آشنایی با اینترنت 5G

در این مطلب شما را با اینترنت 5G آشنا خواهیم کرد در بخش اول توضیح مختصری درباره اینکه 5G چیست خواهیم داد، سپس با سرعت اینترنت 5G آشنا خواهید شد و سپس برخی از استانداردهای آن را مرور می‌کنیم و در نهایت به مهم‌ترین کاربردهای اینترنت نسل پنجم و یا همان 5G خواهیم پرداخت.علاوه بر این شما می‌توانید با استفاده از خدمات سایت ما نسبت به خرید شارژ ایرانسل و یا خرید بسته های اینترنت ایرانسل اقدام نمایید.سال‌های متمادی است که صحبت درباره اینترنت 5G افزایش یافته و به نوعی به ترند این روزهای ارتباطات بدل شده است و خبر خوش این است که اینترنت 5G به واقعیت نزدیک شده است. در چند سال گذشته اپراتورهای مخابراتی کم کم شروع به ارائه اینترنت 5G به مشترکین خود شده و از طرفی گوشی‌های هوشمند با دارا بودن چیپ‌های 5G نیز به بازار ارائه شده‌اند و جای خود را در سبد خرید مردم باز کرده‌اند. روند رو به رشد اقبال به شبکه‌های 5G نوید این را می‌دهد که در سال‌های آینده شاهد گسترش استفاده از این ارتباط جدید باشیم.اینترنت 5G چیست؟بهتر است بدون در نظر گرفتن جزئیات فنی شبکه 5G و نحوه عملکرد این شبکه به صورت مختصر توضیحی درباره‌ی این تکنولوژی نوظهور بدهیم و در ادامه بیشتر درباره‌ی جزئیات آن بحث کنیم.اینترنت 5G یا همان اینترنت نسل پنجم، جدیدترین نسل شبکه‌های اینترنتی می‌باشد که قرار است جایگزین مناسبی برای اینترنت نسل چهارم یا همان 4G LTE باشد که با دستیابی به این شبکه انتظار بهبود در موارد زیر را می‌رود:سرعت دانلود و آپلود (Upload Rate and Download Rate) به صورت چشمگیری افزایش خواهد یافت، به طور مثال در حال حاضر با خرید بسته های اینترنت ایرانسل و استفاده از اینترنت آن به طور میانگین سرعتی بالغ بر 2 تا 4 مگابایت بر ثانیه به شما ارائه می‌شود که در نسل پنجم اینترنت این مقدار بین 10 تا 50 برابر بیشتر می‌باشد.تاخیر یا همان Latency به میزان خیلی زیادی کاهش خواهد یافت. Latency عبارت است از مدت زمانی که طول می‌کشد تا گوشی شما به شبکه مخابراتی متصل شود.آشنایی بیشتر با 5Gدر بخش اول این مقاله به صورت کلی با اینترنت نسل پنجم آشنا شدید در این بخش توضیحات کامل‌تری درباره چگونگی کارکرد شبکه‌های 5G خواهیم داد، در بخش اول در مورد طیف صحبت خواهیم کرد.اسپکتروم یا طیف چیست؟یکی از مهم‌ترین مواردی که تاثیر بسزایی در استفاده زوزمره شما از اینترنت دارد تعداد طیف‌های شبکه می‌باشد. در شبکه‌های 5G برخلاف LTE سه طیف با باند متفاوت وجود دارد و این شبکه‌ها روی آن‌ها کار می‌کنند. این سه طیف عبارت اند از:طیف باند پایینطیف باند میانیطیف باند بالاطیف باند پایین - این را می‌توان طیف پایین‌تر از ۱ گیگاهرتز هم توصیف کرد. اپراتورهای مخابراتی ایالات متحده، معمولا از این باند برای شبکه‌های LTE استفاده می‌کنند و پهنای باند تقریبا به طور کامل اشباع شده. اگرچه طیف باند پایین پوششی عالی داشته و از دیوار هم عبور می‌کند، مشکلی بزرگ به وجود می‌آورد: سرعت پیک دیتا از ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه بالاتر نمی‌رود.طیف باند پایین چیست؟طیف باند پایین را به طیفی گفته می‌شود که کمتر از 1 گیگاهرتز باشد. نکته‌ای که وجود دارد این است که اپراتورهای مخابراتی آمریکا از این باند برای شبکه‌های LTE خود استفاده می‌کنند و می‌توان گفت که این طیف کاملاً اشباع شده است. علارغم پوشش مناسبی که این طیف داشته و به آسانی از دیوار عبور می‌کند یک مشکل بسیار جدی نیز دارد و آن این است که سرعت پیک دیتا از 100 مگابیت بر ثانیه تجاوز نمی‌کند. یکی از اپراتورهای مخابراتی آمریکا به نام T-Mobile در سال 2017 توانست مزایده که توسط کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا (FCC) برگذار شده بود را برنده شود و بخش بزرگی از طیف 600 مگاهرتز را از آن خود کند و به همین دلیل توانست شبکه بزرگی از 5G را در سراسر ایالات متحده بسازد.طیف باند میانی چیست؟طیف بعدی مورد استفاده در تکنولوژی 5G طیف باند میانی می‌باشد که مهم‌ترین مزیت نسبت به باند طیف پایین، سرعت بیشتر و نرخ تاخیر کمتر می‌باشد و اما یک ایراد اساسی دارد این طیف به خوبی نمی‌تواند از ساختمان‌ها عبور کند. با این اوصاف از این طیف می‌توان پیک سرعت تا 1 گیگابیت بر ثانیه انتظار داشت.در ایالات متحده، اپراتور اسپرینت توانسته بخش بزرگی از طیف باند میانی بدون استفاده را از آن خود کند و به دنبال این است که با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف میزان عبور از ساختمان‌ها و همچنین عملکرد این طیف را بهبود ببخشد. یکی از این تکنولوژی‌ها، Beamforming می‌باشد که باعث بهبود شبکه 5G خواهد شد. در این تکنولوژی سیگنالی واحد و متمرکز به سوی کاربر ارسال شده و با استفاده از سیستم‌های مختلف آن را به صورت دائم پایش می‌کند تا اختلالی در سیگنال پیش نیاید.تکنولوژی بعدی به کار گرفته شده توسط اسپرینت Massive MIMO می‌باشد، هدف این تکنولوژی افزایش نرخ عبور سیگنال از ساختمان‌ها می‌باشد. در این تکنولوژی مجموعه از آنتن‌ها درون یک باکس قرار داده می‌شود و بر روی دکل مخابراتی نصب می‌شود تا بتواند به صورت همزمان اینترنت را برای چندین مشترک ارسال کند.طیف باند بالا چیست؟یکی دیگر از طیف‌های مورد استفاده در نسل پنجم اینترنت، طیف باند بالا می‌باشد، این طیف نسبت به سایر طیف‌ها بهترین عملکرد را دارد ولی نکته‌ای که وجود دارد پوشش بسیار پایین این طیف می‌باشد از طرفی حداکثر سرعت این طیف تا 10 گیگابیت بر ثانیه می‌رسد که همین امر باعث شده که علارغم محدودیت این طیف بسیار مورد توجه قرار گیرد. یکی دیگر از ویژگی‌های مثبت این طیف latency بسیار کم آن می‌باشد.اپراتورهای مخابراتی برای رفع ضعف این طیف مجبور به استفاده از انبوهی از آنتن‌ها به منظور افزایش محدوده قابل پوشش و عبور از ساختمان‌ها می‌باشند.اپراتورهایی از قبیل ورایزن، T-Mobile و AT&T همگی به سراغ این طیف رفته‌اند که ملزم به استفاده از آنتن‌ها کوچک ولی متعدد می‌باشد.سرعت اینترنت 5G چقدر است؟در این بخش از مقاله به بررسی سرعت اینترنت 5G خواهیم پرداخت و به طور کلی توضیح خواهیم داد که از اینترنت 5G چه سرعتی را می‌توان انتظار داشت. در ایالات متحده، آژانسی با نام "اتحادیه ارتباطات بین‌المللی" با نام اختصاری ITU وجود دارد که وظیفه‌ی این ارگان، به صورت تخصصی توسعه‌ی استانداردهای فتی تکنولوژی‌های ارتباطی می‌باشد.در سال 2012 این آژانس برنامه‌ای با عنوان "IMT-2020 And Beyond" را معرفی نمود که وظیفه‌ی آن تحقیق بر روی پیش‌نیازهای 5G و مهیا کردن آن است. این آژانس سرانجام در سال 2017 موفق شد که 13 پیش‌نیاز برای تکنولوژی 5G معرفی کند.از طرف دیگر، پروژه همکاری 3GPP که موسوم به پروژه همکاری نسل سوم که یک همکاری بزرگ میان ارگان‌های استاندارد مخابراتی بوده اقدام به تعیین استاندارد‌های 5G کرد. از همین رو در ماه دسامبر 2017، این سازمان یک سری استاندارد غیر مستقل با عنوان NSA را تعیین کرد و در ماه ژوئن به سراغ استانداردهای مستقل به نام SA نیز رفت.نکته‌ای که باید ذکر شود است، این است که استانداردهای NSA و SA همگی دارای مشخصات و جزئیات یکسان هستند و تفاوتی که وجود دارد این است که استانداردهای غیر مستقل (NSA) بر روی شبکه LTE که شبکه کنونی می‌باشد پیاده‌سازی می‌شوند و استانداردهای مستقل یا همان SA مربوط به هسته شبکه نسل بعد هستند.در حال حاضر اپراتورها شروع به فعالیت با استانداردهای غیرمستقل کرده و در محیط‌هایی که شبکه 5G وجود ندارد، امکان اتصال به شبکه 4G LTE وجود داشته باشد.در ادامه‌ی مطلب "آشنایی با اینترنت 5G" به مرور برخی از این استانداردها خواهیم پرداخت.استانداردهای اینترنت 5Gپیک نرخ داده - Peak data rateاولین استاندارد که در این مطلب به آن خواهیم پرداخت، پیک نرخ داده است. یکی از انتظارات از 5G سرعت دریافت و ارسال داده به مراتب بالا می‌باشد. در این نسل از ارتباط، شبکه می‌تواند سرعت 20 گیگابیت بر ثانیه برای داون‌لینک و 10 گیگابیت در ثانیه برای آپ‌لینک ارائه دهد.نکته‌ی بسیار مهم این است که سرعتی که حین اتصال به شبکه 5G دریافت می‌کنید با اعداد ذکر شده در بالا تفاوت زیادی دارد در واقع سرعت 10 گیگابیت در ثانیه (حدود یک گیگابایت در ثانیه) بین تمام کاربران آنتن share می‌شود.سرعت دنیای واقعی - Real-world Speedبه زبان ساده، این استاندارد سرعتی که هر کاربر در هنگام دانلود و آپلود دریافت می‌کند را بیان می‌کند، از آن‌جایی که سرعت پیک اینترنت 5G واقعاً بالاست ولی سرعتی که کاربر با آن می‌تواند دانلود کند 100 مگابیت بر ثانیه و برای آپلود 50 مگابیت بر ثانیه خواهد بود. در حال حاضر سرعت شبکه یکی از مهم‌ترین معیارهای ما برای خرید بسته های اینترنت می‌باشد به گونه‌ای که مشترکین ایرانسل برای دستیابی به سرعت بالاتر حاضر به خرید شارژ ایرانسل بیشتر برای این منظور هستند.تاخیر در شبکه - Latencyلتنسی در لغت به معنای تاخیر بوده و در شبکه به عنوان زمان انتقال داده به کار برده می‌شود. در تکنولوژی 5G و در حالت ایده‌آل برابر با 4 میلی ثانیه و در شرایطی که بیشترین سرعت ممکن احتیاج است تا 1 میلی ثانیه نیز می‌رسد. مهم‌ترین کاربرد این استاندارد در استفاده‌های Real Time مانند اتومبیل‌های خودران و یا عمل جراحی از راه دور خواهد بود.بهره‌وری - Efficiencyیکی دیگر از استانداردهای 5G بهره‌وری است، این استاندارد بیان می‌کند که رابط‌های رادیویی از منظر مصرف انرژی بایست بهینه عمل کنند تا مصرف انرژی کاهش یابد. در حالت ایده‌آل یک رابط رادیویی باید قادر باشد در عرض 10 میلی ثانیه به حالت کم مصرف تغییر یابد.بهره‌وری طیفی - Spectral efficiencyاستاندارد بعدی اینترنت 5G بهره‌وری طیفی است، در این استاندارد بیان می‎شود که شبکه برای استفاده بهینه از پهنای باند، باید به شکلی عمب کند که کمترین میزان خطا را در حین ارسال اطلاعات داشته باشد و در شبکه‌ی 5G انتظار می‌رود بهره‌وری بیشتری نسبت به نسل قبل خود داشته باشد.پویایی - Mobilityدر این استاندارد بیان می‌شود که ایستگاه‌های پایه بایست قادر باشند که با سرعت 0 تا 500 کیلومتر جابه‌جا شوند و این بدین معناست که ایستگاه پایه باید با طیف وسیعی از حرکات آنتن سازگار باشد. به عنوان مثال قطارهایی که با سرعت بالا حرکت می‌کند.در شبکه‌های LTE این کار به آسانی انجام شده ولی این میزان از پویایی در شبکه جدید که امواج میلی‌متری دارند بسیار چالشی خواهد بود.چگالی اتصال - Connection densityاستاندارد آخری که در این مطلب به آن پرداخته خواهد شد، چگالی اتصالاتی نام دارد، این استاندارد بیان می‌کند که تکنولوژی 5G باید قادر باشد از دستگاه‌های متصل بیشتری نسبت به نسل قبلی خود پشتیبانی نماید. به صورت عددی نیز باید گفت که 5G باید در هر یک کیلومتر مربع از اتصال یک میلیون دیوایس پشتیبانی نماید. شاید شما هم متوجه بزرگی این عدد شده باشید علت این مورد لحاظ کردن اتصال دستگاه‌های مربوط اینترنت اشیا IoT می‌باشد.تکنولوژی 5G چه کارهایی می‌تواند انجام دهد؟کاربرد در زمینه اینترنت اشیا - IoTاینترنت اشیا موضوع داغ این روزهای دنیای تکنولوژی می‌باشد و ورود اینترنت 5G مهم‌ترین موارد مورد انتظار فعالین این بخش می‌باشد. محدودیتی که در حال حاضر مانع از پیشرفت IoT می‌باشد تعداد بسیار زیاد سنسورهایی که قرار است باهم تعامل داشته باشند و محدودیتی که در ارتباط با یکدیگر در بستر شبکه‌های فعلی دارند. تکنولوژی 5G به این محدودیت پایان خواهد داد و دوران جدیدی را برای اینترنت اشیا زقم خواهد زد.کاربرد در زمینه اتومبیل‌های خودرانیکی دیگر از کاربردهای شبکه 5G در زمینه اتومبیل‌های خودران می‌باشد. ورود این قبیل اتومبیل‌ها به جاده در آینده اجتناب ناپذیر خواهد بود کما اینکه همین حالا نیز برخی شرکت‌ها خودروهای خودران خود را راهی خیابان‌ها کرده‌اند. ارتباطات بلادرنگ تعبیه شده در شبکه 5G این امکان را در اختیار اتومبیل‌ها قرار خواهد داد تا ضمن شکل‌گیری ارتباط بین خودروهای موجود در جاده، از تغییرات آنی آن‌ها با کمترین میزان تاخیر آگاه شوند.به طور مثال در صورتی که خودروی جلویی به صورت ناگهانی ترمز کند، خودروهای پشت سر بلافاصله از این موضوع خبردار شده و عکس العمل مناسب را نشان دهند.کاربرد در زمینه زیرساخت و امنیت عمومییه دیگر از کاربردهای مهمی که برای 5G پیش‌بیتی می‌شود استفاده از آن‌ها در زمینه‌ی نگهداری زیرساخت‌ها و امنیت عمومی می‌باشد. با کمک این شبکه و اتصال سنسورها، به راحتی می‌توان وضعیت زیرساخت‌ها را به صورت آنی کنترل نمود.به عنوان مثال با وقوع آب گرفتگی و یا آتش‌سوزی ارگان‌های مربوطه به سرعت خبردار شده و از بروز حادثه جلوگیری نمایند.افزایش پهنای بانددر آینده به طور قطع تعامل ما با تکنولوژی توسط 5G تغییر خواهد یافت و در صورتی که بخواهیم از پهنای باند گوشی‌های همراه استفاده کنیم، توسعه‌ی آن امری غیرقابل اجتناب خواهد بود. از طرف دیگر در شهرهای بزرگ، اپراتورهای مخابراتی با کمبود ظرفیت دست و پنجه نرم می‌کنند و شبکه‌های LTE پاسخ‌گوی نیازها نمی‌باشد و در بعضی از ساعات پرترافیک شاهد کاهش سرعت و کیفیت شبکه‌های ارتباطی هستیم.به همین دلیل در آینده شبکه 5G طیف با باندهای فراوانی را به شبکه اضافه کرده تا این قبیل مشکلات را مرتفع شود.استفاده در زمینه ریموت کنترلهمانطور که در بخش‌های قبلی مقاله اشاره شد، اینترنت 5G دارای کمترین میزان تاخیر نسبت به سایر تکنولوژی‌ها می‌باشد همین موضوع کنترل ماشین‌آلات سنگین از راه دور را به واقعیت نزدیک خواهد کرد. یکی دیگر از کاربردهای این شبکه می‌توان کار کردن در محیط‌های سمی و خطرناک به صورت ریموت و از راه دور اشاره کرد.مضاف بر این متخصصین می‌توانند از هرجایی روی کره زمین برای شرکتی در سایر کشورها دورکاری نمایند.منبع: آشنایی با اینترنت 5G