تحول دنياي آي‌تي با نسل پنجم ارتباطات

خبر اقتصادی-مرجان محمدي: با روي كار آمدن اين فناوري جديد، مي‌توان انتظار مشاهده تحولات چشمگيري را در آينده داشت. پيش‌بيني مي‌شود كه شبكه‌ 5G انقلاب بزرگي در فناوري‌هاي گوشي‌هاي همراه به وجود آورد. چراكه اين امكان را در اختيار كاربران قرار مي‌دهد كه با سرعت بالاتري به اينترنت دسترسي پيدا كنند ضمن اينكه دريچه‌يي نو به سوي كاربردهاي جديد صنعتي باز كرده و به راه‌اندازي «شهرهاي هوشمند» كمك خواهد كرد. گام مهم بعدي، دستيابي بهتر به فناوري‌هاي رو به رشد جهان است كه تا تحقق اين امر، مسير زيادي باقي مانده است.

 در شهرهاي هوشمند اوضاع چگونه است؟

با اين حال، شركت‌ها و دولت‌هاي سراسر دنيا سعي بر اين دارند تا با به كارگيري نكات دقيق، شبكه 5G تلفن همراه را در سطح وسيعي ارائه دهند. در ادامه به وضعيت فعلي اين فناوري و روند رو به حركت آن اشاره خواهيم كرد.

بر خلاف صحبت‌ها و سرمايه‌گذاري‌هايي كه پيرامون شبكه‌ 5G صورت گرفته است، هنوز هم مشخصات اين فناوري در سطح جهاني تعريف نشده است. البته سازمان‌هايي مثل «اتحاديه بين‌المللي مخابرات» (ITU) و «اتحاديه نسل بعدي شبكه‌هاي موبايل» (MGMN) سعي بر آن داشته‌اند كه ويژگي‌هاي شبكه 5G، تنها به عناويني مثل سرعت انتقال داده يك‌گيگابيت بر ثانيه براي كاربران محلي به‌طور همزمان، تاخير كم، افزايش پوشش‌دهي و بهبود راندمان محدود نشود. با اين حال مي‌دانيم كه حالت نهايي با آنچه به عنوان وضعيت ايده‌آل تعريف مي‌شود، اختلاف زيادي خواهد داشت و هنوز هم بحث‌هاي جاري در مورد استاندارد جهاني 5G وجود دارد.  در حال حاضر فناوري، يكي از بزرگ‌ترين موانع راه تلقي مي‌شود. محققان و متصديان امر هنوز در حال بررسي معايب و مزاياي تكنولوژي‌ها و سخت‌افزارهاي متنوع براي سازگاري با استانداردهاي 5G هستند. اين تحقيقات در نظر دارند تا با بررسي انتشار امواج راديويي ميلي‌متري كوچك و فناوري انتشار امواج مايمو (MIMO)، افزايش باند لازم براي رسيدن به قابليت‌هاي مورد نظر را فراهم كند. در اين پژوهش، تكنيك‌هايي مانند تكرار‌كننده سلولي (cellular repeater) و ماكرو-تنوع (macro-diversity) با حفظ نرخ‌هاي بالاي انتقال بيت، اتصال دستگاه به دستگاه (D2D) را در مناطق بزرگ فراهم مي‌كند. ضمن اينكه موارد ديگري مانند سازگاري تكنولوژي‌هاي قبلي با فناوري 5G سنجيده مي‌شود. از اين رو صنعت مخابرات با روي كار آوردن استانداردهايي مانند LTE Advanced Pro قصد دارد كه پلي براي پر كردن شكاف‌هاي موجود ايجاد كند.

 بزرگ‌ترين پيشرفت تاريخ اينترنت همراه

علاوه بر اين، شبكه 5G قصد دارد تا امكان اتصال همزمان هزاران دستگاه كم مصرف مربوط به اينترنت اشيا (IoT) را برقرار كند و گامي در جهت بهره‌وري انرژي بردارد. ضمن اينكه مواردي مانند برنامه‌نويسي، انتقال، پردازش و هماهنگي داده‌ها، در اين مقوله جاي بحث و بررسي دارد. از اين رو با توجه به گستردگي كاربرد اين فناوري، مي‌توان درك كرد كه چرا تاكنون يك توافق همه‌جانبه درباره استانداردهاي اين فناوري صورت نگرفته است و تحقيقات و بررسي‌ها همچنان ادامه دارد. از طرفي كمپاني‌هاي مختلف در تلاش هستند تا بخشي از مشكلات موجود را به شيوه خود حل كنند.

با اين حال، توافقاتي هم بين توسعه‌دهندگان اين شبكه پذيرفته شده است. فناوري 5G با استفاده از باندهاي راديويي فركانس بالا، اجازه مي‌دهد تا انتقال داده‌ها با سرعت بالاتري انجام شود. سيستم دسترسي و پوشش‌دهي شبكه شامل تعداد زيادي از فرستنده‌هاي كوچك‌تر است كه بعضي از آنها تنها چند بلوك را پشتيباني مي‌كنند تا عدم دستيابي به سيگنال‌هاي فركانس بالا جبران شود. در بين دستگاه‌هاي مصرف‌كننده، گوشي‌هاي هوشمند با استفاده از فناوري‌هايي مانند carrier aggregation (اختصاص چند فركانس حامل) و مايمو مي‌توانند تحت پوشش ايستگاه‌هاي پايه متعددي قرار بگيرند ضمن اينكه توان كلي شبكه در اين حالت افزايش پيدا مي‌كند. از اين رو با معرفي 5G، از پوشش‌دهي و سرعت بالاي شبكه‌هايي مانند LTE، واي‌فاي و طيف‌هاي باز، اطمينان حاصل خواهد شد.  در حالي كه هنوز فاصله‌ دوري با شناخت دقيق بازار 5G در سراسر دنيا داريم، بعضي از كشورها در حال برداشتن گام‌هاي اوليه هستند. در اوايل ماه جولاي سال جاري، ورايزون (Verizon) نخستين شركت مخابراتي در ايالات متحده است كه به انتشار جزئيات ويژگي‌هاي شبكه‌ 5G خود پرداخته است. اين شركت با بهره‌گيري از اسناد فني و جزئيات مربوط به بررسي‌هاي صورت گرفته در تكنيك‌هايي چون پردازش آنتن‌هاي ارائه‌يي، فناوري‌هاي carrier aggregation و پهناي باند گسترده، اقدام به حركت‌هايي در زمينه افزايش سرعت 5G مي‌كند. اين اميدواري وجود دارد كه اين تلاش‌ها بتواند به عنوان يك نقشه ساخت، نه تنها براي شبكه‌ 5G بلكه ديگر حامل‌ها هم به كار رود.  ورايزون، با انتشار مشخصات ارتباطاتي خود در اين مرحله، اميدوار است كه بتواند تاثيري قوي بر تكنولوژي‌هاي مرتبط با استاندارد جهاني 5G بگذارد. پيش‌بيني‌ها حاكي از آن است كه استاندارد جهاني 5G تا سال ۲۰۲۰ مشخص خواهد شد. هر چند كه اين احتمال وجود دارد كه ورايزون در بين راه تغيير مسير دهد. چرا كه ورايزون هنوز در حال ادامه آزمايشات و بررسي‌هاي خود است. ضمن اينكه با ديگر توسعه‌دهندگان مطرح دنيا از قبيل شركت‌هاي كي تي (KT Corporation)، سامسونگ و نوكيا هم همكاري دارد. در ثاني، به‌طور حتم بخشي از جنبه‌هاي شبكه 5G در اختيار مقامات دولتي خواهد بود.

هفته‌ گذشته، كميسيون ارتباطات فدرال (FCC) در ايالات متحده، راي به مجاز بودن طيف‌هاي وايرلس در فركانس‌هاي بالاي ۲۴ گيگاهرتز داد تا بدين منظور، بستر استفاده از فناوري‌هاي مربوط به 5G فراهم شود. اين فركانس‌ها مي‌توانند دسترسي به باندهاي ۲۸، ۳۷، ۳۹ و ۶۴ تا ۷۱ گيگاهرتز را پشتيباني كنند. از طرفي طيف‌هاي پويا و طيف‌هاي باز هم تحت حمايت اين فركانس‌ها قرار مي‌گيرند. نكته مهم ديگري كه وجود دارد، اين است كه FCC، فركانس اين باندها را به جاي بخش‌هاي ۵ تا ۱۰ مگاهرتزي (كه در حال حاضر براي شبكه‌هاي 4G استفاده مي‌شود) به صورت بلوك‌هاي ۲۰۰ مگاهرتزي ارائه خواهد داد. اين راهكار كمك مي‌كند تا پهناي باند بيشتري براي حامل‌هاي 5G قرار بگيرد و به بهبود سرعت آن كمك كند. امروزه حداكثر باند فركانسي شبكه‌هاي 4G LTE Advanced ۲۰ مگاهرتز است كه آن هم در شرايط استفاده از حامل‌هاي اختصاصي چند آنتنه، تحقق پيدا مي‌كند.

هر چند كه باندهاي فركانس بالا كمك مي‌كنند تا داده‌ها با سرعت بالاتري منتقل شوند اما به خوبي باندهاي فركانس پايين‌تر فعلي در دامنه‌هاي طولاني عمل نمي‌كنند. چرا كه باندهاي فركانس بالا به راحتي مي‌توانند در مواجهه با ساختمان‌ها مسدود شوند. از اين رو FCC در راي نهايي خود محدوديت‌هايي در مورد فركانس‌هاي باندهاي 5G اعمال كرد. در حال حاضر، بيشتر پوشش‌هاي LTE در ايالات متحده باند فركانسي معادل يك گيگاهرتز دارند. در صورتي كه FCC راي به كاهش باندهاي فركانس 5G بدهد، براي فراهم آوردن پوشش كافي نياز به افزايش ايستگاه‌هاي فرستنده كوچك‌تر است. در اين صورت فقط در مناطق پر جمعيت راه‌اندازي اين فناوري توجيه پيدا مي‌كند. پس اين احتمال وجود دارد كه در سال‌هاي اوليه روي كار امدن 5G، مناطق روستايي سهمي از اين فناوري نداشته باشند.  FCC  در مصوبه ديگري لزوم جايگزيني خطوط قديمي شبكه تلفن ثابت با ديگر خطوط سيمي (مانند كابل‌هاي فيبري) يا وايرلس مطرح كرد. ضمن اينكه جايگزين انتخاب شده بتواند با خدمات ضروري مانند پليس ارتباط برقرار كند. روال كار اين‌طور نشان مي‌دهد كه در سرمايه‌گذاري‌هاي مربوط به تكنولوژي‌هاي جديد مانند 5G، دست‌اندركاران امر ترجيح مي‌دهند كه به جاي استفاده از كابل‌هاي مسي و قديمي سراغ راهكارهاي جديدتر بروند.

 ايران نخستين كشور منطقه براي بومي‌سازي 5G خواهد بود

چين هم در اين ميان خود را وارد بازي كرده است. آكادمي تحقيقات مخابراتي اين كشور يك برنامه تحقيقاتي سه ساله ترتيب داده است تا روي موضوع شبكه 5G تمركز شود. در انگلستان، دانشگاه سوري (Surrey) يك مركز نوآوري 5G برپا كرده است. از طرفي دانشگاه كمبريج هم نخستين كتاب جامع در مورد اين موضوع را با عنوان «شبكه 5G موبايل و فناوري ارتباطات ‌بي‌سيم» منتشر كرده است. در كنار اينها، دولت بريتانيا برنامه دارد دارد كه تا سال ۲۰۲۲، امكان استفاده عمومي از فركانس ۷۵۰ مگاهرتز در نسل بعدي ارتباطات برقرار شود. ضمن اينكه بودجه‌هايي در زمينه تحقيق و توسعه، در خصوص اين موضوع در نظر گرفته است.

در اروپا اوضاع كمي پيچيده‌تر است. ۲۰ شركت مخابراتي از جمله نوكيا، وودافون (Vodafone)، بي‌تي (BT) و دويچه تلكوم (Deutsche Telekom) از سرمايه‌گذاري در شبكه 5G ابراز رضايت كردند منوط بر اينكه قوانين بي‌طرفي شبكه‌يي از مواضع خود عقب‌نشيني كند. اين گروه نگران است كه دستاورد تلاش و سرمايه‌گذاري‌اش نتيجه‌يي از قوانين بي‌طرفي شبكه‌يي باشد. بسته به اينكه كميسيون اروپا چه راهكاري براي رسيدگي به اين وضعيت در نظر مي‌گيرد، اين مساله مي‌تواند مانع بزرگي در تنظيم جدول زماني 5G كشورهاي اروپايي ايجاد كند.

امروزه، هزينه انتقال يك گيگابايت داده در شبكه 4G معادل يك دلار است. طبيعتا با روي كار آمدن فناوري 5G اين هزينه با افزايش قابل توجهي روبه‌رو خواهد شد. به خصوص اگر براي راه‌اندازي اين شبكه نياز به استفاده از فرستنده‌هاي كوچك سلولي باشد و كاربران هم روند تماشاي محتواهاي ويديويي با وضوح بالا را پيش بگيرند! بنابراين به نظر مي‌رسد كه كسب و كار ارائه‌دهندگان نسل بعدي اينترنت شبكه، تفاوت‌هاي كوچكي با وضعيت فعلي داشته باشد.

 همچنان كارهاي زيادي براي روي كار آمدن شبكه 5G وجود دارد كه بايد توسط شركت‌ها و دولت‌ها انجام شود. از اين رو آماده‌سازي 5G نياز به تلاش مشترك سياست‌گذاران و شركت‌هاي فناوري دارد. رهاورد ظهور اين فناوري، انتقال سريع‌تر داده‌ها و افزايش پهناي باند خواهد بود كه كمك مي‌كند دستگاه‌هاي بيشتري به يكديگر متصل شوند و همين امر ارزش اين تلاش‌ها را روشن‌تر مي‌كند.  مي‌توان انتظار داشت كه نسل بعدي ارتباطات بي‌سيم تا قبل از سال ۲۰۲۰ در دسترس كاربران قرار بگيرد. هر چند كه در مورد بعضي از كشورها - خصوصا كشورهاي بزرگي مانند ايالات متحده- فراگير شدن اين فناوري كمي طولاني‌تر خواهد بود.