هر آنچه باید درباره ۵G بدانید

این مقاله به بحث شبکه اینترنت ۵G و نقش کلیدی آن در پیشرفت‌های فناوری آینده و اطلاعات فنی مرتبط می‌پردازد.

۵G چیست؟

همانطور که می دانید، ۵G نسل پنجم شبکه های تلفن همراه است که یک تحول قابل توجه در شبکه های ۴G LTE امروزی است. ۵G آماده است تا با توسعه عظیم داده ها و ارتباطات در جامعه مدرن امروزی و اتصال اینترنت اشیا با میلیاردها دستگاه متصل و نوآوری های فردا روبرو شود. ۵G در ابتدا با شبکه های ۴G موجود و در نسخه های بعدی کار می کند. با گسترش پوشش به شبکه های کاملا مستقل تبدیل می شود.

مزیت قابل توجه ۵G علاوه بر ارائه اتصالات سریعتر و ظرفیت بیشتر، زمان پاسخگویی سریع است که به آن تاخیر می گویند.
تاخیر زمانی است که دستگاه ها در یک شبکه بی سیم به یکدیگر پاسخ می دهند. شبکه های ۳G زمان واکنش خاص ۱۰۰ میلی ثانیه داشتند، ۴G دارای تاخیر حدود ۳۰ میلی ثانیه بود. و تأخیر ۵G به کمتر از یک میلی ثانیه خواهد رسید. تقریباً فوراً دنیای جدیدی از برنامه های متصل را باز می کند.

۵G چه چیزی را فعال می کند؟

همانطور که میدانید ۵G اتصال فوری به میلیاردها دستگاه، اینترنت اشیا (IoT) و دنیای واقعاً متصل را فراهم می کند. ۵G سرعت، تأخیر کم و اتصال را برای فعال کردن نسل جدیدی از برنامه‌ها، خدمات و فرصت‌های تجاری که قبلاً دیده نشده بود، فراهم می‌کند.

سه کاربرد عمده برای ۵G وجود دارد:

• ارتباط ماشین به ماشین – اینترنت اشیا (IoT) شامل ارتباط میلیاردها دستگاه بدون دخالت انسان در مقیاسی است که قبلاً دیده نشده بود. این می تواند فرآیندها و کاربردهای صنعتی مدرن، از جمله کشاورزی، تولید و ارتباطات تجاری را متحول کند.
• ارتباط بسیار قابل اعتماد با تأخیر کم – یک ماموریت حیاتی که شامل کنترل دستگاه در زمان واقعی، روباتیک صنعتی، ارتباطات خودرو است. و سیستم های ایمنی، رانندگی مستقل، و شبکه های حمل و نقل ایمن تر. ارتباطات کم تأخیر همچنین دنیای کاملا جدیدی را در جایی که امکان مراقبت‌های پزشکی، روش‌ها و درمان‌ها وجود دارد، باز می‌کند.
• افزایش پهنای باند تلفن همراه سرعت قابل توجهی داده و ظرفیت بیشتری را برای متصل نگه داشتن جهان فراهم می کند. برنامه‌های جدید شامل اینترنت ثابت بی‌سیم برای خانه‌ها، پخش جریانی در فضای باز بدون ون‌های پخش جریانی و اتصال بیشتر برای افراد در حال حرکت است.

۵G می‌تواند میلیاردها دستگاه را به شهرهای هوشمند، مدارس، خانه‌ها و وسایل نقلیه هوشمندتر و ایمن‌تر برای جوامع متصل کند. و مراقبت های بهداشتی و آموزشی افزایش یافته و مکانی امن و کارآمد برای زندگی فراهم می کند.

برای کسب‌وکارها و صنایع، ۵G و اینترنت اشیا داده‌های زیادی را فراهم می‌کنند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا مانند گذشته بینش‌هایی کسب کنند.مثلا استیو جابز با استفاده از داده ها، نوآوری در کشاورزی، مزارع هوشمند و تولید، فعالیت می کند و تصمیمات کلیدی می گیرد. هموار کردن راه برای صرفه جویی در قیمت، درک بهتر مشتری و توسعه بلندمدت.

با ۵G، فناوری های جدید و نوظهور مانند واقعیت مجازی و واقعیت افزوده در دسترس همگان خواهد بود. واقعیت مجازی تجربیات مرتبطی را ارائه می دهد که قبلا امکان پذیر نبودند. با ۵G و واقعیت مجازی می توانید به شهر مورد علاقه خود سفر کنید و با حس حضور در زمین مسابقه فوتبال را به صورت زنده تماشا کنید. یا حتی می توانید املاک و مستغلات را بررسی کنید و وارد خانه جدیدی شوید.

۵G ما را به شهرهای هوشمند، خانه ها و مدارس فردا متصل می کند و فرصت هایی را ایجاد می کند که هنوز به آنها فکر نکرده ایم.

۵G از چه زمانی شروع شد و چه کسی ۵G را اختراع کرد؟

خدمات اولیه ۵G در بسیاری از کشورها در سال ۲۰۱۹ آغاز شد و در دسترس بودن گسترده ۵G تا سال ۲۰۲۵ پیش بینی می شود.

هیچ شرکت یا فردی صاحب ۵G نیست، اما چندین شرکت در اکوسیستم تلفن همراه به بقای ۵G کمک می کنند. کوالکام در ابداع بسیاری از فناوری‌های اصلی که صنعت را پیش می‌برد و ۵G را به استاندارد بی‌سیم بعدی تبدیل می‌کند، نقش مهمی داشته است.

ما در قلب پروژه مشارکت نسل سوم (۳GPP) هستیم. یک سازمان صنعتی مشخصات جهانی UMTS 3G (شامل HSPA)، ۴G LTE و فناوری های ۵G را تعریف می کند.

۳GPP بسیاری از اختراعات ضروری را در تمام عناصر طراحی ۵G، از رابط هوا گرفته تا لایه سرویس، راهنمایی می کند. سایر اعضای ۳GPP 5G از تاجران زیرساخت و سازندگان قطعات/دستگاه گرفته تا اپراتورهای شبکه تلفن همراه و ارائه دهندگان خدمات عمودی متفاوت هستند.

اولین برنامه های کاربردی برای ۵G چیست و دستگاه های ۵G چه چیزی را ارائه می دهند؟

دسترسی بی‌سیم ثابت برای خانه‌ها و افزایش خدمات پهنای باند تلفن همراه اولین برنامه‌هایی هستند که از تلفن‌های ۵G، تبلت‌ها، مودم‌های دسترسی بی‌سیم و هات اسپات‌ها استفاده می‌کنند.

مزیت اصلی دستگاه های ۵G سرعت قابل توجه در دسترسی به داده ها، بارگذاری و پخش محتوا خواهد بود. علاوه بر این، دستگاه های ۵G قدرت محاسباتی بیشتر و تأخیر کمتری خواهند داشت، به این معنی که دستگاه ها اتصالات شبکه آنی خواهند داشت. و اتصال بیشتر در حال حرکت به دلیل استفاده از دستورات پرتو آنتن پیشرفته.

چه دستگاه هایی برای ۵G موجود است؟ ۵G چگونه کار می کند؟

تلفن های همراه، تبلت ها و هات اسپات های مجهز به اتصال ۳G، ۴G و ۵G در سال ۲۰۱۹ راه اندازی شدند. برنامه های کاربردی با تأخیر کم و دستگاه به دستگاه با استفاده از ۵G در سال های آینده توسعه خواهند یافت. اکثر اپراتورها ابتدا شبکه های ۵G را با شبکه های ۴G ادغام می کنند تا یک اتصال پیوسته ایجاد کنند.

یک شبکه تلفن همراه دارای دو عنصر اصلی است، “شبکه دسترسی رادیویی” و “شبکه هسته ای”.
شبکه دسترسی رادیویی

شامل ویژگی‌های مختلفی از جمله سلول‌های کوچک، برج‌ها، دکل‌ها و روش‌های اختصاصی داخلی و خانگی است که کاربران تلفن همراه و ابزارهای بی‌سیم را به شبکه هسته‌ای اصلی متصل می‌کند.

فرکانس های کوچک یکی از ویژگی‌های کلیدی شبکه‌های ۵G خواهند بود، به‌ویژه در فرکانس‌های موج میلی‌متری جدید (mmWave)، که در آن محدوده اتصال مختصر است. فرکانس های کوچک بسته به نیازهای کاربران برای ارتباط مستمر در خوشه‌ها توزیع می‌شوند و شبکه کلان را تکمیل می‌کنند که پوشش گسترده‌ای را فراهم می‌کند.

سلول‌های ماکرو ۵G از آنتن‌های MIMO (ورودی‌های متعدد، خروجی‌های متعدد) با عناصر متعدد استفاده می‌کنند. و اتصالات برای ارسال و دریافت اطلاعات بیشتر به طور همزمان. مزیت برای کاربران این است که افراد بیشتری می توانند به طور همزمان به شبکه متصل شوند و توان عملیاتی بالایی را حفظ کنند. در مواردی که آنتن های MIMO از عناصر آنتن زیادی استفاده می کنند. آنها اغلب به عنوان “MIMO های ماکرو” شناخته می شوند. با این حال، اندازه فیزیکی آنها مشابه آنتن های ایستگاه پایه ۳G و ۴G است.

شبکه هسته ای

یک شبکه تبادل داده تلفن همراه، تمام ارتباطات تلفن همراه، داده و اینترنت را مدیریت می کند. برای شبکه ۵G، “شبکه هسته” برای ادغام بهتر با اینترنت و خدمات مبتنی بر ابر دوباره طراحی شده است. همچنین شامل سرورهای توزیع شده در سراسر شبکه است که زمان پاسخگویی را بهبود می بخشد (کاهش تاخیر).

بسیاری از ویژگی‌های پیشرفته ۵G، از جمله مجازی‌سازی عملکرد شبکه و برش شبکه برای برنامه‌ها و خدمات مختلف، مدیریت هسته‌ای هستند. تصویر زیر نمونه‌هایی از سرورهای ابری محلی را نشان می‌دهد که محتوای سریع‌تر را برای کاربران (پخش ویدیو) و برنامه‌های تأخیر کم برای سیستم‌های پیشگیری از تصادف خودرو نشان می‌دهند.

مجازی سازی عملکرد شبکه (NVF)

توانایی ایجاد عملکرد شبکه در زمان واقعی در هر نقطه از پلت فرم ابر اپراتور است. توابع شبکه‌ای که روی سخت‌افزار اختصاصی اجرا می‌شوند، مانند فایروال‌ها و رمزگذاری در محل، امروزه می‌توانند روی نرم‌افزار روی یک دستگاه مجازی اجرا شوند. NVF برای فعال کردن سرعت و چابکی برای پشتیبانی از برنامه های تجاری جدید بسیار مهم است و یک فناوری مهم برای هسته های آماده ۵G است.

زیرساخت ۵G چیست؟

۵G مبتنی بر OFDM (مالتی پلکسی تقسیم فرکانس متعامد) سیگنال دیجیتال را در چندین کانال تعدیل می کند تا تداخل را کاهش دهد. همچنین، ۵G از رابط هوایی ۵G NR در کنار اصول OFDM استفاده می کند. ۵G همچنین از فناوری‌های پهنای باند گسترده‌تر زیر ۶ گیگاهرتز و میلی‌متر ویو استفاده می‌کند.

کار با ۵G بو ۴G

هنگامی که یک اتصال ۵G برقرار شد، دستگاه (یا دستگاه) کاربر برای ارائه سیگنال کنترلی به شبکه ۴G متصل می شود و به شبکه ۵G کمک می کند تا با افزودن ظرفیت ۴G موجود، اتصال سریع داده را فراهم کند.

در جایی که پوشش ۵G محدود است، داده ها از طریق شبکه ۴G منتقل می شود و اتصال مداوم را فراهم می کند. اساساً شبکه ۵G مکمل شبکه ۴G موجود با این طراحی است.
۵G باید در کارخانه ها استفاده شود، دوربین های HD که به افزایش امنیت و کنترل ترافیک، کنترل شبکه هوشمند و خرده فروشی هوشمند کمک می کند.

اتصال بهتر – همیشه متصل است.

اتصال مداوم ۵Goffer، ظرفیت بیشتر، سرعت بیشتر و زمان پاسخ کوتاه‌تر چگونه است؟

شبکه‌های ۵G برای کار با شبکه‌های ۴G با استفاده از طیف وسیعی از ماکروسل‌ها، سلول‌های کوچک و سیستم‌های داخلی اختصاصی طراحی شده‌اند. سلول های کوچک یا ماکرسل ها ایستگاه های کوچکی هستند که برای پوشش محلی طراحی شده اند که معمولاً از ۱۰ متر تا چند صد متر برای یک شبکه ماکرو بزرگتر پر می شوند. سلول‌های کوچک برای شبکه‌های ۵G ضروری هستند زیرا فرکانس‌های mmWave محدوده اتصال مختصری دارند.