نسل بعدی شبکه های موبایلی 5G، فراتر از شبکه های موبایلی LET/4Gکنونی است. 5Gهم اکنون در مرحله طراحی قرار دارد. این شبکه، جهشی بزرگ در زمینه سرعت، ظرفیت و کارایی به نسبت شبکه های فعلی ایجاد خواهد کرد. سوالی که به ذهن می آید، با توجه به نهایت استفاده کنونی از شبکه های 4Gکه شامل تماسهای تلفنی و ارتباطات ویدیویی با تلفن و تبلت، در نبود وای فای است، آیا واقعا به 5Gنیاز داریم؟
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، برای تکنولوژی های وایرلس جدیدی که در پیش روی جامعه یکپارچه هست، نیاز به سرعتهای بالاتر و پهنای باند بیشتری داریم. بطور مثال 5Gبرای قابلیت خودکار اتومبیلها و در آینده برای اتومبیلها بدون راننده به منظور ارتباط موفق با زیر ساخت و Cloud [1]مورد نیاز است تا اتومبیل بتواند اطلاعات ترافیک، هشدارهای تصادف و بروز رسانی OTA [2] را کسب کند.
.jpg)
طبق گفته سیسکو ” ترافیک اینترنتی جهانی در سال 2020، 95 برابر سال 2005 خواهد بود. سرانه ترافیک اینترنت در سال 2020 به 21 گیگا بایت خواهد رسید در حالیکه در سال 2015 سرانه 7 گیگا بایت بوده است. در سال 2020 هر ثانیه نزدیک به یک میلیون دقیقه ویدئو در شبکه رد و بدل می شود و ترافیک ویدئو 82 درصد ترافیک مصرف کنندگانرا به خود اختصاص می دهد.
نسل پنجم وایرلس ده برابر سریعتر از 4Gبا سرعت 5Gbpsپشتیبانی می شود و پهنای باند مورد نیاز برای رشد سریع تعداد وسایل متصل به شبکه را فراهم می نماید، و به صورت فراگیر چنانچه از نقطه ای به نقطه دیگری منتقل گردد اتصال برقرار می ماند.
اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) سازمان ملل متحد، که قوانین استفاده از طیف رادیویی و همکاری در ارتباطات مخابراتی را تنظیم می کند، مشغول تنظیم استانداردهای 5Gاست.
این قابل درک است که چرا سازمان ملل درگیر این موضوع شده است. چنانچه سازمان ملل در هنگام اختراع و عرضه اتومبیل وارد عمل می شد ممکن بود فرمان خودروهای جهان همه به صورت یکسان در یک سمت خودرو قرار می گرفت و دو شاخه های الکتریکی مشابه یکدیگر بودند. به دلیل اینکه 5Gبسیار پیچیده تر است، رسیدن به دستورالعملهای فنی که قرار است تحت عنوان IMT-2020عرضه گردد، زمان زیادی لازم دارد. سرعت دانلود 4Gاز نظر تئوری 1Gbpsبا تاخیر 50msاست. اما اتحادیه بین المللی مخابرات سرعت دانلود را 100mbpsو سرعت آپلود را 50mbpsبرای بیشتر کاربران اعلام می کند. از نسل جدید انتظار می رود، سرعت دانلودی بیش از 10Gbps و تاخیر زمانی کمتر از 1msداشته باشد.
اتحادیه مخابرات همچنین می خواهد شبکه ها قادر به عرضه حداقل سطح خدمات به یک میلیون دستگاه متصل در یک کیلومتر مربع ( 2.59میلیون در هر مایل مربع) باشند. این الزام به جهت امکان پشتیبانی از گسترش ناگهانی تعداد دستگاههای [3]IOTدر نظر گرفته شده است.
وضعیت کنونی 5G
3GPP((The 3rd Generation Partnership Project، سازمان استانداردها که قوانین ارتباط وایرلس را می نویسند، در دسامبر بر روی شاخصه های اولیه توافق کرده اند. مشخصات non-standalone از استاندارد 5G NR، طیف 600 ، 700 MHZو 50 GHZاز millimeter-waveرا پوشش می دهد.
این توافق راه را برای تولیدکنندگان سخت افزار به منظور آغاز توسعه هندستها با مودمهای داخلی 5Gهموار می‌کند.
در ماه ژوئن سازمان برای تکمیل مقررات استاندارد 5Gنشستی برگزار می کند پس از آن اپراتورهای شبکه می توانند تنظیم دقیق نرم افزارهایشان را شروع کنند.
Qualcomm’s Matt Brandaکه بر بازاریابی 5Gنظارت می کند اظهار داشت ” اپراتورها در 2018 استانداردهای سیستمهای متداخل و تستهای میدانی را تنظیم می کنند و زمان فعال سازی دستگاههای سازگار با استانداردها در نیمه دوم 2018 و اوایل 2019 خواهد بود.”
این نکته مهم است که دستگاههای 5Gبه خوبی با شبکه های LTEموجود کار کنند چرا که پوشش 5Gناقص و پراکنده است، NRبرای دستیابی به ارتباطات LTEدر دسترس بهینه می شوند. به همین علت مشخصه non-standaloneابتدا ریزش می کند. شرکتهای Qualcommو Intel بر روی مودمهای 5Gکه بر روی تلفنها، خودروها، وسایل هوشمند خانه و دیگر وسایل کار می کنند. آنها در مرحله تست تولید هستند تا اطمینان حاصل شود با اپراتورهای شبکه و شرکتهای زیرساخت سازگاری دارند.
Qualcommاعلام کرد حدود 19 اپراتور شبکه در تحقیقات از مودم X50 5Gخودشان برای تستها استفاده می کنند که این تعداد شامل همه شرکتهای بزرگ ارائه دهنده (carrier) آمریکا است. 18 تولید کننده دستگاه شامل Sony، ZTE، LGقصد دارند از X50برای محصولات 5Gخود استفاده کنند. Qualcommهمچنین مودم جدید LTE( X24) را که انتظار می رود به زودی در دستگاههای 5Gاستفاده شود، معرفی کرد. ماکزیمم سرعت دانلود 2Gbpsاین مودم می تواند به اتصال سریع تلفنهای 5Gدر هنگام در دسترس نبودن شبکه 5Gکمک می‌کند.
وضعیت چند شرکت بزرگ ارائه دهنده وایرلس
اولین بکاربرندگان 5Gاز وایرلسهای ثابت استفاده خواهند کرد، شبیه به پهنای باند وایرلسهایی که در خانه ها استفاده می شود. اینتل تعدادی از این قابلیتها را در المپیک زمستانی کره جنوبی نشان داد، و به تماشاچیان بازیها اجازه داد از قابلیتی که time-slice technologyنام دارد استفاده کنند.
این تکنولوژی بر اساس ارتباط وایرلس ثابت 5Gبنا شده است. شرکت اینتل در کنفرانش جهانی موبایل اعلام کرد که با مشارکت یک اپراتور ژاپنی، توکیو را برای المپیک 2020 به یک شهر هوشمند تبدیل خواهد کرد. این دو شرکت در حال حاضر مقدمات را فراهم می کنند. 5Gتا آن زمان به صورت گسترده در دسترس خواهد بود اما شرکت اینتل برنامه های جاه طلبانه ای برای آنجا دارد. از جمله نمایش واقعیت مجازی 360 درجه با رزولوشین 8K.
AT&Tدر حال حاضر اعلام کرده سرویس وایرلس 5Gرا در 12 شهر در پایان سال اجرا خواهد کرد، هرچند جزئیات آن را اعلام نکرده است. Verizon، 5Gثابت را اواخر سال در چند شهر ارائه می دهد اما از طرحهای موبایلی مطلبی ارائه نکرده است.
Robert J. Topolعنوان کرده گرچه ممکن است تلفنهای زیادی آماده نباشد اما مهم آن است که شبکه ها آماده باشند.
تلفنهای نسل 5G
بعد از تولید کنندگان تراشه و ارائه دهندگان اینترنت نوبت تولید کنندگان تلفن است که وارد عمل شوند.
پس از نشست ژوئن که مشخصات 5Gتکمیل میشود، شبکه های 5Gراه اندازی می شوند، شرکتهای تولید کننده نوید عرضه دستگاههای 5Gدر سال جاری داده اند اما ارائه تلفن هوشمند با شبکه داخلی 5Gرا به سال آینده موکول کرده اند.
شرکتها منتظر تکمیل شدن استانداردهای نیستند و تحقیقات خود را شروع کرده اند. نشست آینده ماه ژوئن مسیر تحقیقات را تسریع می کند.
[1] Cloud- گسترده ای از کامپیوترهایی است که به یکدیگر متصل شده‌اند و بعنوان یک اکوسیستم واحد به فعالیت می‌پردازند. ابرها به گونه‌ای پیکربندی می‌شوند تا یک یا چند نوع سرویس بخصوص (ذخیره‌ی داده، تحویل محتوا،…) را به گونه‌ای ارائه کنند که کاربران آن، از راه دور به این سرویس‌ها دسترسی داشته باشند. [2] Over-The-Air (OTA)-قابلیت ارتقا و بروز رسانی بی سیم و از راه دور [3] The Internet of Things (LOT)- شبکه ای از دستگاهها، وسایل نقلیه، لوازم خانه و … که با نرم افزار، سنسورها، محرکها و ارتباطات تعبیه شده، آنها را به هم متصل و اطلاعات را منتقل می کند.
