دیوانگی در شبکه‌ برای زندگی راحت‌تر

این مطلب یکی از مقالات چاپ شده در پرونده ویژه «نسل پنجم شبکه‌های موبایل» است. برای دانلود کل پرونده ویژه اینجا کلیک کنید. 

معمولاً هر ده سال یک بار فناوری‌های موبایل تغییر می‌کنند و به‌روز می‌شوند، حتی اگر 4G/LTE را خیلی دوست داشته باشیم و احساس کمبودی نکنیم و اپراتورها نخواهند از آن دل بکنند و به فکر بازگشت سرمایه باشند، سرانجام باید برای نسل بعدی استانداردی تعریف و چشم‌اندازی ترسیم و آزمایش‌ها و ارزیابی‌هایی انجام شود. به نظر می‌رسد این «نسل بعدی» با نسل‌های قبلی متفاوت‌تر است یا باید متفاوت‌تر باشد. شبکه‌های موبایل به گردنه سختی رسیده‌اند و باید خود را برای چرخش در یک پیچ خطرناک آماده کنند. چرا این ‌طور فکر می‌کنیم؟ زیرا پرسش‌‌های بی‌پاسخ زیادی در حوزه موبایل و مخابرات مطرح شده‌اند. چرا به نسل جدیدی از فناوری‌های شبکه‌های موبایل نیاز داریم؟ مگر 4G و نسخه پیش‌رفته‌تر آن LTE چه کمبودها و نقایصی دارد؟ آیا کاربران از شبکه‌های موجود ناراضی هستند؟ قرار است 5G چه مزایایی نسبت به 4G داشته باشد یا چه کمبودهایی را برطرف کند؟ 5G چه مشخصات و ویژگی‌هایی خواهد داشت و چه چشم‌اندازی برایش متصور باشیم؟

در واقع، مسئله 5G فراتر از این پرسش‌ها و پاسخ‌ها یا برخی مشخصات فنی قابل پیش‌بینی مانند سرعت بیش‌تر برای انتقال اطلاعات است. هنوز هیچ استاندارد مشخص و تعریف شده‌ای برای نسل بعدی شبکه‌های موبایل وجود ندارد. هنوز هیچ‌کس دقیقاً نمی‌داند 5G یعنی چه یا قرار است چگونه باشد و چه مشکلاتی را حل یا کمبودهایی را رفع کند. توسعه شبکه‌های موبایل هم در حوزه افزایش یا بهبود طیف‌های فرکانسی و هم در حوزه زیرساخت‌ها با محدودیت‌ها و مشکلات جدی قابل حل نشدنی روبه‌رو است. اپراتورهای مخابراتی روی 4G/LTE سرمایه‌گذاری‌های زیادی کردند و اصلاً دوست ندارند به این زودی‌ها به سراغ سرمایه‌گذاری هنگفت جدیدی بروند، در حالی که هنوز موفق به بازگشت سرمایه روی شبکه‌های نسل قبلی نشده‌اند. شاید یکی از دلایل این سردرگمی و گیجی صنعت موبایل و مخابرات در مواجهه با نسل بعدی باشد که «چالش 5G بسیار عمیق‌تر از این مسائل است» یا این‌ طور بگوییم که «اصلاً چالش 5G این مسائل نیست».

هانس وست‌برگر، مدیرعامل شرکت اریکسون، در کنفرانس خبری نمایشگاه CES  2015 اشاره‌ای به این موضوع می‌کند و می‌گوید مشکل نسل بعدی شبکه‌های موبایل فقط سرعت نیست، بلکه هوشمندی است. وست‌برگر و گروه تحقیقاتی او انتظار دارند نسل بعدی شبکه‌های آگاه به خدمات (Service-Aware) باشد؛ یعنی شبکه موبایل بداند اکنون با دستگاه موبایل، خودران، روبات یا دستگاهی از جنس اینترنت اشیا روبه‌رو است و چه موقعیتی دارد و آیا به تأمین پهنای باند تضمین شده با حداقل تأخیر و نویز و حداکثر پاسخ‌گویی برای یک شبکه بی‌درنگ نیاز دارد یا خیر. همین‌ طور بتواند نیازهای بعدی این دستگاه را حدس بزند و برای آن مهیا شود. به علاوه، بتواند درکی از محیط اطراف این دستگاه داشته باشد و اطلاعات یا نودهای لازم را آماده‌ کند. وست‌برگر یک گام دیگر به جلو برمی‌دارد و می‌پرسد چنین شبکه موبایلی هوشمندی به چه دردی می‌خورد؟ و خود جواب می‌دهد: «زندگی راحت‌تر». کارشناسان هم اعتقاد دارند شاه‌کلید شبکه‌های 5G در همین «زندگی راحت‌تر» است. اگر قرار است نسل بعدی موبایل فقط در سرعت یا حداکثر چند سرویس جدید برتری داشته باشد، بهتر است نام آن را 5G نگذاریم و 4G-Advanced یا نظایر این‌ها بنامیم.

مثال‌هایی هم برای نسل بعدی موبایل مورد انتظار مطرح شده است. مثلاً شبکه‌های هوشمند 5G باید بفهمند این دستگاه متصل به شبکه به یک ارتباط پرسرعت روی گوشی اسمارت‌فون نیاز دارد. همچنین، به یک ارتباط پرسرعت برای هدایت خودرو و تأخیر کم‌تر در سیستم پاسخ‌گویی آن نیاز است. همچنین، شبکه باید تشخیص بدهد انرژی خودرو رو به کاهش است و از مصرف انرژی در سیستم‌هایی مانند رادیو جلوگیری کند. اگر دقت کنیم، حتی در این مثال‌ها علاوه بر فناوری و جنس ارتباط، مخاطب شبکه‌های موبایل نیز تغییر می‌کند و از کاربر به سوی انواع دستگاه‌های متصل به شبکه در حرکت است؛ یعنی همان اینترنت اشیا. نسل بعدی شبکه‌های موبایل فقط برای دستگاه‌های موبایل یا در نهایت تبلت و نوت‌بوک نیست و هر چیزی که به اینترنت وصل شود، به این شبکه هم وصل می‌شود و به‌طور خودکار کاربر شبکه خواهد بود. این موضوع را هم نباید فراموش کرد که صنعت بازی و واقعیت مجازی هم چشم‌انتظار نسل جدید شبکه‌های موبایل است. آمار و ارقام هم می‌گویند در دهه آینده بیش‌ترین ترافیک و کاربر از آن شبکه‌های موبایل خواهد بود. سیسکو می‌گوید در سال 2019 حدود 65 درصد کل ترافیک اینترنت جهان روی شبکه‌های موبایل است.

این حجم در سال‌های بعدی بیش‌تر و بیش‌تر می‌شود. اتفاق‌های دیگری نیز هم‌زمان با توسعه شبکه‌های 5G در حال رخ دادن است که بوی تحولی بزرگ و دگرگونی بنیادی می‌دهد. چند شرکت به رهبری گوگل برای ادغام شبکه‌های وای‌فای، وای‌مکس و موبایل خیز برداشتند و دوست دارند در کل جهان و کشورها یک شبکه واحد برای مکالمه و تماس، اطلاعات و ارتباط از هر نوع وجود داشته باشد. رحیم تفضلی، رئیس بخش تحقیقاتی دانشگاه Surrey گیلفورد انگلستان، یکی از پیش‌گام‌ترین و فعال‌ترین دانشگاه‌های دنیا روی مبحث 5G، درباره فراسوی نسل بعدی موبایل می‌گوید: «5G روش‌های جدیدی را برای فکر کردن به ارتباطات کلید خواهد زد.» وی اعتقاد دارد نسل بعدی باید به اندازه‌ای ظرفیت داشته باشد که طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها، از خودروهای خودران گرفته تا اینترنت اشیا و روبات‌های پرنده بدون سرنشین در حال فیلم‌برداری 4K بر فراز آسمان بتوانند به اینترنت متصل شوند و برنامه‌های کاربردی جدیدی را اجرا کنند. به غیر از دانشگاه Surrey، چند دانشگاه دیگر همراه شرکت‌های نوکیا، اریکسون، سامسونگ و هواوی پیش‌قراولان توسعه 5G هستند.

هدف‌گذاری‌های نظریه برای استانداردسازی و پایان آزمایش‌ها تا سال 2018 و راه‌اندازی نخستین شبکه 5G در بازی‌های المپیک زمستانی کره جنوبی همان سال است، ولی برآوردهای عینی و واقعی از وضع موجود و چالش‌های حل نشده پیش ‌رو خبر از تحقق نیافتن این شبکه‌ها تا سال 2022 می‌دهد.

در پرونده ویژه این شماره، سعی کردیم به سراغ وضعیت نسل بعدی شبکه‌های موبایل برویم و تعریف‌های مختلف، استانداردهای مطرح یا گام‌های برداشته شده برای استانداردسازی، فعالیت‌های انجام گرفته توسط شرکت‌ها و مراکز تحقیقاتی و محدودیت و چالش‌های موجود را بررسی کنیم. همچنین، چند کاربرد عمده قابل تصور برای شبکه‌های 5G را به‌طور مفصل بررسی کردیم. یکی از موضوع‌های درگیر با نسل بعدی موبایل، قوانین FCC و محدودیت‌های تعریف و اختصاص طیف‌های فرکانسی است. در یکی از مقاله‌های این پرونده ویژه، نقبی هم به این موضوع زدیم و البته بحث مفصل و دامنه‌دارتری نسبت به آن‌چه گفته شده دارد. فناوری‌ها و تکنیک‌های سوار شده بر قطار پرشتاب در حال حرکت 5G نیز مرور و مزایا و بهبودها بررسی شده‌اند. همان ‌طور که گفتیم، صنعت موبایل در چند سال پیش‌ رو شاهد تحولات چشم‌گیر بزرگی خواهد بود که هریک به نحوی روی نسل بعدی شبکه‌های موبایل اثرگذار هستند. بنابراین، از هم‌اکنون نمی‌توان پیش‌بینی کرد چه اتفاقی خواهد افتاد و در سال 2020 شاهد چه نوع از شبکه‌های موبایلی و با چه مشخصاتی خواهیم بود.