آمادگی جهانی برای انقلاب 5G

ساسان شادمانی منفرد

هر روز 5G درحالی‌که برای یک شبکه کمی طول می‌کشد که به حداکثر سرعت خود برسد، اگر در منطقه تحت پوشش 5G  باشید بلافاصله پس از آغاز به کارش مزیت‌های بسیار خود را برای زندگی راحت‌تر خواهد داشت.

نگاهی به گوشه سمت راست یا سمت چپ صفحه گوشی هوشمند خود بیندازید. چه چیزی می‌بینید؟ احتمالا عبارت 4G دیده می‌شود. ممکن است این عبارت برخی جاها 4G LTE باشد که نشان از سرعت بیشتر اینترنت می‌دهد. البته اگر از شهر خارج شوید  یا جای نسبتا دورافتاده‌ای باشید، ممکن است عبارت‌های 3G یا H+ و... را هم مشاهده کنید که خب یعنی سرعت اینترنت پایین‌تر آمده است. حالا اگر با گوشی و گجتی خاص در نقاط معدودی در جهان باشید ممکن است در گوشه صفحه تلفن همراه هوشمند شما عبارت 5G ظاهر شود و آن وقت است که دیگر هیچ‌چیز شبیه گذشته نیست.
شاید خیلی‌ها تصورشان از نسل جدید ارتباطات تفاوت 3G و 4G باشد اما نسل پنجم قرار است انقلابی در جهان ایجاد کند. آن‌قدر ماجرا جدی است که بعضی‌ها فراگیر شدن 5G را با تحولی که اختراع برق در جهان به‌وجود آورد مقایسه می‌کنند. 5G نسخه‌ای جدید از 4G نیست؛یک انقلاب تازه در فناوری است.

نسل جدید
حرف G نشان‌دهنده نسل (Generation) است و 5G، نسل پنجم ارتباطات موبایلی، ترکیب تحقیقات پیشگام و آخرین فناوری ارائه شده است. - آسا تامسونز - رئیس بخش مشاغل جدید شرکت اریکسون سوئد، در این خصوص می‌گوید: «5G درست مثل الکتریسیته، سیلیکون و ماشین بخار که در زمان خود انقلابی را در صنایع برپا کردند، فناوری‌ای است که بسیار تأثیرگذار خواهد بود». چیزی که 5G را با نسل‌های قبلی متفاوت می‌کند، این است که این فناوری با فرکانس‌های بالاتر رادیویی کار می‌کند.
در حالی‌که امواج رادیویی با سرعتی مشابه یکدیگر حرکت می‌کنند، طول موج فرکانس‌های خاص، تأثیر مستقیمی روی سرعت انتقال اطلاعات دارد. طبق قوانین فیزیک، فرکانس بالا، کوتاه بودن طول موج را منجر می‌شود و این موضوع پهنای باند بالا برای ارسال اطلاعات بیشتر را به‌دنبال خواهد داشت. بالاترین فرکانسی که 4G مورد استفاده قرار می‌‌دهد، 6/2گیگاهرتز است. آنتن‌های 5G که اکنون درحال افزایش هستند، فرکانسی بین 5/3تا 6گیگاهرتز را انتقال می‌دهند. به‌همین دلیل است که در فناوری 5G می‌توانید با سرعت 10گیگابیت در ثانیه (ده برابر رکورد به‌ثبت رسیده در 4G)، دانلود کنید. اینگونه می‌توانید فیلم‌های سینمایی با کیفیت HD را در چند ثانیه دریافت کنید نه چند دقیقه.

 کاهش شدید تأخیر در ارتباط
اینترنت نسل پنجم بین کاربران به‌خاطر سرعت بالایش مشهور شده است. هرچند این سرعت نسبت به قبل بسیار بالاتر خواهد بود اما آنچه باعث همه‌گیر شدن این نوع جدید اینترنت و استفاده گسترده آن در ابزارهای گوناگون خواهد شد، صرفا سرعت بالای آن نخواهد بود. این شبکه جدید به‌خاطر کم‌بودن قابل‌توجه تأخیر در ارسال و دریافت داده‌ها می‌تواند در سیستم‌های حساسی مثل جراحی‌ از راه دور، ‌سیستم‌های حمل‌ونقل خودران و به‌طور کلی، ابزارهای مرتبط با «اینترنت اشیاء» به‌طور گسترده‌تری مورد‌استفاده قراربگیرد.
همیشه یک تأخیر در ارتباط‌های شبکه‌ای وجود دارد که این موضوع به‌خاطر رفت‌و‌برگشت اطلاعات است. درحالی‌که 4G حدود 50هزارم ‌ثانیه تأخیر دارد، در 5G این عدد به 4هزارم ثانیه کاهش یافته است.
در سال‌های آینده و با توسعه 5G این تأخیر باز هم کاهش خواهد یافت تا به زمان واقعی نزدیک‌تر شود. این کار با رفتن به سمت فرکانس 6گیگاهرتز امکان‌پذیر خواهد بود. طیف بین 30تا 300گیگاهرتز را به‌خاطر طول موج کوتاهش، باند میلی‌متری می‌نامند (بین یک تا 10میلی‌متر پهنا). این امواج میلی‌متری در گذشته برای نجوم و سلاح‌های راداری کاربرد داشتند. زمانی که ما استفاده از پهنای باند این امواج را شروع کنیم، 5G دیگر عملکردش تنها مثل یک وای‌فای خوب نیست و کارهای بسیار مهم‌تری با آن می‌شود کرد.


5G گران است
با این حال فرکانس‌های بالا هزینه‌بر هستند. طول موج‌های کوتاه نمی‌توانند مسافت‌های طولانی را طی کنند و خیلی راحت مختل می‌شوند. امواج میلی‌متری گاهی نیاز به یک خط دید دارند و دیوار یا موانعی این‌چنینی و حتی باران می‌تواند سد راه حرکت آنها بشود. بنابراین ما باید آنتن‌های بیشتری در شهرهایمان بگذاریم که همیشه نزدیک سیگنال‌ها باشیم و آنها را راحت‌تر دریافت کنیم. در عین حال خبر خوب این است که فرکانس‌های بالاتر، آنتن‌های کوچکی نیاز دارند و می‌توان به‌جای استفاده از دکل‌ها مرتفع مخابراتی، آنتن‌ها را در چراغ‌های شهری یا حتی چراغ‌های ترافیکی کار بگذاریم.
کاربری‌های متنوع
این روزها شبکه‌های موبایلی تنها در تلفن‌های همراه خلاصه نمی‌شود. تبلت‌ها، ساعت‌های هوشمند، سامانه‌های هوشمند خانگی و دوربین‌های HD امنیتی نیز به رد‌و‌بدل کردن اطلاعات با سرعت بالا نیازمند هستند. به‌نظر می‌رسد استفاده از ارتباط موبایلی از اتصال 4/8میلیارد دستگاه کنونی در سال2020به 20میلیارد برسد؛ یعنی 3برابر اطلاعات موبایلی مورد‌استفاده. خوشبختانه شرایط در 5G بهتر است و طول موج کوتاه‌تر، ظرفیت بیشتری را به ما می‌دهد که بدین شکل شبکه می‌تواند اطلاعات بیشتری را رد‌و‌بدل کند. درحالی‌که 4G صد‌هزار دستگاه در یک کیلومترمربع را پوشش می‌دهد، نسل بعدی تا یک‌میلیون دستگاه را در این مساحت مدیریت می‌کند. با چنین ظرفیت و سرعتی، اطلاعات زیادی از خانه، محل کار و خیابان از طریق حسگرها به فضای ابری می‌روند و تجزیه و تحلیل می‌شوند. با آنالیز این داده‌ها، شرایط برای تصمیم‌گیری به شکل بهتری وجود خواهد داشت. در حوزه تجارت و صنعت نیز استفاده از 5G می‌تواند به توسعه فروش کمک کند. کارشناسان در این خصوص می‌گویند که 5G می‌تواند تا سال2035، حدود 12میلیارد دلار دیگر به فروش سالانه اضافه کند.

فناوری شبکه در گذر زمان
شاید آنهایی که برای نخستین بار شبکه را راه‌اندازی کردند، باورشان نمی‌شد که توسعه سریع فناوری، باعث ایجاد چنین پیشرفتی در ابداع‌شان شود

نخستین تلفن رادیویی سیار که به آن OG نیز گفته می‌شد و عملکردش شبیه به یک واکی‌تاکی بود. این دستگاه تنها می‌توانست ارتباط دوطرفه برقرار کند و یک چمدان را به‌طور کامل پر‌می‌کرد.


تلفن 1G برای نخستین بار در ژاپن به‌کار گرفته شد و به کاربران اجازه تماس می‌داد. این گوشی، بسیار بزرگ و سنگین بود و باتری‌ ضعیفی هم داشت.
حداکثر سرعت انتقال اطلاعات:2.4 کیلو‌بیت بر ثانیه



فناوری 2G برای حرکت از آنالوگ به دیجیتال پیشرفت بسیار بزرگی محسوب می‌شد. کیفیت تماس‌ها بهتر شده و اجازه ارسال دیتا نیز فراهم شد.
حداکثر سرعت انتقال اطلاعات: 64کیلو‌بیت بر ثانیه


نخستین پیامک دنیا در انگلستان ارسال شد؛ پیام تبریک سال نو که به‌وسیله نیل پپوورت، یکی از برنامه‌نویسان مشهور برای ریچارد جارویس، رئیس وودافون فرستاده شد.


یک شرکت فنلاندی نخستین محتوای قابل‌دانلود برای تلفن‌های همراه را ارائه کرد: زنگ گوشی. این موزیک‌ها به‌طور عجیبی با استقبال گسترده‌ای در سرتاسر جهان روبه‌رو شد.


گوشی‌های موبایل با فناوری 3G آنلاین شدند. این فناوری خیلی سریع نبود اما شما می‌توانستید با استفاده از گوشی خود وب‌گردی کنید، ای‌میل بفرستید، موزیک آنلاین گوش کنید  یا حتی تماس تصویری بگیرید.
حداکثر سرعت: 2مگابیت بر ثانیه


نخستین آیفون به بازار آمد. انتقادی که از این گوشی شد، نداشتن 3G بود. اما این مدل آیفون با صفحه لمسی‌اش نشان داد که گوشی‌های هوشمند تا چه اندازه می‌توانند باهوش باشند.


برای نخستین بار فناوری 4G در نروژ و سوئد عرضه شد که سرعت را به 10برابر افزایش می‌داد. با آن می‌شد، ویدئوهای HD را به‌صورت آنلاین دید، بازی کرد و از گوشی حتی به‌عنوان یک کامپیوتر استفاده کرد.
حداکثر سرعت: 100مگابیت بر ثانیه


در ‌ماه دسامبر، 3GPP، سازمانی که استاندارد گوشی‌های موبایل را مدیریت می‌کند با حضور 5G موافقت کرد و به شرکت‌های ساخت گوشی‌های موبایل، برای استفاده از این فناوری چراغ سبز نشان داد.


کره‌جنوبی نخستین کشوری بود که از فناوری 5G در‌ماه آوریل سود برد و متعاقب آن، کشورهای دیگر نیز به چنین فناوری‌ای روی‌آوردند.
حداکثر سرعت: ۱ تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه

5حقیقت درباره گوشی‌های 5G
  


آنتن، همه‌جا
از آنجا که امواج میلی‌متری به راحتی مختل می‌شوند، گوشی‌ها باید به‌گونه‌ای ساخته شوند که هرگز و در هیچ زمانی دست، روی دریافت‌کننده را نپوشاند. یکی از راه‌ها این است که آنتن‌های ریزی در گوشه‌های تلفن تعبیه شود.

باتری‌های قوی‌تر
اکنون سوئیچ کردن بین 4G و 5G می‌تواند باتری گوشی شما را تخلیه کند اما با گذشت زمان و افزایش پوشش شبکه و همچنین بهبود کیفیت گوشی‌ها می‌توانید انتظار داشته باشید که اوضاع مصرف باتری هم بهبود پیدا کند.

گران‌تر
این گوشی‌های هوشمند سریع طبیعتا گران‌قیمت نیز هستند. با این حال، قیمت با گذشت زمان کاهش پیدا خواهد کرد. همانگونه که در دوران 4G نیز چنین موضوعی رخ داد.

فعلا فقط اندروید
سامسونگ، شیائومی و وان‌پلاس، تنها سازندگانی هستند که گوشی‌های 5G را برای فروش به بازار عرضه کرده‌اند. این بدان معنی است که اپل فعلا تا سال آینده گوشی 5G نخواهد داشت.

دوربین‌های 8K
هم‌اکنون نیز شرکت چینی نوبیا گوشی‌های موبایلی را تولید می‌کند که دوربین‌اش عکس‌های 48مگاپیکسلی می‌گیرد و با فرمت 8K فیلمبرداری انجام می‌دهد. بنابراین با پهنای بیشتر اینترنت، ارسال و دریافت چنین تصاویری کار آسانی خواهد بود.

نیاز فوری ایران به زیرساخت‌های 5G
به خاطر مزیت‌های فراوان این ماجرا کشورهای مختلف در رقابت جدی برای راه‌اندازی سریع‌تر این فناوری هستند. در ایران هم وزیر ارتباطات اعلام کرده که باید تلاش جدی برای راه‌اندازی و آماده‌سازی زیرساخت‌های لازم نسل جدید ارتباطات موبایل صورت بگیرد. محمد‌جواد آذری‌جهرمی در این رابطه به همشهری گفته است: ما باید به سوی 5G پیش‌برویم و به سمت این نسل جدید حرکت کنیم. از ملزومات اولش مقررات‌گذاری، اصلاح باندهای فرکانسی و توسعه فیبر‌نوری است. 5G دیگر با رادیو نمی‌تواند کار کند. در همه نقاط برای کار‌کردن نیاز به فیبر‌نوری دارید. ما برنامه‌ اساسی‌مان برای سال۹۸ این است که زیر‌ساخت لازم برای توسعه 5G در کشور را آماده کنیم. تلاش می‌کنیم پایلوت 5G را هم در سال۹۸ در کشور داشته باشیم اما اصل مطلب و مهم‌ترین نکته تهیه زیرساخت‌های لازم برای این عرصه است.

نگاهی به آینده فناوری 5G

ظرفیت بالاتر هوش مصنوعی
هوش مصنوعی (AI) با الگوریتم کار می‌کند. با ورود مخلوطی از اطلاعات و پیش‌بینی‌هایی که از دیتاها برمی‌آید، هوش مصنوعی می‌تواند برای خود الگوسازی کند. هرچه اطلاعات بیشتر وارد شود، هوشمندتر می‌شود و 5G می‌تواند حجم قابل‌توجهی از اطلاعات را وارد کند. هوش مصنوعی حتی ممکن است شبکه‌های پیچیده 5G را نیز مدیریت کند.


از بین رفتن ترافیک کور
چند سالی می‌شود که درباره خودران‌ها صحبت می‌کنیم، سرنوشت این فناوری ممکن است دست آخر با فناوری 5G گره بخورد. در آینده، عبور و مرور اتومبیل‌های خودران به امری عادی تبدیل خواهد شد و فناوری 5G کل ترافیک شهر را در دست خواهد گرفت و موضوع ترافیک سنگین و گره کور ترافیکی تبدیل به خاطره خواهد شد. اتصال خودروها، چراغ‌راهنمایی و استفاده سریع از هوش مصنوعی باعث می‌شود که هدایت خودروها بسیار روان‌تر صورت بگیرد.


عادی شدن پهپادهای خودران
همانگونه که 5G اجازه می‌دهد خودران‌ها، خودشان را هدایت کنند، این فناوری می‌تواند درخصوص پهپادها نیز چنین کاری را انجام دهد. با رد و بدل اطلاعات می‌توان با این فناوری، پهپادها را بدون نیاز به کنترل از روی زمین، بالای سرمان هدایت کرد. این موضوع می‌تواند بزرگراه‌های هوایی را ایجاد کند و ممکن است باعث به حرکت درآمدن تاکسی‌های هوایی بدون خلبان شود.


واقعیت افزوده واقعی می‌شود
واقعیت افزوده و واقعیت مجازی شاید برای ما اکنون بیشتر جنبه سرگرمی داشته باشد اما با آمدن 5G این فناوری‌ها به یک واقعیت عادی و روزمره در زندگی آدم‌ها تبدیل می‌شود. با سرعت بسیار بالا و تأخیر بسیار‌کم، 5G می‌تواند هم واقعیت افزوده و هم واقعیت مجازی را واقعی‌تر کند.



جراحی با کنترل از راه دور
در ‌ماه مارس، یک جراح چینی از فاصله 3هزار کیلومتری یک بیمار را تحت عمل جراحی قرار داد. با هدایت کردن یک بازوی روباتیک، سرعت بالای 5G باعث می‌شود که امور بدون تأخیر شکل بگیرد و جراح کار عمل را به‌صورت کاملا مستقیم انجام بدهد. به این روش که به‌طور حتم محبوب و فراگیر خواهد شد، «تله‌جراحی» گفته می‌شود که به متخصصان اجازه می‌دهد هرجا که هستند، جراحی را انجام دهند.


ساخت شهرهای هوشمندتر
خانه‌ها به‌خاطر اتصال به اینترنت هوشمند شده است. قفل‌های هوشمند، ترسموتات، لامپ‌ها و بسیاری از وسایل خانه این روزها به اینترنت متصل هستند. حسگرهای متصل به 5G همه‌‌چیز را در شهرها تحت کنترل خود دارند. از میزان مصرف انرژی گرفته تا ترافیک خیابان‌ها و کیفیت هوا به جوامع بشری کمک می‌کند که تصمیم‌های مناسبی را اتخاذ کنند و ایمن‌تر و بهتر سازماندهی شوند.


کاهش تاخیر
در سال‌های آینده و با توسعه 5G این تأخیر باز هم کاهش خواهد داشت تا به زمان واقعی نزدیک‌تر شود. این کار با رفتن به سمت فرکانس 6گیگاهرتز امکان‌پذیر خواهد بود