شبکه ۵G چه تفاوتی با ۴G دارد؟

اگر از اینترنت تلفن همراه استفاده می‌کنید، احتمالاً بارها با این سؤال روبه‌رو شده اید که اینترنت  5G دقیقاً چه کاری را بهتر از 4G  انجام می‌دهد؟ آیا فقط سرعت دانلود آن بیشتر است یا فناوری جدیدتری در این سیستم به کار رفته و چرا گفته می شود سیستم شبکه 5G  اساساً شیوه ارتباط تلفن‌ها، خودروها، تجهیزات صنعتی و حتی شهرها را تغییر می‌دهد؟

به گزارش سیناپرس، طی چند سال اخیر بحث استفاده از شبکه 5G  حاشیه های زیادی در پی داشته و بسیاری از کاربران می پرسند آیا شبکه 5G فقط نسخه‌ای سریع‌تر از4G   است، یا قرار است شیوه ارتباط ما با اینترنت و حتی ارتباط میان انسان‌ها، خودروها، ماشین‌ها و تجهیزات هوشمند را تغییر دهد؟ تفاوت این دو نسل فقط در سرعت دانلود نیست زیرا شبکه 5G برای دنیایی طراحی شده است که در آن میلیاردها دستگاه باید هم‌زمان، سریع و با کمترین تأخیر با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

از منظر کارشناسان مخابراتی، شبکه 5G  صرفاً نسخه سریع‌تر 4G   نیست بلکه  سرعت بیشتر یکی از ویژگی‌های آن است، اما هدف اصلی نسل پنجم ارتباطات سیار، ایجاد شبکه‌ای با ظرفیت بسیار بالاتر، تأخیر کمتر، امکان اتصال تعداد بسیار بیشتری از تجهیزات و قابلیت پشتیبانی از کاربردهایی است که 4G  برای آنها طراحی نشده بود و به همین دلیل اتحادیه بین‌المللی مخابرات (ITU)، نسل پنجم را در چارچوب استانداردهای IMT-۲۰۲۰ تعریف کرده است.

در شبکه 4G  ، بخش عمده کاربردها حول ارتباط انسان با اینترنت شکل گرفته است و مواردی مثل  مرور وب، شبکه‌های اجتماعی، تماس تصویری، پخش ویدئو و دانلود فایل مد نظر قرارگرفته است.  شبکه 5G   ام این مدل را گسترش داده و شبکه را برای ارتباط هم‌زمان انسان‌ها، خودروها، حسگرها، ماشین‌آلات و سامانه‌های هوشمند طراحی می‌کند.

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌ها در بین این دو شبکه، سرعت انتقال داده است. در مشخصات فنی IMT-۲۰۲۰، برای شبکه 5G   نرخ داده اوج بسیار بالاتری نسبت به نسل قبل در نظر گرفته شده است. اما این اعداد، ظرفیت نظری استاندارد هستند و نباید آنها را با سرعتی که هر کاربر در زندگی روزمره دریافت می‌کند یکی دانست زیرا سرعت واقعی به فرکانس مورد استفاده، فاصله از دکل، تراکم کاربران، ظرفیت شبکه اپراتور و کیفیت سیگنال بستگی دارد.

تفاوت مهم‌تر دیگر بین این دو شبکه، تأخیر یا Latency است. در تعریف فنی، تأخیر، مدت زمانی است که طول می‌کشد داده از دستگاه به شبکه و پاسخ آن برگردد. در اینترنت معمولی، چند ده میلی‌ثانیه تأخیر ممکن است کاملاً قابل قبول باشد؛ اما در کاربردهایی مانند کنترل صنعتی، واقعیت مجازی، خودروهای متصل یا برخی کاربردهای پزشکی، کاهش تأخیر اهمیت بسیار بیشتری پیدا می‌کند. استانداردها شبکه 5G    با هدف کاهش قابل توجه این تأخیر طراحی شده‌اند.

یکی از  دیگر مزیت‌های مهم شبکه 5G    ظرفیت بالاتر شبکه است. تصور کنید در یک ورزشگاه، کنسرت یا مرکز خرید هزاران نفر هم‌زمان از تلفن همراه خود استفاده می‌کنند. در این شرایط حتی اگر هر فرد سرعت فوق‌العاده‌ای نیاز نداشته باشد، مجموع ترافیک می‌تواند شبکه را تحت فشار قرار دهد.

به همین دلیل شبکه 5G    برای مدیریت تعداد بسیار بیشتری از دستگاه‌ها و حجم بالاتری از داده طراحی شده و امکان پشتیبانی از تراکم بسیار بالای تجهیزات متصل را در نظر گرفته است. برای درک بهتر این موضوع می توان به این مساله اشاره کرد که یکی از اهداف استاندارد IMT-۲۰۲۰،  پشتیبانی از حدود یک میلیون دستگاه در هر کیلومتر مربع در سناریوهای مشخص است.

گفتنی است این ویژگی فقط برای تلفن همراه نیست و کلیه تجهیزات مرتبط با اینترنت مانند حسگرهای مختلف، کنتورهای هوشمند، دوربین‌ها، تجهیزات کارخانه‌ها، خودروها و وسایل خانگی می‌توانند بخشی از یک شبکه گسترده اینترنت اشیا باشند.

به همین دلیل، شبکه 5G    را بیش از آنکه اینترنت سریع‌تر تلفن همراه تصور کنیم، باید زیرساخت ارتباطی برای تعداد بسیار زیادی از دستگاه‌های متصل بدانیم.

مساله قابل توجه دیگر این است که در نسل پنجم موسوم به شبکه 5G  ، قابلیت‌هایی مانند Network Slicing یا برش‌بندی شبکه اهمیت پیدا می‌کنند. در این روش می‌توان یک زیرساخت فیزیکی مشترک را به بخش‌های مجازی مختلف تقسیم کرد و برای هر بخش ویژگی‌های متفاوتی در نظر گرفت.

برای مثال، یک بخش شبکه می‌تواند برای کاربران عادی و ویدئو طراحی شود، بخش دیگری برای تجهیزات صنعتی با تأخیر بسیار کم و بخش دیگری برای تعداد زیادی حسگر که حجم کمی از داده را منتقل می‌کنند تخصیص داده شود. این قابلیت یکی از ویژگی‌های معماری نسل پنجم است که در استانداردها و نقشه راه شبکه‌های IMT-۲۰۲۰ مورد توجه قرار گرفته است.

ذکر این نکته نیز ضروری است که شبکه5G  می‌تواند به شکل Non-Standalone  یا NSA روی بخشی از زیرساخت 4G مستقر شود. در این حالت، شبکه 5G   و 4G با یکدیگر کار می‌کنند و اپراتور می‌تواند بدون ساخت کامل یک شبکه جدید، خدمات 5G  را سریع‌تر ارائه کند.

در مقابل، 5G Standalone یا SA دارای هسته شبکه 5G   و معماری کامل نسل پنجم است و می‌تواند قابلیت‌هایی مانند تأخیر بسیار پایین‌تر، Network Slicing  و برخی خدمات پیشرفته‌تر را بهتر پیاده کند.  

بنابراین، صرف مشاهده علامت 5G  روی تلفن همراه به این معنا نیست که کاربر در همه شرایط از تمام قابلیت‌های فنی نسل پنجم استفاده می‌کند.

در نهایت می توان نتیجه گرفت که شبکه های مبتنی بر 4G عمدتاً اینترنت پرسرعت را برای انسان‌ها به یک خدمت عمومی تبدیل کرد؛ اما شبکه5G   تلاش می‌کند همین شبکه را به زیرساخت ارتباطی دنیای متصل تبدیل کند. به همین دلیل در ساختار شبکه5G  چهار ویژگی بیش از همه اهمیت دارند: سرعت بالاتر، ظرفیت بیشتر، تأخیر کمتر و امکان اتصال تعداد بسیار بیشتری از تجهیزات.

گزارش: نیروانا محمدحسینی