5G چه تفاوت اساسی با 4G خواهد داشت

نسل چهارم شبکه‌های موبایل (4G) که در سراسر دنیا با عنوان LTE پیاده‌سازی شده است، در آینده جای خود را به نسل پنجم شبکه‌های موبایل (5G) خواهد داد. در پاسخ به این پرسش که 5G چه تفاوت اساسی با 4G خواهد داشت، شاید نخستین پاسخی که به ذهن می‌رسد تفاوت در نرخ داده باشد. البته که یکی از تفاوت‌های مهم بین این دو نسل شبکه، نرخ داده خیلی بالاتر در 5G است، به طوری که صحبت از افزایش هزار برابری نرخ دانلود کاربران در میان است. اما تفاوت در نرخ داده تنها نقطه قوت 5G نسبت به نسل فعلی شبکه‌های موبایل نیست و ویژگی‌های دیگری نیز مورد توجه پژوهشگران و فعالان صنعت قرار گرفته است.

 یکی از ویژگی‌های بسیار مهم، تأخیر محدود و نزدیک به صفر است. برای درک اهمیت پارامتر تأخیر در 5G، لازم است کارکردهای شبکه موبایل نسل پنجم به طور دقیق بررسی شود.

به طور کلی، سه دسته کارکرد برای شبکه‌های 5Gپیشنهاد شده است:

  • دسته اول، ارتباطات پرسرعت برای کاربران موبایل است؛ یعنی، همان کارکرد نسل چهارم شبکه موبایل، منتها با نرخ بالاتر. در 5G نرخ دانلود 10 گیگابیت ‌بر ثانیه در حالت ایده‌آل و 100 مگابیت‌ بر ثانیه برای کاربران حاشیه سلول (که از تضعیف سیگنال و تداخل رنج می‌برند) هدف‌گذاری شده است.
  • دسته بعدی ارتباطات گسترده از نوع ماشین است که با توجه به رونق اینترنت اشیا به‌عنوان یک کارکرد جدید برای شبکه‌های موبایل مطرح شده است. در اینترنت اشیا تعداد زیادی دستگاه به شبکه متصل می‌شوند که هرکدام معمولاً نرخ کمی تبادل می‌کنند. برای مثال، یک مجموعه از حسگرها که وضعیت یک محیط صنعتی را به مرکز کنترل گزارش می‌دهند، ممکن است از شبکه موبایل برای برقراری ارتباط استفاده کنند. اگر شبکه نتواند اطلاعات حسگرها را در زمان محدود به مرکز برساند، مرکز کنترل توانایی واکنش مناسب را به حوادث نخواهد داشت.
  • دسته سوم، ارتباطات موسوم به ارتباطات مأموریت‌ حیاتی است که در آن‌ها قابلیت اعتماد و تأخیر دو پارامتر اساسی محسوب می‌شود. جراحی از راه دور یک مثال بارز برای دسته سوم است. مسلماً یک لحظه قطعی ارتباط یا تأخیر بیش از حد مجاز در جراحی از راه دور، جان بیمار را به خطر می‌اندازد.

اگرچه تأخیر در ارتباطات پرسرعت برای کاربران به‌ویژه در هنگام حرکت و تغییر ایستگاه رادیویی پارامتر مهمی محسوب می‌شود، اما مثال‌های فوق به‌خوبی نشان می‌دهد پارامتر تأخیر در کارکردهای جدیدی که برای شبکه‌های موبایل تعریف شده، بسیار تأثیرگذار است. در همین راستا، نهادهای استانداردسازی حداکثر زمان 1 میلی ‌ثانیه را برای تبادل اطلاعات و 10 میلی ‌ثانیه را برای سوئیچینگ بین ایستگاه‌های رادیویی هدف‌گذاری کرده‌اند.

  • مورد اول به زمان رفت و برگشت بسته بین دستگاه کاربر و شبکه اینترنت اطلاق می‌شود.
  • مورد دوم نیز به زمان سیگنالینگ کنترلی برای انجام پروسه انتقال کاربر به ایستگاه رادیویی جدید گفته می‌شود.

تاکنون فناوری‌های مختلفی برای دستیابی به اهداف مورد نظر پیشنهاد شده است که برخی به مرحله بلوغ رسیده و حتی در استاندارد LTE نیز تعبیه شده است و برخی دیگر هنوز در مرحله امکان‌سنجی و پژوهش قرار دارد. از یک منظر دیگر، فناوری‌های پیشنهادی را می‌توان در دو دسته لایه دسترسی رادیویی (RAN) و لایه هسته شبکه دسته‌بندی کرد. در لایه دسترسی که ارتباط میان دستگاه کاربر و ایستگاه پایه را برقرار می‌سازد، راهکارهایی از قبیل تغییر در ساختار بسته‌های اطلاعات، شیوه‌های جدید دسترسی چندگانه و استفاده از امواج میلی‌‌متری (mmWave) ارائه شده است. مورد آخر یعنی استفاده از امواج میلی‌متری، علاوه بر افزایش نرخ تبادل داده، تأخیر را نیز کاهش چشمگیری می‌دهد. با این حال، طیف فرکانسی مذکور به‌شدت در برابر موانع آسیب‌پذیر است و استفاده از آن در شبکه‌های موبایل مستلزم حل چالش‌های مربوطه است.
دسته دوم فناوری‌ها، هسته شبکه را نشان گرفته‌اند. از جمله، معماری MEC که پردازش در لبه شبکه موبایل را امکان‌پذیر می‌سازد در شبکه 5G پیاده‌سازی خواهد شد که فاصله کاربر تا سرورهای پردازشی و ذخیره‌سازی کاهش یابد.  همچنین معماری SDN نیز امکان مدیریت دقیق‌تر بر جریان‌ها را فراهم می‌سازد که موجب جلوگیری از بروز ازدحام و کاهش تأخیر خواهد شد.
راهکارهایی که برای کاهش تأخیر در 5G ارائه شده، محدود به موارد فوق نیست و درنهایت ترکیبی از همه راهکارهای پیشنهادی تأخیر نزدیک به صفر را به ارمغان می‌آورد. تنها در این صورت است که کارکردهای جدید همچون سیستم‌های کنترل صنعتی و جراحی از راه دور در شبکه‌های موبایل قابل عرضه خواهد بود. در این میان چالش‌های فراوانی وجود دارد که می‌تواند موضوع پژوهش دانشجویان تحصیلات تکمیلی باشد.

منبع:ماهنامه شبکه 202

    نظرات

    سرمایه‌گذاری جهانی در تکنولوژی بلاک چین به سرعت در حال افزایش است
    تازه های کسب و کار
    سرمایه‌گذاری جهانی در تکنولوژی بلاک چین به سرعت در حال افزایش است
    اشتیاق برای استفاده از بلاک چین همچنان در سال‌های آینده در مناطق مختلف جهان، بنگاه‌های تجاری و سازمان‌ها ادامه خواهد داشت تا به این ترتیب راهکارهای جدیدی در آن بررسی و کشف شود.
      2018-07-22 06:26:19
    چهره فردای جهان
    فناوریهای برتر
    چهره فردای جهان
    در یک دهه آینده پیشرفت‌های واقعیت دیجیتالی به راهکارهای شهودی و طبیعی تر برای تکنولوژی منجر می‌شود تا کیفیت زندگی ما را بالا ببرد.
      2018-07-21 06:57:16
    تغییرات آب‌وهوایی،آینده اینترنت جهان را به مخاطره انداخته است
    اینترنت
    تغییرات آب‌وهوایی،آینده اینترنت جهان را به مخاطره انداخته است
    کارشناسان هشدار دادند شهرهای ساحلی از جمله نیویورک، میامی و سیاتل احتمالا بیش از بقیه خسارت می‌بینند و البته تاثیرات تخریب زیربنای اینترنت، احتمالا سیستم ارتباطات جهانی را نیزمختل می کند.
      2018-07-18 08:22:51
    تجارت ژئوپلیتیکی،در عرصه فناوری های نوین
    اقتصاد
    تجارت ژئوپلیتیکی،در عرصه فناوری های نوین
    شرکت‌های تکنولوژی چینی که زمانی تنها می‌توانستند محصولات سیلیکون‌ولی از موتورهای جست‌وجو گرفته تا تجارت الکترونیک و شبکه‌های اجتماعی را کپی و الگوبرداری کنند، حالا خودشان به پیشتازان این عرصه تبدیل شده اند.
      2018-07-16 16:38:26
    "OCP"در مسیر توسعه
    تازه های فناوری
    "OCP"در مسیر توسعه
    فروش سخت‌افزار ساخته‌شده بر اساس طراحی‎های "OCP"در سال 2017 از مرز 1.2 میلیارد دلار گذشت که نسبت به سال قبل از آن افزایش دو برابری را نشان می‎داد و انتظار می‎رود تا سال 2021 این رقم به 6 میلیارد دلار برسد.
      2018-07-15 16:56:00
    مخاطرات اتصال به اینترنت شبکه ۴G
    دانش روز
    مخاطرات اتصال به اینترنت شبکه ۴G
    اگر شما جزو آن دسته از کاربرانی هستید که از اینترنت پرسرعت شبکه LTE موسوم به ۴G استفاده می‌کنید، باید مراقب مجرمان سایبری و هک دورادور دستگاه الکترونیکی متصل به اینترنت خود باشید.
      2018-07-15 06:46:22
    قدرت‌های خارق‌العاده خود را بشناسید
    گوناگون
    قدرت‌های خارق‌العاده خود را بشناسید
    گاهی اوقات، در جامعه سعی می‌کنیم برای رسیدن به موفقیت، کارهای را که دیگران انجام می‌دهند را انجام دهیم، اما حقیقت امر این است که باید به دنبال انجام کارهایی باشیم که برای خود ما موفقیت آمیز باشند.
      2018-07-14 08:11:00
    تکنولوژی نوین را آگاهانه به خدمت بگیرید
    جامعه
    تکنولوژی نوین را آگاهانه به خدمت بگیرید
    میلیون‌ها تلویزیون متصل به اینترنت می‌توانند گرایش‌ها و سلایق بینندگان را فهمیده و سپس پیشنهادات خاص خود شامل پیشنهادات تبلیغاتی را روی صفحه اسکرین شما نمایش دهند.
      2018-07-09 06:54:00