نسل پنجم شبکه تلفن همراه و اینترنت اشیاء

[elshan]

امروزه دیگر صحبت از شبکه‌های تلفن همراه چندان بیراهه نیست. احتمالا شما روزانه توسط اپراتور های موبایل در حال دریافت این سرویس می‌باشد و انواع تبلیغات اینترنت 4G یا 4.5G را در گوشه و کنار شهر یا تبلیغات تلویزیونی و اینترنتی مشاهده می کنید.  تا چندین سال پیش و با گسترش اینترنت خط دیجیتال مشترک متقارن، یا همان ADSL، و افزایش سرعت فوق‌العاده آن نسبت به اینترنت dial up 56 کیلوبیتی، هیچ کس تصور این موضوع را هم نمی کرد که رقیبی برای اینترنت خانگی پیدا شود، آن هم رقیبی از جنس موبایل که در ارائه خدمات داده به مشتریان خود در قالب اینترنت همراه، با محدودیت های فراوانی همراه بود. عمده دلیل این موضوع پیچیدگی های فراوان مخابراتی در شبکه‌های موبایل و البته فراهم بودن امکانات توسعه ADSL بود، چرا که تمامی راه‌های ارتباطی از قبل و از طریق سیم‌های تلفن آنالوگ برقرار بود.

ما با گسترش و پیشرفت شبکه‌های تلفن همراه کم کم اسم نسل‌های دوم، سوم و چهارم آن‌ها شنیده شد. با وجود تمامی محدودیت ها، متخصصان این حوزه توانستند اینترنت بی سیم همراه را با سرعت بسیار خوب در اختیار کاربران قرار دهند و کاربران هم بسیاری از قابلیت‌های شبکه‌های موبایل را بر اینترنت خانگی ترجیح دادند. دلیل اصلی کاربران به خاطر سرعت بسیار بالا یا قابلیت جابجایی نبود، بلکه دلیل اصلی کاربران قابلیت اتصال بی قید و شرط به اینترنت بود.

اینترنت نسل چهارم شبکه تلفن همراه امروزه به صورت گسترده ای در حال استفاده است. اما متخصصان حوزه فناوری ارتباطات 4G را برای پاسخگویی به برنامه‌های کاربردی آینده مناسب نمی دانند. به همین دلیل آن‌ها در تلاش هستند نسخه پنجم شبکه تلفن موبایل را تا سال 2020 عرضه نماید. در نسل پنجم شبکه‌های همراه، افزایش نرخ انتقال داده و سرعت، کاهش تاخیر و افزایش پوشش مطلوب است. این سه ویژگی که مهم ترین ویژگی‌های نسل پنجم شبکه تلفن همراه تعیین شده‌اند برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی به خصوص برنامه‌های کاربردی مرتبط با اینترنت اشیاء اهمیت فراوانی دارند. به عنوان مثال در هدایت ماشین‌های خودکار و شبکه هوشمند حمل و نقل، تاخیر زمانی بسیار کم مورد نیاز است و یا در بسیاری از برنامه های کاربردی تعاملی موبایل مانند بازی ها، پهنای باند بالا مورد نیاز است.

بنابراین می توان از بسیاری از جنبه ها، اینترنت اشیاء را یک کاربرد بسیار مطلوب برای نسل پنج شبکه موبایل دانست. 5G می تواند به عنوان راه حلی جامع تمامی دستگاه‌های مختلف را که امروزه به صورت گسسته و جداگانه در حال فعالیت هستند به یکدیگر متصل کرده و دنیای اینترنت اشیاء را شکل دهد.

چگونه نسل 5 شبکه موبایل می تواند تعداد بی شماری از دستگاه‌های اینترنت اشیاء را به هم متصل کند؟
اگر بخواهیم کمی فنی صحبت کنیم، می توانیم به یک مورد بسیار جالب اشاره کنیم. در نسل‌های گذشته شبکه تلفن همراه، اتصالات در لایه فنی توسط مدل سازی‌های دسترسی چندگانه عمودی یا OFDM صورت می گرفت. در این مدل ها معمولا زمان به بازه‌های کوچک تقسیم می شد و هر قطعه زمانی در اختیار یک کاربر قرار می گرفت. در طول این بازه کاربران دیگر امکان استفاده از این کانال را نداشتند. اینگونه دسترسی به کانال برای کاربران، کار را برای پشتبانی ار کاربران و دستگاه‌های آن‌ها در اینترنت اشیاء بسیار مشکل می کند چرا که ما تعداد بی شماری دستگاه و درخواست تخصیص کانال داریم، اما بازه‌های زمانی و در نتیجه پهنای باند ما محدود است و تخصیص منبع به کاربران امکان پذیر نمی‌باشد.

امروزه تحقیقات وسیعی در حال توسعه مدل‌های جدیدی است تا با بهره گیری از آنها در نسل پنجم شبکه موبایل، امکان دسترسی تعداد بالای کاربر به کانال‌های محدود پهنای باند داده شود. البته که با این کار ممکن است برخی کاربران پهنای باند و در نتیجه نرخ داده کمتری دریافت کنند (به دلیل مسائلی مانند تداخل)، اما خوشبختانه در اینترنت اشیاء نیاز ما پاسخ گویی به درخواست کاربران و دستگاه ها با تاخیر زمانی کم است و البته پهنای باند مصرفی و مورد نیاز دستگاه ها در اینترنت اشیاء نیز بسیار اندک می‌باشد.

تلاش ها برای ایجاد یک استاندارد و چارچوب برای پاسخ گویی به نیاز‌های جدید به خصوص اینترنت اشیاء در قالب نسل پنجم شبکه های‌موبایل در حال انجام است و صنعت و دانشگاه ها در تلاش اند تا بتوانند تا سال 2020 به راه حل جامعی دست یابند تا بتواند به خوبی به نیاز‌های برنامه‌های کاربردی آینده و در صدر آنها اینترنت اشیاء جامه عمل بپوشاند.