به قیمت محصولات و... مورد استفاده قرار می گیرد که همه این اطلاعات روی شیشه ماشین هوشمند ظاهر می شوند (واقعیت افزوده یک نمای مستقیم یا غیرمستقیم زنده از یک محیط فیزیکی و واقعی است. این عناصر مکمل که به دنیای فیزیکی وارد می شوند از طریق حس گرهای کامپیوترمحور و از طریق ورودی هایی همچون صدا، ویدیو، داده های GPS یا گرافیک تولید می شوند).

واقعیت مجازی که به آن محیط چندرسانه ای همه جانبه نیز می گویند؛ یک محیط شبیه سازی شده بر پایه کامپیوتر بوده که می تواند حضور فیزیکی در مکان هایی در دنیای واقعی را شبیه سازی کند. از جمله کاربردهای واقعیت مجازی می توان به آموزش چتربازی یا خلبانی اشاره کرد. به عبارت دیگر واقعیت مجازی نمای مصنوعی از یک موجودیت را نشان می دهد. هر دو این مفاهیم نیاز دارند، داده های جدید با سرعت انتقال داده شوند.

سرعت بالا: سرعت دانلود که در نسل چهارم ۱۵۰ مگابایت در ثانیه است، حداقل به ۱۰ گیگابایت بر ثانیه باید برسد. این یک سرعت قابل قبول است. به طوری که فیلمی همچون Guardians of Galaxy را در مدت زمان ۴ ثانیه می تواند دانلود کند. در حالی که در نسل چهارم این زمان به ۶ دقیقه می رسد. اگر در سال ۲۰۰۱ از شخصی سوال می کردید مدت زمان دانلود این فیلم دو ساعته چقدر است؟ جوابی که دریافت می کردید: به اندازه یک مسافرت هوایی از نیویورک به سیدنی بود (۲۶ ساعت). اگر همین سوال را در سال ۲۰۰۹ می پرسیدید جواب یک مسابقه دوسرعت را می شنیدید (۶ دقیقه) و اگر این سوال را در سال ۲۰۲۰ بپرسید، به جواب «مگر هنوز در حال دریافت است را خواهید شنید» (۳.۶ ثانیه)!

پاسخ سریع و رعدآسا: علاوه بر قرار دادن بیت های بیشتر در هر ثانیه، 5G کوتاه ترین زمان تاخیر را قبل از آن که اولین بیت نشان داده شود خواهد داشت. انتظار چند ثانیه تاخیر برای یک استریم ویدویی که اکنون روی 4G وجود دارد، چندان جالب نیست، اما این آهستگی و زمان تاخیر زیاد برای وسایلی همچون ماشین های خودران غیرقابل قبول است. جایی که هر میلی ثانیه مهم است. 4G در حالت ایده آل چیزی بین ۱۵ تا ۲۵ ثانیه زمان تاخیر برای اعلام این که ماشینی پشت ماشین دیگر قرار دارد و ترمز اضطراری باید مورد استفاده قرار گیرد زمان نیاز دارد. این زمان تاخیر در 5G به یک میلی ثانیه می رسد.

کار ساده ای نیست

صنعت بی سیم سال ۲۰۲۰ را زمان قطعی و معین برای ارائه اولین شبکه های نسل پنجم اعلام کرده است. نوکیا و AT&T می گویند این یک زمان بندی معقول و منطقی است. اما کریک ویگینتون، سرپرست عملیات مخابراتی در شرکت Deloitte & Touche می گوید: «سال ۲۰۲۲ واقع بینانه تر به نظر می رسد.» تاد سایزر، رییس پژوهش های بی سیم در آزمایشگاه های Alcatel-Lucent's Bell می گوید: «انتظار نداشته باشید تا پیش از سال ۲۰۲۵ این فناوری به صورت همه گیر در دسترس عموم قرار گیرد.»

در هر شرایطی 5G در حال آمدن است

برای تحویل و عرضه 5G، شرکت ها نیاز به افزایش ظرفیت شبکه ای میان تلفن های همراه و آنتن های بزرگ که ایستگاه های پایه نامیده می شوند و در هر چند مایل باید نصب شوند را دارند. آن ها می توانند این کار را با استفاده از طیف استفاده نشده از فرکانس های رادیویی پیاده سازی کنند. فرکانس امواج رادیویی برحسب مگاهرتز یا حتی پرسرعت تر از آن بر حسب گیگاهرتز سنجیده می شوند. امروزه ارتباطات تلفن های همراه از فرکانس کمتر از ۳ گیگاهرتز استفاده می کنند. از طرفی طیف گسترده ای از دستگاه های بی سیم در محدود فرکانس ۲.۵ گیگاهرتز کار می کنند که ترافیک شدیدی را در این باند فرکانس به وجود آورده اند. 5G نیازمند باندهایی با فرکانس بالاتر است. اما امواج رادیویی در فرکانس های بالاتر در فواصل دور به سختی قابل انتقال هستند، یا اگر ساختمان یا دیواری در مسیرشان قرار گیرد ارتباط از دست می رود. برای حل این مشکل، شرکت ها روی فناوری آنتن های پیشرفته در حال کار هستند که آنتن های MIMO چندورودی- چند خروجی که توانایی ارسال سیگنال های رادیویی موازی بیشتری را دارند (یک فناوری ویژه سیستم های مخابراتی است که هر دو طرف گیرنده و فرستنده می توانند از چند آنتن استفاده کنند. از جمله ویژگی های اصلی این فناوری می توان به پیش کدگذاری
(precoding)، مالتی پلکس فاصله ای (spatial multiplexing) و کدگذاری گونه گون (diversity coding) اشاره کرد.)، beamforming یا فیلتر فضایی (یک فناوری پردازش سیگنال استفاده شده در آرایه ای از حس گرها برای انتقال سیگنال های هدف دار یا جهت دار است که برای دریافت بهینه تر سیگنال ها مورد استفاده قرار می گیرد. بیم فرمینگ برای امواج صوتی یا رادیویی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. از جمله کاربردهای آن می توان در رادار، سونار ارتباطات بی سیم، ستاره شناسی رادیویی، زیست پزشکی و... اشاره کرد.) که انرژی رادیویی را در یک جهت خاص متمرکز می کنند، اشاره کرد.

سرویس دهندگان برای بهبود ضریب موفقیت یک گوشی همراه برای نزدیک شدن به یک ایستگاه، باید ایستگاه های پایه را به یکدیگر نزدیک کنند تا یک گوشی همراه حداقل به یکی از این ایستگاه ها نزدیک باشد. آن ها همچنین باید از فن آوری های امروزی همچون ماکروسل برای بردهای بلند که به ۲۰ مایل می رسد و همچنین small cell میکروسل که می تواند نزدیک به صد فوت را پوشش دهد استفاده کنند (ماکروسل، میکروسل و پیکوسل اشاره به سلول های رادیویی موبایل دارند. ماکروسل برای پوشش دهی به مناطق وسیع اما با ترافیک کم، میکروسل برای پوشش دهی مناطق شهری اما با ترافیک زیاد و پیکوسل برای پوشش دهی رادیویی در یک ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند). Adeyemi از فوجیستو می گوید: «نصب و به کارگیری یک ماکروسل نیازمند چند صد هزار دلار است، در حالی که نصب سلول های کوچک برای هر بلوک ده هزار دلار هزینه خواهد داشت.» اما هنوز خیلی زود است که بخواهیم در مورد هزینه 5G صحبت کنیم. دن وارن تکنولوژیست ارشد GSMA می گوید: «شرکت هایی که اکنون ۴G را پوشش می دهند اگر قصد مهاجرت به 5G را داشته باشند، تا سال ۲۰۲۰ چیزی نزدیک به ۱.۷ تریلیون دلار هزینه خواهند کرد، در نتیجه شرکت ها نباید انتظار داشته باشند که 5G ارزان به دست مشتریان برسد.» محققان IDC می گویند: «اینترنت اشیا باید به دست مصرف کنندگان برسد. این بازار تا سال ۲۰۲۰ به ارزش ۳.۰۴ تریلیون دلاری خواهد رسید.» سیسکو که در زمینه ساخت محصولات شبکه مشهور است می گوید: «منافع خود را در اینترنت اشیا می بیند و پیش بینی می کند از ۱۹ تریلیون دلار در دهه های آینده فراتر خواهد رفت.»

مردم این روزها به یخچال فریزرهای متصل به اینترنت شبیه به یک طنز نگاه می کنند. ترموستات های Nest و آشکارسازهای دود متعلق به گوگل (شرکت Nest چندی قبل توسط گوگل خریداری شد) از مدت ها قبل در خانه های هوشمند قرار گرفته اند. خودروسازان در حال توسعه ماشین هایی هستند که ویزگی های خودران بودن و فیلم برداری از صندلی عقب را داشته باشند. ساعت های هوشمند و ابزارهایی که در زمان خواب اقدام به تجزیه و تحلیل علائم حیاتی همچون تنفس، ضربان قلب و درجه حرارت می کنند این داده ها را با یکدیگر ترکیب کرده و سلامتی ما را به مدت زمان طولانی تری تضمین می کنند. این دستگاه ها حتی توانایی آگاه سازی از حملات قریب الوقع قلبی یا سکته مغزی را خواهند داشت. شهرها از مدت ها قبل فرآیند هوشمندسازی را آغاز کرده اند، بارسلونای اسپانیا از میلیون ها حس گر برای بررسی وضعیت ترافیک، آلودگی، سروصدا، پارکینگ، فشار آب، هوا و برق استفاده می کند. در نیس فرانسه، بیش از ۲۰۰ حس گر در چراغ های خیابان ها، جاده ها و سطل های زباله نصب شده اند. این حس گرها داده هایی برای جریان ترافیک، نور معابر، پارکینگ، زباله و آلودگی از مراکز شهری را تولید و جمع آوری کرده که مورد بررسی و استفاده قرار می گیرند.

در حالی که امروزه ایستگاه های پایه می توانند به صدها کاربر به طور همزمان رسیدگی کنند، اما زمانی که میلیاردها دستگاه جدید متصل به اینترنت اشیا قصد استفاده از آن ها را داشته باشند، ظرفیت فعلی قطعا جوابگو نخواهد بود. سایزر از آزمایشگاه بل می گوید: «تیم تحقیقاتی من این مسئله را مورد بررسی قرار داده اند و به این نتیجه رسیده اند که سازندگان تجهیزات باید ظرفیت اتصال به ایستگاه های پایه را هزار برابر افزایش دهند. این اصلا دیوانگی نیست.»

دنیای آینده به کلی دنیایی متفاوت خواهد بود. دستگاه هایی که امروزه آن ها را دستگاه های بدون روح و ایستا می شناسیم، در آینده خود به تعامل و تبادل اطلاعات با محیط پیرامون خود خواهند پرداخت. بدون آن که نیازی به نظارت و حضور فیزیکی مصرف کننده در محل باشد. در حال حاضر شرکت سامسونگ پیشرفت های قابل ملاحظه ای در این زمینه برداشته است.

شبکه های موبایل نسل پنجم

دیوانگی در شبکه برای زندگی راحت تر



به میانه های یک دهه رسیدیم؛ چند سالی از شروع یک دهه گذشته و فقط چند سال به شروع یک دهه دیگر باقی مانده است. این حرف ها در دنیای موبایل چه معنایی دارد؟ یعنی، چند سال از راه اندازی و آغاز به کار 4G گذشته و در حالی که هنوز به طور کامل فراگیر نشده و در سراسر جهان شاهد شبکه های پرسرعت موبایل واقعی نیستیم و تازه شبکه های LTE و LTE-Advanced جا افتاده اند، باید به فکر نسل بعدی باشیم.
معمولاً هر ده سال یک بار فناوری های موبایل تغییر می کنند و به روز می شوند، حتی اگر 4G/LTE را خیلی دوست داشته باشیم و احساس کمبودی نکنیم و اپراتورها نخواهند از آن دل بکنند و به فکر بازگشت سرمایه باشند، سرانجام باید برای نسل بعدی استانداردی تعریف و چشم اندازی ترسیم و آزمایش ها و ارزیابی هایی انجام شود. به نظر می رسد این «نسل بعدی» با نسل های قبلی متفاوت تر است یا باید متفاوت تر باشد. شبکه های موبایل به گردنه سختی رسیده اند و باید خود را برای چرخش در یک پیچ خطرناک آماده کنند. چرا این طور فکر می کنیم؟ زیرا پرسش های بی پاسخ زیادی در حوزه موبایل و مخابرات مطرح شده اند. چرا به نسل جدیدی از فناوری های شبکه های موبایل نیاز داریم؟ مگر 4G و نسخه پیش رفته تر آن LTE چه کمبودها و نقایصی دارد؟ آیا کاربران از شبکه های موجود ناراضی هستند؟ قرار است 5G چه مزایایی نسبت به 4G داشته باشد یا چه کمبودهایی را برطرف کند؟ 5G چه مشخصات و ویژگی هایی خواهد داشت و چه چشم اندازی برایش متصور باشیم؟

در واقع، مسئله 5G فراتر از این پرسش ها و پاسخ ها یا برخی مشخصات فنی قابل پیش بینی مانند سرعت بیش تر برای انتقال اطلاعات است. هنوز هیچ استاندارد مشخص و تعریف شده ای برای نسل بعدی شبکه های موبایل وجود ندارد. هنوز هیچ کس دقیقاً نمی داند 5G یعنی چه یا قرار است چگونه باشد و چه مشکلاتی را حل یا کمبودهایی را رفع کند. توسعه شبکه های موبایل هم در حوزه افزایش یا بهبود طیف های فرکانسی و هم در حوزه زیرساخت ها با محدودیت ها و مشکلات جدی قابل حل نشدنی روبه رو است. اپراتورهای مخابراتی روی 4G/LTE سرمایه گذاری های زیادی کردند و اصلاً دوست ندارند به این زودی ها به سراغ سرمایه گذاری هنگفت جدیدی بروند، در حالی که هنوز موفق به بازگشت سرمایه روی شبکه های نسل قبلی نشده اند. شاید یکی از دلایل این سردرگمی و گیجی صنعت موبایل و مخابرات در مواجهه با نسل بعدی باشد که «چالش 5G بسیار عمیق تر از این مسائل است» یا این طور بگوییم که اصلاً چالش 5G این مسائل نیست.
هانس وست برگر، مدیرعامل شرکت اریکسون، اشاره ای به این موضوع می کند و می گوید مشکل نسل بعدی شبکه های موبایل فقط سرعت نیست، بلکه هوشمندی است. وست برگر و گروه تحقیقاتی او انتظار دارند نسل بعدی شبکه های آگاه به خدمات (Service-Aware) باشد؛ یعنی شبکه موبایل بداند اکنون با دستگاه موبایل، خودران، روبات یا دستگاهی از جنس اینترنت اشیا روبه رو است و چه موقعیتی دارد و آیا به تامین پهنای باند تضمین شده با حداقل تاخیر و نویز و حداکثر پاسخ گویی برای یک شبکه بی درنگ نیاز دارد یا خیر. همین طور بتواند نیازهای بعدی این دستگاه را حدس بزند و برای آن مهیا شود. به علاوه، بتواند درکی از محیط اطراف این دستگاه داشته باشد و اطلاعات یا نودهای لازم را آماده کند. وست برگر یک گام دیگر به جلو برمی دارد و می پرسد چنین شبکه موبایلی هوشمندی به چه دردی می خورد؟ و خود جواب می دهد: «زندگی راحت تر». کارشناسان هم اعتقاد دارند شاه کلید شبکه های 5G در همین «زندگی راحت تر» است. اگر قرار است نسل بعدی موبایل فقط در سرعت یا حداکثر چند سرویس جدید برتری داشته باشد، بهتر است نام آن را 5G نگذاریم و 4G-Advanced یا نظایر این ها بنامیم.

مثال هایی هم برای نسل بعدی موبایل مورد انتظار مطرح شده است. مثلاً شبکه های هوشمند 5G باید بفهمند این دستگاه متصل به شبکه به یک ارتباط پرسرعت روی گوشی اسمارت فون نیاز دارد. همچنین، به یک ارتباط پرسرعت برای هدایت خودرو و تاخیر کم تر در سیستم پاسخ گویی آن نیاز است. همچنین، شبکه باید تشخیص بدهد انرژی خودرو رو به کاهش است و از مصرف انرژی در سیستم هایی مانند رادیو جلوگیری کند. اگر دقت کنیم، حتی در این مثال ها علاوه بر فناوری و جنس ارتباط، مخاطب شبکه های موبایل نیز تغییر می کند و از کاربر به سوی انواع دستگاه های متصل به شبکه در حرکت است؛ یعنی همان اینترنت اشیا. نسل بعدی شبکه های موبایل فقط برای دستگاه های موبایل یا در نهایت تبلت و نوت بوک نیست و هر چیزی که به اینترنت وصل شود، به این شبکه هم وصل می شود و به طور خودکار کاربر شبکه خواهد بود. این موضوع را هم نباید فراموش کرد که صنعت بازی و واقعیت مجازی هم چشم انتظار نسل جدید شبکه های موبایل است. آمار و ارقام هم می گویند در دهه آینده بیش ترین ترافیک و کاربر از آن شبکه های موبایل خواهد بود. سیسکو می گوید در سال ۲۰۱۹ حدود ۶۵ درصد کل ترافیک اینترنت جهان روی شبکه های موبایل است.

این حجم در سال های بعدی بیش تر و بیش تر می شود. اتفاق های دیگری نیز هم زمان با توسعه شبکه های 5G در حال رخ دادن است که بوی تحولی بزرگ و دگرگونی بنیادی می دهد. چند شرکت به رهبری گوگل برای ادغام شبکه های وای فای، وای مکس و موبایل خیز برداشتند و دوست دارند در کل جهان و کشورها یک شبکه واحد برای مکالمه و تماس، اطلاعات و ارتباط از هر نوع وجود داشته باشد. رحیم تفضلی، رئیس بخش تحقیقاتی دانشگاه Surrey گیلفورد انگلستان، یکی از پیش گام ترین و فعال ترین دانشگاه های دنیا روی مبحث 5G، درباره فراسوی نسل بعدی موبایل می گوید: «5G روش های جدیدی را برای فکر کردن به ارتباطات کلید خواهد زد.» وی اعتقاد دارد نسل بعدی باید به اندازه ای ظرفیت داشته باشد که طیف گسترده ای از دستگاه ها، از خودروهای خودران گرفته تا اینترنت اشیا و روبات های پرنده بدون سرنشین در حال فیلم برداری 4K بر فراز آسمان بتوانند به اینترنت متصل شوند و برنامه های کاربردی جدیدی را اجرا کنند. به غیر از دانشگاه Surrey، چند دانشگاه دیگر همراه شرکت های نوکیا، اریکسون، سامسونگ و هواوی پیش قراولان توسعه 5G هستند.

هدف گذاری های نظریه برای استانداردسازی و پایان آزمایش ها تا سال ۲۰۱۸ و راه اندازی نخستین شبکه 5G در بازی های المپیک زمستانی کره جنوبی همان سال است، ولی برآوردهای عینی و واقعی از وضع موجود و چالش های حل نشده پیش رو خبر از تحقق نیافتن این شبکه ها تا سال ۲۰۲۲ می دهد.

در پرونده ویژه این شماره، سعی کردیم به سراغ وضعیت نسل بعدی شبکه های موبایل برویم و تعریف های مختلف، استانداردهای مطرح یا گام های برداشته شده برای استانداردسازی، فعالیت های انجام گرفته توسط شرکت ها و مراکز تحقیقاتی و محدودیت و چالش های موجود را بررسی کنیم. همچنین، چند کاربرد عمده قابل تصور برای شبکه های 5G را به طور مفصل بررسی کردیم. یکی از موضوع های درگیر با نسل بعدی موبایل، قوانین FCC و محدودیت های تعریف و اختصاص طیف های فرکانسی است. در یکی از مقاله های این پرونده ویژه، نقبی هم به این موضوع زدیم و البته بحث مفصل و دامنه دارتری نسبت به آن چه گفته شده دارد. فناوری ها و تکنیک های سوار شده بر قطار پرشتاب در حال حرکت 5G نیز مرور و مزایا و بهبودها بررسی شده اند. همان طور که گفتیم، صنعت موبایل در چند سال پیش رو شاهد تحولات چشم گیر بزرگی خواهد بود که هریک به نحوی روی نسل بعدی شبکه های موبایل اثرگذار هستند. بنابراین، از هم اکنون نمی توان پیش بینی کرد چه اتفاقی خواهد افتاد و در سال ۲۰۲۰ شاهد چه نوع از شبکه های موبایلی و با چه مشخصاتی خواهیم بود.
آخرین کتاب های شبکه را از www.shabakeh-mag.com رایگان دانلود کنید.

نسل پنجم شبکه های موبایل

۵ نکته که باید درباره شبکه های 5G بدانیم



برای مقابله با حجم رو به افزایش دستگاه های متصل به شبکه که بخشی از اینترنت اشیا محسوب می شود، به سطح جدیدی از اتصالات بی سیم به اینترنت نیاز داریم. نگاهی به سال ۲۰۲۰، یعنی سه سال آینده، ما را امیدوار می کند که اجرای پروژه هایی نظیر خودران ها، هواپیماهای بدون سرنشین و نظیر آن ها تنها با استفاده از شبکه های 5G میسر خواهد شد.

در حال حاضر، هنوز هم بیش تر کاربران در حال مقابله با 4G روی تلفن های هوشمند خود هستند. برای آغاز سخن درباره شبکه های 5G، باید به این نکته توجه کرد تحولی که ممکن است این نسل در ارتباطات ایجاد کند، به اندازه جهش از 2G به 3G روی زندگی ما تاثیر بگذارد. در این مقاله، به پنج نکته که باید درباره شبکه های 5G بدانید، اشاره شده است.

5G سرعت دیوانه کننده ای با خود به ارمغان می آورد!

تصور کنید بتوانید یک فیلم کامل را در مدت دو ثانیه روی تلفن هوشمند خود دانلود کنید. این ایده ای است که انتظار می رود در سال ۲۰۲۰ با آن روبه رو شوید. در حال حاضر، سامسونگ در اکتبر سال ۲۰۱۴ نسخه آزمایشی 5G را اجرا کرده است که قادر است داده ها را با نرخ ۷.۵ گیگابیت بر ثانیه منتقل کند و این گونه برآورد می شود که نرخ انتقال در شبکه های 5G به ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برسد و با نرخ دانلود به بزرگی ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه برسیم. کیفیت 4K را برای فیلم های سینمایی فراموش کنید؛ زیرا در سال ۲۰۲۰ فیلم هایی با کیفیت 8K و در قالب سه بعدی خواهیم داشت که شانزده برابر یک فیلم Full HD پیکسل دارد و این سرعت بالا چنین امری را میسر خواهد کرد (حداقل در حد یک نظریه). این سرعت به قدری است که حتی دیگر به فیبرهای نوری گران قیمت نیاز نخوایم داشت. در حال حاضر، اتحادیه بین المللی مخابرات نرخ ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه تا ۱ گیگابیت بر ثانیه را پیشنهاد داده است و کاربران در شبکه 5G نرخ ۲۰ گیگابیت بر ثانیه برای انتقال داده را تجربه خواهند کرد که این مقدار نسبت به آن چه در حال حاضر در دسترس ما است، فراتر از تصور است. قبل از این که بتوانیم درباره چنین سرعت های انتقالی حتی فکر کنیم، باید بدانیم که ITU مسئولیت بزرگی بر دوش دارد؛ زیرا باید تمام بخش های طیف کنونی را به طور کامل بازسازی کند تا اپراتورها در سراسر جهان بتوانند از شبکه 5G استفاده کنند. این حرکت به آن معنا است که دسترسی به اینترنت سیار به یک کشور محدود نمی شود. تعداد دفعاتی که سیگنال های تلفن سیار شما ممکن است در حین ارسال به نقطه دیگری از جهان دچار تخریب شوند، به زودی به خاطره خواهد پیوست. این یک گام بزرگ در جهت ثابت ماندن نرخ ارسال در 5G و کارآمد بودن آن در تمام زمان ها خواهد بود.

آماده باشید که حس گرها را همه جا ببینید!

5G راهی هوشمندانه تر برای اتصال دستگاه های الکترونیکی به اینترنت خواهد بود. همان طور که نسل پنجم شبکه های بی سیم هوشمند ترین شبکه ها تا به امروز محسوب خواهند شد، دستگاه های الکترونیکی نیز هم زمان چنین ویژگی هایی دارند. همه چیز از ماشین های ظرف شویی گرفته تا خط کش های دیجیتال، دوربین های کنترل ترافیک، خودران ها، جاده های هوشمند و حس گر های متصل به درخت ها در تمام طی شبانه روز به یکدیگر متصل خواهند بود. اخیراً گارتنر در بررسی های خود برآورد کرده است که ۲۵ میلیارد کاربر در سال ۲۰۲۰ با استفاده از شبکه های 5G و تحت ارتباطات ایمن به یکدیگر متصل خواهند شد. همه این میلیارد ها کاربر ساکن شهر های هوشمندی از سراسر جهان که با یکدیگر توافق کرده و به یک هدف مشترک رسیده اند، با استفاده از نرخ های جدید انتقال داده شبکه 5G با هم ارتباط خواهند داشت. در حال حاضر، گلاسکو در حال اجرای پروژه ای به ارزش ۲۴ میلیون یورو است که حس گرها را روی روشنایی های خیابان ها و چراغ های راهنمایی نصب کنند که اکنون به دوربین های کنترل ترافیک مجهز هستند. این فقط یک سرآغاز برای یک تحول بزرگ است و هنگامی که همه ارتباطات با موفقیت اجرا شد، به لطف 5G مرحله بعدی تجهیز شهرستان های هوشمند خواهد بود.

دستگاه های جدید یعنی نیازهای جدید!

همه این تجهیزات جدید به معنای آن است که ظرفیت یکی از بزرگ ترین نیازهای شبکه 5G است و یکی از تحلیل گران برآورد کرده است که ظرفیت شبکه جدید هزار برابر بیش تر از ظرفیت کنونی خواهد بود. سایر اپراتورها ظرفیت خود را بین صد تا هزار برابر بیش تر از وضعیت کنونی افزایش می دهند و با چیزهای جدید ترکیب می کنند و این بزرگ ترین تحولی است که شرکت ها تلاش می کنند تا مشتریان خود را توجیه کنند که چرا به 5G نیاز داریم. شاید یک مثال وسوسه برانگیز از این که چگونه 5G می تواند زندگی ما را متحول کند، تحول سیستم حمل و نقل است. در جهان آینده، هیچ یک از ما حتی به رانندگی خودرو های خود تا رسیدن به مقصد نیاز نخواهیم داشت. تشخیص برخورد، مسیریابی آنی، مدیریت راه دور ترافیک و سیستم های خودکار فقط نمونه هایی از نوآوری های پیش رو محسوب می شوند که با اجرای شبکه های 5G امکان پذیر هستند. شاید در ظاهر 5G اهمیت چندانی در رانندگی بدون سرنشین ندارد، اما به پیش رفت آن کمک قابل توجهی خواهد کرد.

5G نسل شبکه های بی سیم آینده خواهد بود!

یکی از جسورانه ترین پیش بینی ها از 5G این است که از آن به «شبکه ای که نمی شکند» یاد می کنند. در سال ۲۰۱۴، مطالعه ای توسط اریکسون انجام شد که شامل قابلیت اطمینان فوق العاده زیاد در فهرستی از نسل بعدی شبکه ها بود که قادر بود از کاربران پشتیبانی کند. تاخیر تخمین زده شده برای شبکه های 5G در حد یک میلی ثانیه است (پنجاه برابر سریع تر از (4G و قابلیت اطمینان عاملی است که در رانندگی بدون سرنشین و سایر ارتباطات به شدت مورد نیاز است. بعد از بیان تمام نکته هایی که از شبکه 5G انتظار می رود، همچنان مایل ها با مجموعه هماهنگی که بتواند تمام نیاز های ضروری این شبکه را برآورده کند، فاصله دارد.

آیا اروپا پیش گام 5G خواهد بود!؟

انتظار نمی رود که مشترکان انگلستان تا سال ۲۰۲۰ شاهد اجرای نسل بعدی شبکه های بی سیم باشند. با وجود این، شرکت مخابراتی KT درصدد است تا شروع بازی های المپیک ۲۰۱۸ در پیونگ چانگ نخستین اجرای تجاری این فناوری را عرضه کند. چانگ گای هوآنگ، مدیر عامل این شرکت، در کنگره جهانی ارتباط سیار ۲۰۱۵ گفته است که این امر می تواند نخستین اجرای تجاری نسل جدید شبکه های بی سیم در نوع خود محسوب شود. همچنین، رجیو سوری، مدیر عامل شرکت نوکیا، با خطاب قرار دادن نسل بعدی شبکه ها با عنوان یک شبکه آزمایشی همچنان آن را یک گام بزرگ برای بازی هایی می داند که طی سه سال آینده شکل خواهند گرفت. اگرچه به نظر می رسد کره جنوبی نخستین کشوری خواهد بود که نسخه آزمایشی این فناوری را تجربه خواهد کرد، اروپا باید در صف اجرای تجاری آن قرار گیرد. رجیو سوری در مصاحبه ای در کنگره جهانی موبایل امسال گفت: «کره می تواند نخستین کشوری شود که 5G را تجربه می کند و به دنبال آن ژاپن و سپس امریکا و اروپا می توانند این روند را دنبال کنند.»

نظرات کاربران درباره کتاب ۵ G نسل پنجم شبکه‌های موبایل

این کتاب به پنجمین نسل اینترنت برای موبایل اشاره میکند و برای افرادی که در مورد شبکه اطلاعاتی دارند مناسب است البته افرادی که اطلاعات کافی از IT ندارند هم میتوانند بخوانند.
در 2 سال پیش توسط سینا فصاحتی
عالی
در 2 سال پیش توسط ham...066
عالی
در 2 سال پیش توسط ham...our