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

    "شیائومی" ،قهرمانی رها ، نامنظم و بیش فعال
    شرکت ها و برندها
    "شیائومی" ،قهرمانی رها ، نامنظم و بیش فعال
    بین سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۷ که بسیاری از شرکت‌های بین‌المللی هنوز به دنبال ایالت «اوتار پرادش» (ایالتی در هندوستان) روی نقشه بودند، این شرکت به بزرگ‌ترین شرکت عرضه‌کننده موبایل هوشمند در بازار هندوستان تبدیل شد.
      2018-06-16 12:40:00
    نیاز اینترنتی،چالش کسب و کارهای مدرن
    تازه های کسب و کار
    نیاز اینترنتی،چالش کسب و کارهای مدرن
    هر کسب‌وکار به یک پهنای‌باند مشخص نیاز دارد؛ نه بیشتر و نه کمتر. مدیران آنکسب‌وکار باید بتوانند این میزان پهنای‌باند مناسب را محاسبه و تقاضا بدهند تا به دردسر نیافتند. اما چگونه این پهنای‌باند مورد نیاز را برای هر کسب‌وکار محاسبه کنیم؟
      2018-06-15 16:00:00
    ترمیم شبکه جاده ای انگلستان زیر چترفناوری نوین
    دانش روز
    ترمیم شبکه جاده ای انگلستان زیر چترفناوری نوین
    پروفسور «مارک میودونیک» (Mark Miodownik)، استاد «کالج دانشگاهی لندن» (UCL) گفت: شبکه جاده‌ای انگلستان، به خاطر ناتمام ماندن تعمیرات، در حال تخریب است و مقامات محلی، برای ادامه کار، بودجه و نیروی انسانی کافی ندارند.
      2018-06-15 07:36:00
    اینستاگرام ، تحت تاثیر سیاست‌های شرکت مادر، درحال پیشروی است
    تازه های کسب و کار
    اینستاگرام ، تحت تاثیر سیاست‌های شرکت مادر، درحال پیشروی است
    صاحبان کسب و کار در صنعت پوشاک می‌توانند با ارسال تصاویری از البسه و پوشاک تولیدی خود به تبلیغ آن و قیمت‌گذاری دقیق برروی تصاویر پرداخته و کاربران نیز با لمس قیمت و لباس مذکور، مستقیما می‌توانند آن را به‌صورت اینترنتی خریداری کنند.
      2018-06-14 15:13:50
    قهرمان جام‌جهانی فوتبال 2018
    فرادانش
    قهرمان جام‌جهانی فوتبال 2018
    گلدمن‌ ساچزپیش‌بینی کرده است که تیم‌های ملی فرانسه، برزیل، پرتغال و آلمان در نیمه نهایی این مسابقات حضور دارند و بزریل و آلمان نیز در دیدار نهایی این بازی‌ها مقابل یکدیگر قرار می‌گیرند.
      2018-06-13 15:05:35
    رکورد شکنی جدید "علی بابا"
    اقتصاد
    رکورد شکنی جدید "علی بابا"
    بزرگ‌ترین پلتفرم آنلاین نقل‌وانتقال مالی در چین، 14 میلیارد دلار سرمایه‌گذاری را از سوی یک کمپانی خصوصی جذب کرد.
      2018-06-11 07:04:00
    6عادت ،6 درس
    شخصیت ها
    6عادت ،6 درس
    برنامه‌نویسانی که خود را با فناوری‌های جدیدتر سازگار می‌کنند، می‌توانند در کنار همتایان جدید خود کار کنند، در غیر این صورت آن‌ها نیز همانند فناوری که با آن کار می‌کنند، منسوخ و قدیمی می‌شوند.
      2018-06-10 16:58:00
    هوش مصنوعی در آستانه جهش
    تازه های فناوری
    هوش مصنوعی در آستانه جهش
    فناوری هوش مصنوعی به دلیل پردازش‌های سریع و مختلف، نیاز به محل ذخیره سازی با ظرفیت بسیار بالا دارد و از سوی دیگر سرعت ذخیره سازی نیز برای توسعه این فناوری بسیار با اهمیت است.
      2018-06-07 07:38:00