تکنولوژی ۵G

در حال حاضر نسل پنجم شبکه تلفن همراه یعنی ۵G به صورت آزمایشی  توسط اپراتورهای تلفن همراه و شرکت‌ های فعال در حوزه تکنولوژی، مورد بررسی قرار گرفته است. این در حالی است که انتظار می‌رود تا دو سال آینده، شاهد عرضه رسمی این نسل از شبکه موبایل با مزایای قابل توجه باشیم. تکنولوژی ۵G باعث زیرو رو شدن گوشی های هوشمند خواهد شد. ارمغان فناوری ۵G تنها سرعت بالا در وب‌گردی و دانلود فایل نیست بلکه  سبب می‌شود فناوری‌های دیگری همچون واقعیت مجازی و اینترنت اشیا و اتومبیل‌های خودران ، وارد فاز جدیدی شوند.

امروزه با ورود تکنولوژی های نمایشگر منعطف و فناوری ۵G دیگر شاهد یکنواختی دنیای موبایل نیستیم با توجه به روند پیشرفت تکنولوژی در گوشی های موبایل دیگر اضافه شدن دوربین چند گانه و حذف شدن حاشیه های کناری نمایشگر تکنولوژی جدید و جذابی محسوب نمی گردد.

فناوری  5G، در بردارنده نسل پنجم شبکه تلفن همراه و ارتباطات انجام شدنی  در این بستر است . با گسترش عرضه  این تکنولوژی، سرعت بیشتر اینترنت به ارمغان خواهد آمد.

سرعت بسیار بالای تکنولوژی ۵G باعث تاخیر کمتر در ارتباطات در بستر شبکه همراه خواهد شد.به عنوان مثال یک فیلم ۶ ساعته که چندین گیک حجم آن است  می تواند در عرض چند ثانیه دانلود کرد.

براساس برآوردهای مختلف می‌توان تخمین زد که میانگین سرعت شبکه‌های ۵Gمی‌تواند به حدود ۱۰ گیگابایت در ثانیه برسد و حتی برخی فکر می‌کنند که سرعت انتقال داده می‌تواند به رقم بزرگ ۸۰۰ گیگابایت در ثانیه نیز برسد . علاوه بر این دانلود، نصب و به‌روزرسانی برنامه‌ها و نرم‌افزارها می‌تواند بسیار سریع‌تر از قبل انجام شود.

نحوه عملکرد تکنولوژی ۵G


تکنولوژی ۵G برای انتقال داده از فرکانس هایی بین ۳۰ تا ۳۰۰ گیگا هرتز استفاده می کند.

برای اینکه بتوان شبکه ۵G را توسعه داد باید سرویس‌دهنده‌ها و اپراتورها از تعداد آنتن‌هایی به مراتب بیشتر از آنچه در حال حاضر شاهد هستیم استفاده کنند چرا که شبکه ۵G از فرکانس های بسیار بالا استفاده کرده و این فرکانس ها  همانند فرکانس های نسل های قبل مثل ۴G LTE نمی توانند  به سادگی  انتقال یابند چرا که اگر در مسیر فرکانس های تکنولوژی ۵G ساختمان یا دیوار قرار گیرد عملکرد انتقال را مختل می کند. بنابراین در آینده شاهد نصب آنتن های مربوط به این تکنولوژی خواهیم بود که می توانند در سراسر شهر مشاهده شوند.

تکنولوژی ۵G چه مزایایی دارد

از جمله مزایایی این تکنولوژی می توان به صورت خیلی خلاصه موارد زیر را نام برد

دانلود و آپلود سریع‌تر

پخش راحت‌ و روان محتوای آنلاین

کیفیت بالاتر تماس‌های صوتی و تصویری

اتصال قوی‌تر موبایل به اینترنت

اتصال تعداد بیشتری از دستگاه‌های دارای تکنولوژی اینترنت اشیا

توسعه فناوری‌های پیشرفته‌ای چون اتومبیل‌های خودکار و شهرهای هوشمند

آیا احتمال استفاده از این تکنولوژی در گوشی های موبایل وجود دارد؟

تمامی شرکت های بزرگ تولید کننده گوشی در حال تولید موبایل هایی هستند که از قابلیت ۵G پشتیبانی کنند و از آنجایی که طبق پیش بینی ها تا سال ۲۰۲۰ تکنولوژی ۵G با سرعتی خیره کننده توسعه خواهد یافت شرکت های بزرگ تولید موبایل مانند سامسونگ، هواوی اریکسون ال جی و سونی و … درحال فراهم ساختن این امکان در گوشی های خود هستند و این عمل در سال ۲۰۱۹ اتفاق خواهد یافت. در حال حاضر،شرکت سامسونگ با استفاده از  روتر جدید خود، از آنتنی استفاده می‌کند که در قسمت بیرونی پنجره منزل نصب شده و با اتصال این روتر به وای فای داخلی منزل سیگنال های حاصل از امواج میلی متری جذب شده و امکان استفاده در موبایل های جدید این شرکت فراهم می شود

امواج میلی متری چه هستند؟

با افزایش گستره اطلاعاتی که توسط کاربران و دستگاه های الکترونیکی مختلف رد و بدل می شود، شبکه های بی سیم امروزی به مشکل زیادی مواجه بر می خورند، چرا که اگر روال بر این باشد که همچنان از طیف فرکانس رادیویی معمولی استفاده شود، کاهش پهنای باند امری بدیهی خواهد بود و همین امر به کاهش سرعت سرویس دهی و قطعی بیشتر منجر خواهد شد. یک از روش های حل این مشکل انتقال داده ها روی طیف جدید تری است که معمولا فرکانس های بالاتری دارند. این امواج که اصطلاحا میلی متری نامیده می شوند فرکانس هایی در حدود ۳۰ تا ۳۰۰ گیگاهرتز دارند که نسبت به نسل قبل که فرکانسی کمتر از ۶ گیگاهرتز داشتند بسیار عدد بالاتری است و همین امر باعث بالا رفتن سرعت انتقال داده می شود. اما طول موج این امواج نسبت به امواج رادیویی که در گوشی های هوشمند استفاده می شود بسیار کوتاه تر است و همانطور که  از اسم آن ها معلوم می باشد در حدود یک تا ده میلی متر می باشد.

استفاده از امواج میلی‌متری برای برقراری ارتباط میان کاربران دستگاه‌های الکترونیکی همراه با یک ایستگاه نزدیک آن‌ها، راهکاری کاملاً جدید و متفاوت است. همانطور که در بخش قبل اشاره شد این امواج به دلیل طول موج کوتاه از بعضی از موانع فیزیکی مانند شاخ و برگ درختان و ساختمان ها و دیوار ها نمی توانند عبور کنند برای این منظور باید از تکنولوژی جدید تری در دکل های سنتی استفاده شود. این تکنولوژی “سلول های کوچک” نام دارد که در ادامه به آن می پردازیم

سلول‌های کوچک

ازسلول‌های کوچک برای جلوگیری از تضعیف سیگنال‌ها استفاده می شود.  در واقع این سلول ها برای ارائه عملکرد مطلوب، به انرژی حداقلی نیاز دارند و می‌توان آن‌ها را در هر فاصله ۲۵۰ متری یا مقداری بیشتر و کم‌تر در شهرها نصب کرد. اپراتورهای مختلف می‌توانند هزاران نمونه از این ایستگاه‌ها را در هر شهر نصب کنند سیگنال‌ها را از دیگر ایستگاه‌های پایه دریافت کرده و به کاربران در هر منطقه ارسال ‌کنند

آنتن‌های موجود در سلول‌های کوچک،  می‌توانند به مراتب کوچک‌تر از آنتن‌های سنتی باشند. و همین امر می تواند، نصب سلول‌ها را در نقاط مشخص، ساده‌تر کند.

در شبکه های فعلی نسل چهار از تعداد پورت های کمتری برای آنتن ها بهره می بدند تا بتواند تمامی ترافیک سلولار را مدیریت کند. اما در شبکه های نسل پنجم تعداد پورت ها می تواند چند صد برابر تعداد پورت های نسل چهار باشد و بنابراین می توان از تعداد آنتن های بیشتری در یک آرایه استفاده کرد، همین امر باعث می شود که ظرفیت شبکه های همراه چندین برابر بیشتر شود.

این سیستم‌های بی‌سیم از دو یا تعداد بیشتر ارسال کننده و دریافت‌کننده برای ارسال و دریافت مقادیر بیشتر داده‌ها به طور همزمان استفاده می‌کنند. امواج میلی متری به آسانی توسط مجموعه ای از اشیا می توانند تضعیف شوند. برای برطرف کردن این ایراد می توان از سیستم ویژه ای به نام فرم دهی پرتوها استفاده کرد که در زیر به اختصار به آن می پردازیم

فرم دهی پرتوها

این سیستم بهترین مسیر تحویل اطلاعات به یک کاربر را شناسایی کرده و میزان تداخل موجود در طول فرایند انتقال را کاهش می دهد.

شکل دهی به پرتوها می تواند به جای انتشار سیگنال ها در چند جهت مکانیسمی را به وجود آورد تا سیگنال موجود در مجموعه ای از پرتوها که به مقصد یک کاربر مشخص حرکت می کنند، متمرکز کرده باعث تقویت سیگنال شود و بدون ایجاد تداخل، شانس رسیدن آن سیگنال به کاربر را افزایش دهد.

دست یابی به شبکه ۵G مستلزم رعایت بعضی از استاندارد ها می باشد

بنابر گزارش انجمن جهانی موبایل (GSMA) این استاندارد ها به صورت زیر می باشند:

۱-ارتباطی با سرعت یک تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برای انتقال داده‌ها

۲-تاخیر یک میلی‌ثانیه‌ای برای انتقال اطلاعات در مسیر بسته مشخص شده

۳-پهنای باند ۱۰۰۰ برابری به ازای هر واحد مشخص شده مساحت

۴- افزایش ۱۰ تا ۱۰۰ برابری تعداد دستگاه‌های متصل

۵-دسترسی ۹۹.۹۹۹ درصدی

۶-پوشش ۱۰۰ درصدی

۷-کاهش ۹۰ درصدی در مصرف انرژی شبکه

۸- بهبود چشمگیر صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای مولفه‌های مختلف حاضر در این شبکه

از طرف دیگر، اتحادیه بین‌المللی تکنولوژی (ITU) نیز مشخصاتی را اعلام کرده که  از منظر این مرجع، سرویس‌دهنده‌ها برای دریافت تاییدیه‌های 5G باید به نمایش بگذارند:

۱-نرخ دانلود حداکثری ۲۰ گیگابیت بر ثانیه

۲-نرخ آپلود حداکثری ۱۰ گیگابیت بر ثانیه

۳-حداکثر نرخ بهره‌وری طیفی در دریافت داده‌ها در یک باند فرکانسی مشخص، به میزان ۳۰ بیت بر ثانیه

۴-حداکثر نرخ بهره‌وری طیفی در ارسال داده‌ها در یک باند فرکانسی مشخص، به میزان ۱۵ بیت بر ثانیه

۵- تجربه نرخ دانلود ۱۰۰ مگابیت برثانیه توسط کاربران

۶-تجربه نرخ آپلود ۵۰ مگابیت بر ثانیه توسط کاربران

فهرست