مقاله کامل و جامع زیر درباره نسل پنجم تلفن همراه و قابلیتهای منحصربه فرد این فناوری و آیندهای آن است که توسط شرکت کویکتل تدوین و در وب سایت www.iot-now.com منتشر گردیده است.
این مقاله خیلی زود به پربازدیدترین مقاله در سایت فوق تبدیل گشت و توانست نظر مثبت انبوهی از کارشناسان را به خود جذب نماید. مقاله ای که با ادبیات خاص خود شگفتی 5G را برای ما به زیبایی تشریح میکند.
سیسوگ نیز سعی کرده بدون کمترین دخل و تصرف آن را ترجمه و منتشر نماید. این مقاله را به زبان اصلی از اینجا میتوانید دانلود و مشاهده نمایید.
مقدمه
دسترسی به بیکرانههای IoT از طریق 5G
جمله مشهوری از رنه دکارت (René Descartes) فیلسوف معروف فرانسوی نقل شده است که” Je pense, donc je suis”
به این معنی که “من فکر میکنم پس هستم”. امروزه که همه چیز به هم متصل است، آنلاین نبودن غیر طبیعی به نظر میاید. پس ” من آنلاین هستم، پس هستم” یا ” آفلاین بودن برابر عدم موجودیت است!” میتواند معنایی مشابه جمله بالا در دنیای امروزی داشته باشد.
صدای گامهای 5G به وضوح به گوش میرسد که نوید امکانات بسیاری از جمله سرعت و بازدهی بالاتر و همچنین تأخیر زمانی کمتر را ارایه میکند.
5G به طور ویژه درصدد است که تنگناها و مشکلات نسلهای قبلی موبایل را در رابطه با M2M/IoT حل نموده و رابطهای رادیویی شبکه موبایل را در این راستا توسعه و بهبود دهد. در ادامه خواهیم دید که 5G آن چیزی که ما امروزه به عنوان IoT میشناسیم را به طور بنیادی تغییر خواهد داد و باعث خواهد شد که فرصتهای بیشمار جدیدی که تکنولوژی بیسیم فعلی قادر به ارایه آن نمیباشد را در دسترس توسعه دهندگان فناوری قرار دهد.
1- شروع داستان
از اوایل دهه 90 میلادی, صنعت مخابرات در هر دهه شاهد نسل جدیدی از دستگاههای سیار مخابراتی بوده است. 3G، 2G و سپس 4G در فاصله زمانی 10 ساله راه اندازی شدند. امید است که 5G موارد زیر را ارائه کند:
- 10 تا 100 برابر سریعتر از LTE
- همزیستی و توانایی پشتیبانی از LTE بصورت همزمان
- تاخیر بسیار کم (در حد یک میلی ثانیه)
- پوشش همه جانبه
- پوشش وسیع داخلی و خارجی
- پشتیبانی از اجسام با حداکثر سرعت 500 کیلومتر بر ساعت (قطارهای سریع السیر)
- پشتیبانی از تعداد بیشماری از دستگاههای در حال کار در مساحت یک کیلومتر مربع
محرکهای کلیدی 5G :
- بهرهگیری فراگیر از پهنای باند بالا
- افزایش بازدهی HW (سختافزارها) با هزینه پایین
- افزایش دسترسی به SW (نرمافزارهای) متن باز
- انبوه پایانههای قوی و هوشمند
- فضای ابری, هوش مصنوعی و پیشرفت بلاکچین
میبایستی توجه داشت که فناوری پهنای باریک (Cat-NB and Cat-M) که بخشی از 5G بوده به عنوان ستونهای اصلی زیرساخت ارتباطات شبکه اینترنت اشیاء باند باریک (Narrow Band IoT) تبدیل خواهد شد.
در ساختارهای رادیویی جدید نسل پنجم میتوان از بکارگیری تکنیکهای بسیار پیشرفته در فریمها و شکل موج, فناوری انبوه آنتنها (Massive MIMO) و بهرهگیری از کدینگها و مدولاسیون پیشرفته نام برد.
موارد فوق از ویژگیهای برجسته نسل پنجم هستند. با این وجود جهش بزرگ در توسعه پهنای باند حامل نهفته است، که بطرز چشمگیری از بیست مگاهرتز در LTE به چهارصد و در فرکانسهای بالا، به ۸۰۰ مگاهرتر افزایش یافته است.
زمانی که چنین پهنای باندی با فناوری ادغام باندهای فرکانسی (Carrier Aggregation) همراه شود, طیف دو گیگاهرتز و حتی بیشتر در هر اتصال قابل دستیابی است که دسترسی به سرعتهای بالای ده گیگابیت بر ثانیه را میسر میسازد.
2- راز اعداد فرد در صنعت موبایل
احتمالا افراد کمی نسل اول موبایل را به خاطر میآورند و همانطور که مردم دوست ندارند درباره شکست صحبت کنند، حتی دربارهی وجود آن نیز شک دارند.
2G را میتوان به عنوان انقلابیترین تکنولوژی بیسیم در تمام تاریخ بشریت به شمار آورد. نسل دوم زمانی که صنعت از نفوذ آهسته شبکه دیجیتال ثابت (ISND) خسته شده بود، از راه رسید. آن دسته از شرکتهایی که پارادایم تغییرفناوری را از باسیم به بیسیم درک نمودند، توانستند صنعت را راهبری کنند و به ستارههای آن تبدیل شوند. Nokia و Qualcomm در مدت چند سال رشد کردند و باعث شدند شرکت هایی نظیر Alcatel و Siemens , Telcom ناپدید شوند.
3G همانند مادربزرگ خود، 1G، نتوانست به عنوان یک موفقیت در زمینه تکنولوژی شناخته شود. در زمان نگارش این مقاله, تعداد زیادی از اپراتورهای شبکه موبایل در حال برنامهریزی برای پایان دادن به کار نسل سوم حتی قبل از اتمام نسل دوم هستند.
در این رابطه دلایل متعددی وجود دارد که به دلیل کوتاه شدن این مقاله، آنرا به موعد دیگری موکول میکنیم. به هر حال به نظر میآید که صنعت موبایل اعداد فرد را دوست ندارد. ?
نسل جدید که به نام LTE-long term evaluation نامگذاری شد (که به معنای توسعه تدریجی میباشد)، با ایده و هدف تکامل تدریجی معرفی شد و این معنی را میرساند که تکنولوژی و مهمتر از آن بازار به بالغ شدن در طول زمان نیاز دارد.
LTE زمانی عرضه شد که مردم نسبت به صنعت موبایل بر پایه 3GPP بدبین شده بودند و WiMAX با سرعت اینترنت حداقل ده برابر سریعتر از 3G ستارهی صنعت محسوب میشد. با این اوصاف LTE به موفقترین فناوری بیسیم تبدیل شد و جهان را به جامعهی متصل و مبتنی به شبکه های اجتماعی رهنمون کرد.
با نامگذاری رسمی نسل جدید به 5G به نظر میآید صنعت ارتباطات مجددا با اعداد آشتی کرده است. ولی هنوز ریسک یک عدد فرد وجود دارد چون اگر اندکی خرافاتی باشیم 5G نیز به سرنوشت 1G و 3G دچار شده و ممکن است ناموفق باشد، که البته در این مقاله سعی شده دلایلی برای نفی این بدبینی ارایه شود.
واضح است که مصرف پهنای باند اینترنت یک رشد نمایی دارد، از این رو این ویژگی قطعا با استقبال مشترکین روبرو میشود. پیش بینی میشود که تا سال 2025 تعداد مشترکان نسل پنجم به 1.5میلیارد نفر برسد (رجوع به نمودار زیر)
بر طبق اطلاعات موسسه GSMA بیش از 159 اپراتور تلفن همراه , نسل پنجم را در 110 بازار تا سال 2025 گسترش خواهند داد.
3-دغدغه نسل پنجم “اشیاء” است
یک دلیل دیگر هم وجود دارد که نحسی اعداد فرد دامنگیر 5G نشود. آیا فکر میکنید تاخیر در حد یک میلی ثانیه میتواند تنها برای تجربه کاربری بهتر مشترکین تلفن همراه استفاده گردد؟
پاسخ واضح است, اما پرسش همچنان باقی میماند.
بیشترین استفاده از نسل پنجم جهت دسترسی بیسیم ثابت (FWA)، پهنای باند تلفن همراه، خدمات و دوریین های مدار بسته و… هستند. همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، پیشبینی میشود تا سال 2025 اندازه بازار IoT مبتنی بر فناوری نسل پنجم به عدد 62 میلیون برسد.
4- کاربردها و موارد استفاده
4.1- دسترسی بیسیم ثابت
یکی از موارد پر استفاده از نسل پنجم فراهم کردن نرخ بیت بر ثانیه بالاتری برای مشترکان ثابت است. تکنولوژی موبایل (سیار) از زمانی که 2G و LTE تلفن ثابت و به ترتیب ADSL/VDSL را شکست دادهاند به عنوان دشمن اصلی شبکه ثابت (Fixed Network) مطرح شدهاند. حال زمان آن است که نسل پنجم موبایل شبکه فیبر نوری خانگی Fiber to the Home) FTTH) را حتی پیش از آن که توسط صنعت متولد شود، از بین ببرد.
4.2- لپتاپهای و تبلت های صنعتی
طرفداران “لپ تاپهای همیشه متصل” در حال افزایش است و به محصولی محبوب تبدیل گشته که این روند توسط توسعه نسل پنجم شتابان خواهد شد.
دور کاری این اجازه را به کارمندان میدهد که تمامی کارهای دفتر را از راه دور هدایت کنند و این رویه جز عادت کاری و به نُرم مورد قبول جامعه تبدیل میشود و دفاتر بیش از پیش به خانهها منتقل میشوند.
- کنفرانسهای ویدئویی با کیفیت 4K ،
- اشتراک گذاری آنی مدارک،
- ERP مبتنی بر فضای ابری,
- دستیارهای مترجم بلادرنگ،
- بهرهگیری وسیع از رباتیک و غیره
از ویژگیهای این دفاتر از راه دور هستند. این روند زندگی را لذت بخشتر میکند و هزینه حمل ونقل، راهبندانها، مصرف سوخت و نیاز به فضای کاری بزرگتر را کاهش میدهد.
4.3- واقعیت افزوده و مجازی (AR/VR)
در گذشته AR/VR به طور عمده بخش سرگرمی بازار را هدف قرار میداد، در نتیجه با ظهور 5G کاربران تلفن همراه خواهند توانست از نسل بعدی سرگرمیهای همه جانبه لذت ببرند. با این حال AR/VR بدون شک در حال تبدیل شدن به عضو اقتصاد دیجیتال است؛ برای مثال در نحوهی طراحی محصولات جدید توسط مهندسان تغییرات بنیادی به وقوع میپیوندد.
4.4- پهپادها (Drones)
عصر حمل و نقل عمومی سه بعدی از دههی آینده بصورت گسترده آغاز خواهد شد. تاریخ بشر با حمل و نقل یک بعدی آغاز شد، زمانی که انسان روی پاهای خود ایستاد و شروع به راه رفتن کرد. دورهی حمل و نقل دو بعدی با اهلی کردن اسب شروع شد و با اختراع قطار و خودرو ادامه پیدا کرد. هواپیماها, هلی کوپترها و حتی زیر دریاییها را نمیتوان به عنوان حمل و نقل 3 بعدی در نظر گرفت؛ شاید بهتر باشد آنان را در گروه 2.5 بعدی دسته بندی کرد.
پهپادها ماشینهایی هستند که میتوانند آزادانه در سه بعد حرکت کنند. با این حال برای اینکه به طور گسترده در دسترس باشند، باید به چالشهایی فنی، قانونی مرتبط و مقرون به صرفه بودن فائق آیند.
پهپادها میبایستی بسیار هوشمند بوده و همیشه به مرکز کنترل و هدایت متصل باشند تا از برخورد اجتناب کنند و به مناطق محدود شده وارد نشوند. از این رو آنها باید به سیستم خودکار پرواز بسیار پیشرفتهای که از نظر اقتصادی و تجاری مقرون به صرفه است ، مجهز باشند که این مٌهم از طریق اتصال دائم به فضای ابری میسر میگردد.
5.4 خودروهای بدون راننده و فناوری C-V2X -Cellular Vehicle-to-Everything
C-V2X مثال بارز برای کاربرد نسل پنجم است. خودروهای همیشه متصل و وسایل نقلیه خودران نیاز به سرعت بالای ارتباطی و تاخیر بسیار کم دارند. رابط رادیویی جدید میتواند سطح بالاتری از پیش بینی پذیری را فراهم کند. فناوری C-V2X پلت فرم قوی را ارائه میکند تا آگاهی از وضعیت (Situation Awareness) را میسر نماید.
C-V2X در مقایسه با استاندارد قدیمیتر DSRC /IEEE 802.11p راهکار پیشرفتهتری را توصیه مینماید.
در DSRC نیاز به ایجاد زیرساختهای ارتباطی در طول مسیر است که با توجه به حجم عظیم سرمایهگذاری مورد نیاز به آسانی قابل نصب و بهره برداری نیست و حتی بعد از گذشت 15 سال از معرفی آن هنوز به جریان اصلی صنعت ITS تبدیل نشده است.
کاملا واضح است که در ارتباط با پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه رانندگی خودران و تجاری سازی آن در سطح 1 و 2 ، تولیدکنندگان خودرو آماده شدهاند تا بکارگیری C-V2X را تسریع نمایند. هیچگاه رقابت برای ساختن بهترین خودروی بدون راننده از این داغتر نبوده و که با فعال شدن شبکه نسل پنجم شتابی دو چندانی میگیرد. پیش بینی جالب دیگری برای سال 2030 این است که اگر خودروهای متصل و خودران اجازه شرکت در مسابقات فرمول 1 را بدست آورند، میتوانند مسابقه را در حضور قهرمانان این رشته به نفع خود پایان دهند.
احتیاجی به گفتن نیست که نسل پنجم امکانات بیشتری مانند سرگرمیهای داخل خودرو را برای خودروهای متصل فراهم میکند تا سفر را بیش از پیش لذت بخشتر نماید.
6.4 همگرایی 5G، هوش مصنوعی ، بلاکچین و فضای ابری
گزارش جدید GSMA نشان میدهد که به چه میزان نسل پنجم، هوش مصنوعی و IoT آمریکاییها را دگرگون میکند. فناوری پردازش در لبه و در تجهیز انتهایی در IoT تا حدی با معرفی Edge Device ها که محاسبه، اتصال و حافظه را در یک دستگاه واحد جمع کردند, دچار تغییر شده است که خود طیف گستردهای از موارد استفاده از IoT را ارائه کند، که ما تعدادی از آنها را در این مقاله لیست کردهایم.
همزمان با اینکه 5G یک بستر انتقال بسیار کارآمد را ارائه میکند, دستگاهها میتوانند محاسبات ابری و قدرت در پردازش از آن را هر زمان که نیاز باشد، به کار گیرند. هوش مصنوعی هنوز نیاز به قدرت پردازش بالا در تجهیز دارد و هزینه محاسبات آن هنوز هم برای استفاده در دستگاههای کوچک بالاست؛ به هر حال تغییرات بالا هوش مصنوعی را برای رنج بیشتری از موارد بر پایه هوش مصنوعی در نودهای IoT مقرون به صرفه میکند.
در عین حال بلاکچین یک پلتفرم منحصر به فرد را برای امن کردن 5G از درون ارائه میکند که باز هم به یک مسیر ارتباطی همتا به همتا (Peer to Peer)، فراگیر، همه جانبه و همچنین بسیار سریع (همانند 5G ) نیاز دارد.
نسل بعدی IoT ، که اینجا به نام IoT-2 خوانده میشود، با استفاده از هوش مصنوعی و فضای ابری خارجی جهت پردازش مجهز شده از بلاکچین برای امنیت دادهها بهره میگیرد.
Quectel پیشتاز در 5G
در Quectel ما با یک استراتژی کاملا مشخص هم در فرکانسهای زیر شش گیگاهرتز، هم در mmWave و هم به عنوان پیشگام در ارائه ماژولهای 5G مطرح هستیم.
ما بدون توقف و با همکاری شرکای تجاریمان و با سرعتی که Quectel را به یک بازیگر اصلی زیستبوم IoT مبتنی بر 5G تبدیل کند، حرکت میکنیم.
Quectel از یک دنبالکننده به یک رقیب تبدیل و هم اکنون به تدریج ثابت شده است که رهبر بلامنازع بازار ماژولها است.
قدرت نفوذ Quectel در بازار سودآور 5G مبتنی بر تجارب ارزنده در ارتباط با ماژولهای گیگابیتِ LTE-A و گستردگی طیف محصولات ماژولها از NB-IoT تا 5G میباشد، که باعث میگردد بیانیهی ماموریت کوئیکتل مخاطبان را تحت تاثیر قرار دهد:
“متصل کردن چیزهای غیر متصل و ساختن دنیایی با سطح بالای اتصال!” به طوری که ما میتوانیم عملا هر چیز قابل متصل شدنی در زمین را متصل کنیم.
نتیجه گیری
شکی نیست که 5G تاثیر ژرفی بر پیشرفت تمدن بشری خواهد گذاشت.
مشترکین موبایل 5G از مزایای گوناگون این فناوری بهرمند خواهند شد که بطور خلاصه میتوان بدان “تجربه رابط کاربری” بهتر نام نهاد. اما تاثیر اصلی بر جهان مربوط به ماشینها و اشیاء هستند که تبدیل به موجودیتهایی بسیار هوشمند و متصل خواهند شد. پی و بنیاد این تغییر شگرف 5G خواهد بود.
بیشتر شرکتهای بزرگ اینترنتی در زمان عرضه نسل سوم موبایل یا وجود نداشتند یا در مراحل ابتدایی تشکیل بودند. بطور مشابه LTE موج جدیدی از استارت آپها را به وجود آورد که بعضی در کمتر از یک دهه تا ارزش بازار چند میلیاردی بزرگ شدند. در دهه بعد ما شاهد ظهور شرکتهای جدیدی خواهیم بود که زمان و امکانات مالی خود را برای فناوریها و کسب و کارهایی سرمایهگذاری میکنند که 5G زیر ساخت ارتباطی آنرا شکل خواهد داد. تنها هوشمندی و مهمتر از آن چابکی با قابلیت تطابق با تغییرات است که منجر به نجات شرکتها شده و آنان را راهبران فناوری خواهد نمود.
یک دهه بعد بر اساس پیش بینی نویسنده, ما در مورد نسل ششم صحبت میکنیم که ظاهرا میتواند تا سال 2030 تجاری سازی شده باشد. به صورت بالقوه 6G نوید سرعت یک ترابیتی با تاخیر چند ده میکرو ثانیه ای را بدهد.
آینده هیچگاه آنقدر هیجان انگیز و الهام بخش نبوده است, پس از آن لذت ببریم.
نویسنده مقاله مرجع: فرامرز اویسی
سلام . امواج با چه توانی میخان پهنای باند 10 گیگابیت برثانیه رو داشته باشن ???
فک کنم فرکانس 800 مگاهرتز اینقد طول موجش پایینه که سلول های بدن رو به تشدید میاندازه .
امیدوارم خوب باشه و تست های پزشکیش هم با جدیت انجام بشه
ولی من فک میکنم اول انسان رو مریض میکنه بعدش مزیت هایی که گفتین رو برامون میاره که دیگه فایده نداره
سلام دوست عزیز
![فایو جی](https://sisoog.com/wp-content/uploads/2020/08/107885890_5ggraphic-nc.png)
ر
همیشه برای برخی از تکنولوژی ها این صحبت ها بوده
فکر میکنم برای فایوجی هم خیلی از این مسائل مطرح بوده و شایدم هست
لینک حذف شده
توی این مطلب هم مختصری جوابها داده شده و الان خیلی از کشورها به پوشش گسترده 5جی محهز شدند و به نظر هنوز مشکلات سلامتی گزارش نشده است
و امیدواریم این مشکل در اینده هم اثبات نشه 🙂
سلام
ممنون بابت مقاله خوبتون.
از معدود سایت های فارسی زبان هستید که واقعا تولید محتوا دارید و حتی ترجمه هاتون هم در سطح خوبی هستن.
درخواست داشتم که اگه براتون میسره یه سری مقاله راجع به معرفی گرایش های م.برق از دیدگاه خودتون برید و ما رو از کلی گو های منابع دیگه خلاص کنین و ته هر گرایشو در بیارین( البته اگه همچین موضوعی تو جهت سایتتون باشه)
سلام ممنون از لطف شما
انشاله حتی این موضوع را هم بررسی خواهیم کرد
خسته نباشید
تشکر بابت مقاله ی زیباتون
سلام
ممنون از همراهی شما دوست عزیز
ممنون از زحمتی که برای ترجمه و ارائه این مقاله کشیدید
بنظر من یک مقدار اغراق آمیزه این مطلب
همون طور که قبلا برای LTE هم تبلیغ های بسیاری شد ولی در عمل درحد 20 الی 40 مگا بیت بیشتر جواب نمیداد
قرار بود یک وسیله در حال حرکت تا سرعت 120 کیلومتر بر ساعت بتونه 200 مگا بیت بر ثانیه پهنای باند داشته باشه
ولی در عمل خبری از این ایده آل ها نبود البته منکر سرویس دهی بد اپراتورها ی داخل کشور هم نیستم
ولی با یک نگاه ساده به گوشی های مدرن بسادگی میشه فهمید که پهنای باند نامی بهترین گوشیها از نصف سرعت ایده آل استاندارد شده توسط IEEE کمتر هستش
ولی اگر بصورت واقعی حتی اگر یک بیستم این پهنای باند قید شده در این مقاله را بشه تو ایران ارائه داد یک تغییر بسیار مثبت در ارتباطات بی سیم درون کشور رخ میده
در پایان از سایت سیسوگ و نویسندگان محترمش کمال تشکر رو دارم
موفق باشین
ممنون از نظرتون
۱) همانگونه که قطعا میدانید سرعت اینترنت به پارامترهای متعددی بستگی دارد. اگر مثال سادهای بزنیم و آنرا با لوله آب مقایسه کنیم هر چه قطر لوله بیشتر باشد لزوما دبی آب بیشتر نیست. نسل پنجم لولهای با قطر بیشتر (ده الی یکصد برابر نسبت به نسل چهارم) ارایه میکند. سرعت متوسط اینترنت به ازای هر مشترک به نحوهی توزیع مشترکین در محل، مقدار فرکانس تخصیص داده شده برای هر اپراتور، نحوهی طراحی شبکه رادیویی، پهنای باند اینترنتی شبکه پشتیبان، پهنای باند شبکه زیرساخت و … بستگی دارد. یکی از اشتباهی که ممکن است رخ دهد این است که ظرفیت تمام عوامل با توجه به نیازمندیهای شبکه 5G گسترش نیابد.
۲) مقاله مورد نظر بیشتر حول این متمرکز است که بگوییم داستان 5G در رابطه با اشیاء است چون نسل جدید برای مشترکین معجزه نمیکند هر چند تجربه استفاده از اینترنت را قطعا برای ایشان خوشایندتر مینماید ولی تحول اصلی در زمینه اتصال میلیاردها شی است که شامل طیف گسترده از محصولات خواهند بود که گسترهی آن از پهنای باند بسیار کم (اینترنت باند باریک یا NB-IoT) آغاز شده و کاربردهایی مانند واقعیت مجازی و کنترل از راه دور ابزار بسیار دقیق و حساس (مانند لوازم جراحی) از راه دور را پوشش میدهد. شرکتیهایی این تغییرات را درک کنند و محصولات و خدمات متناسب با آن را تولید کنند؛ برندگان واقعی در دههی آینده خواهند بود”