آینده شبکه های ارتباطی
 IEEE به‌دنبال تدوین استانداردی برای نسل بعدی شبکه‎های بی‎سیم
نسل پنجم فناوری بی‎سیم شور و شوق فراوانی را در صنعت مخابرات به وجود آورده و انتخاب‎های گوناگونی را در اختیار ما گذاشته است. تعدادی از کارشناسان عرضه فناوری، 5G را تکامل و تحول بعدی عرضه ارتباطات داده‎های بی‎سیم توصیف کرده‎اند که پهنای باند و نرخ انتقال داده بیشتر و تأخیر کمتر در زمان انتقال داده را وعده داده است.

تعدادی از کارشناسان عرضه فناوری، 5G را تکامل و تحول بعدی عرضه ارتباطات داده‎های بی‎سیم توصیف کرده‎اند که پهنای باند و نرخ انتقال داده بیشتر و تأخیر کمتر در زمان انتقال داده را وعده داده است. اما تعداد دیگری از کارشناسان بر این باور هستند که این فناوری سرآغاز یک انقلاب خواهد بود که با میلیاردها دستگاهی که با حس‎گرهای داخلی به یکدیگر متصل خواهند شد، کاربردهای جدیدی در زمینه روبات‎های انسان‎نما، خودرو‎های متصل به شبکه و اینترنت اشیا را فراهم خواهند کرد.

مطلب پیشنهادی

۷ کار باورنکردنی که می‌توانید با 5G انجام دهید

شرکت‎های مخابراتی فعال در حوزه ارتباطات بی‎سیم با وجود کاستی‎های موجود در این فناوری مثل تعریف نشدن استانداردهایی برای اطمینان از قابلیت سازگاری و ترسیم نیازمندی‎های امنیتی، فرآیند ساخت شبکه‎های 5G را آغاز کرده‎اند. نحوه آغاز به کار و فعالیت شبکه‎های 5G که برای سال 2020 وعده داده شده از اهمیت بالایی برخوردار است، به‌واسطه آنکه تأثیر زیادی روی تجارت ارتباطات سیار و خدمات چندرسانه‎ای خواهد گذاشت. با وجود این، عده‎ای از کارشناسان از بابت این موضوع نگران هستند که شاید هنوز هم مشکلات اساسی شناسایی نشده‎اند. بخش تحقيق و توسعه مؤسسه IEEE (IEEE Future Directions Committee) در ماه دسامبر سال گذشته میلادی واحد جدیدی موسوم به IEEE 5G Initiative را راه‎‌اندازی کرد. واحدی که به‌دنبال آن است تا یک طرح مقدماتی در ارتباط با استانداردسازی 5G را ارائه کند.

مطلب پیشنهادی

ردیابی و گزارش وضعیت زخم‌های بیمار با بانداژ هوشمند مجهز به 5G
بانداژی که به نانو سنسور مجهز بوده و از ارتباط وایرلس پشتیبانی می‌کند

هدف این بخش ایجاد تعامل سازنده میان بخش‎های صنعت، دولت و دانشگاه است تا با همکاری یکدیگر بنیان این فناوری را پایه‎گذاری و به‌دنبال آن فرصت‎ها و ظرفیت‎های موجود در 5G را نیز شناسایی کنند. این ابتکار توسط یک کمیته هدایت‎کننده به مرحله اجرا درآمده و به‌وسیله کارگروه‎هایی که مسائل مربوط به آموزش، رویدادها، نشریات، استانداردها و بخش‎های مرتبط را مورد بررسی قرار می‎دهند، مدیریت و سازمان‎دهی می‎شود. انجمن استانداردهای IEEE (IEEE Standards Association) و شانزده تشکل مرتبط با مؤسسه IEEE به همراه دیگر واحدهای سازمانی در این پروژه مشارکت می‎کنند.
گرهارد فتویس مدیر طرح مقدماتی IEEE و استاد دانشکده فنی دانشگاه درسدن آلمان و محقق ارشد مؤسسه علوم کامپیوتر بین‎المللی (یک مؤسسه غیرانتفاعی در برکلی کالیفرنیا) می‎گوید: « IEEE به‌عنوان یک سازمان بی‌طرف نقش ویژه‎ای در این زمینه ایفا می‎کند. IEEE می‎تواند ایده‎ها و بازخوردها درباره 5G را از اپراتورها، محققان و ناظران دولتی گردآوری کند تا درک بهتری از پیشنهادات مختلف کاری به دست آورد و هرگونه مشکل احتمالی را شناسایی و راه‎ حل‎های متناسب را ارائه کند.»

مطلب پیشنهادی

5G دقیقا چیست؟ این ده مطلب را بخوانید تا بدانید

دکتر آشوتوش دوتا عضو ارشد IEEE اضافه می‎کند: « IEEEدر موقعیت منحصر به فردی برای جمع‎آوری ورودی از سراسر جهان قرار دارد. این مؤسسه می‎تواند با تمام اکوسیستم 5G مشارکت داشته باشد. به‌واسطه آنکه در میان گروه‎ها و بخش‎های مختلف تحت پوشش این مؤسسه اعضایی وجود دارند که تخصص آن‎ها در زمینه پردازش سیگنال، ارتباطات شبکه، مهندسی نرم‎افزار، آنتن‎ها و دیگر فناوری‎های مربوط به پوشش تمام لایه‎های یک سیستم ارتباطی است. چنین مجموعه بزرگی می‎تواند به‌راحتی مقدمات راه‎اندازی فناوری 5G را فراهم کند.»

شبکه‎های جديد
در طول تاریخ ارتباطات سیار، سرعت انتقال داده‎ها به‌صورت تدریجی در هر نسل از این شبکه افزایش پیدا کرده است. این موضوع درباره 5G نیز صادق است، اما انتظارات بسیار بیشتری از این فناوری می‎رود. از آن جمله می‎توان به بهبود عملکرد، ظرفیت، سرعت و شبکه‎ای که فارغ از مکان قرارگیری دستگاه‎های متصل به آن در سراسر جهان از ظرفیت ارتباطی بالایی برخوردار باشد، اشاره کرد. شرکت‎های مخابراتی در تلاش هستند تأخیر در زمان انتقال داده را کاهش دهند. انتظار می‎رود مدت زمان تأخیر در 5G کمتر از 1 میلی‎ثانیه باشد، در حالی که در شبکه‎های 4G زمان تأخیر 25 میلی‎ثانیه است. (زمان تأخیر به‌مدت زمانی گفته می‎شود که طول می‎کشد یک بسته داده‎ای از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل شود.) تأخیر کوتاه به‌ویژه در کاربردهایی مثل خودروهای خودران و جراحی با کمک روبات که کوچک‎ترین تأخیر در زمان انتقال می‎تواند به مرگ و زندگی منجر شود، از اهمیت بسیار بیشتری برخوردار است(شکل 1).

مطلب پیشنهادی

سال 2037 اینترنت در چه وضعیتی خواهد بود؟

مشکل اینجا است که تنها به‌واسطه به‎روزرسانی‎های سخت‎افزاری و نرم‎افزاری و تجهیز شدن به جدیدترین فناوری‎های روز قادر نخواهیم بود به چنین اهدافی دست پیدا کنیم. شبکه‎های جديد نه‌تنها باید این توانایی را داشته باشند تا میلیاردها دستگاه اینترنت اشیا را پشتیبانی کنند، بلکه باید بتوانند از سایر کاربردهای جدید نیز پشتیبانی کنند. چنین شبکه‎ای باید اتصالاتی را فراهم کند که صد برابر سريع‎تر از شبکه‎های حال حاضر باشد. اینجا است که شبکه‎های نرم‎افزار محور (SDN) (سرنام Software-Defined Networks) و مجازی‎ساز عملکردهای شبکه (NFV) (سرنام Network Functions Virtualization) در کنار یکدیگر انعطاف‎پذیری و پویایی قابل توجهی را هم به‌لحاظ پشتیبانی از تعداد رو به‎ رشد پایانه‎های پیشرفته و هم به‌لحاظ پشتیبانی از ماشین‎های هوشمند موجود در شبکه‎ها در اختیار ما قرار می‎دهند. شبکه‎های نرم‎افزارمحور می‎توانند علاوه بر از بین بردن تنگناها سرعتی بهبودیافته با تأخیر کمتر ارائه کنند.

شکل 1 - دورنمایی از ورود نسل پنجم شبکه‎های ارتباطی به کشور ایتالیا
 
این شبکه‎ها سخت‎افزار (یا بهتر است بگوییم بسته‎های IP در حال حرکت) و نرم‎افزار (واحد کنترلی که حامل سیگنال ترافیک برای مسیریابی از طریق دستگاه‎های شبکه است) را از یکدیگر تفکیک می‎کنند. نرم‎افزار لزوماً برای استفاده در تجهيزات ضرورتی ندارد، اما می‎توان آن ‎را در کلاود یا کلاسترهای سرورهای توزیع شده به کار گرفت.

مجازی‎ساز عملکردهای شبکه اغلب با شبکه‎های نرم‎افزارمحور هماهنگ می‎شود. به این معنا که پردازنده مرکزی، مجازی‎سازی منابع و دیگر فناوری‎های محاسباتی ابری همچون تنظیم و ارکستراسیون، تفکیک شبکه و تجهيزات موبایل، محاسبات خود را به‌گونه‎ای سازمان‎دهی می‎کنند که عملکرد شبکه را از وابستگی به سخت‎افزار اختصاصی به‌سمت ماشین‎های مجازی سوق دهند. NFV زمانی که با خدمات جدیدی که انتظار مي‎رود با 5G ارائه شود همراه می‎شود، می‎تواند سرعت، انعطاف و بهره‎وری را افزایش دهد. تجهيزات را نیز می‎توان به‌گونه‎ای به‎روزرسانی کرد که با نیازهای خدمات‎دهنده سازگار شود(شکل 2).

 
جزئیات بیشتر
برای کمک به درک بهتر 5G و قابلیت‎های آن و همین طور مشخص شدن مشکلات و نگرانی‎های پیرامون آن، IEEE از سال 2015 در گوشه و کنار جهان چند اجلاس‎ برگزار کرده است. این رویدادها در کانادا، چین، دانمارک، آلمان، هند و ایالات متحده برگزار شده‎اند. این مؤسسه در سال جاری میلادی نیز در فنلاند، جاماییکا، ژاپن، مراکش، پرتغال و چند کشور دیگر اجلاس‎های مشابه‌ای را برگزار خواهد کرد. در اجلاس‎های 5G که شرکت در آن برای عموم کارشناسان امکان‎پذیر است، متخصصان درباره عناوینی مثل کاربرد این فناوری در شهرهای هوشمند، محدودیت‎های پهنای باند، معماری شبکه، چالش‎های مدیریتی و استانداردهای مورد نیاز بحث می‎کنند.
شکل 2 - دورنمایی از بهبود نرخ انتقال داده‎ها در نسل‎های مختلف شبکه‎های ارتباطی​
 
دوتا می‎گوید: «ما با هرکدام از نواحی و بخش‎های IEEE برای برگزاری این جلسات همکاری می‎کنیم. توجه به این نکته حائز اهمیت است که هر کشوری از محدوده بی‎سیم متفاوتی استفاده می‎کند و به منابع اختصاصی خاص خود نیاز دارد».
طرح مقدماتی استانداردسازی 5G برای کمک به خدمات‎دهندگان مخابراتی، اپراتورهای شبکه و سایر خدمات‎دهندگان نقشه راهی ترسیم خواهد کرد تا بهترین مسیر را برای توسعه انتخاب کنند. این طرح با هدف شناسایی روند در نوآوری، فناوری و همچنین ارائه گزارش‎های تحقیقاتی در زمینه‎هایی از قبیل خدمات کاربردی، امواج میلی‌متری، سیستم‎های ابری موبایل و امنیت در حال پیگیری است.
 
 IEEE قصد دارد با همکاری دیگر گروه‎ها چشم‎اندازی را توسعه دهد که می‎تواند بین تجهيزاتی که قبلاً با یکدیگر در ارتباط نبودند، اتصال برقرار کند و وضعیت اتصال دستگاه‎های فعلی را ارتقا بخشد​
 
استانداردها مهم‌ترین اصل هستند
شرکت‎هایی مثل سیسکو و اریکسون از مدت‎ها قبل زیرساخت‎های NFV را برای شبکه‎های نرم‎افزار محور 5G و اینترنت ‎اشیا معرفی کرده‎اند. کره جنوبی امیدوار است تا زمان برگزاری المپیک زمستانی 2018 بتواند خدمات 5G را معرفی کند. اتحادیه اروپا قصد دارد تا سال 2025 اینترنت فوق سریع موبایل 5G را در تمام جاده‎های اصلی خود راه‎اندازی کند. چالش پیش روی چنین پروژه‎هایی این است که استانداردهای 5G هنوز توسعه نیافته‎اند. چندین مرجع استانداردسازی در این زمینه مشغول به کار هستند، اما آقای دوتا نگران آن است که شاید در این راه برخی اصول نادیده گرفته شود. او می‎گوید: «آنها بیشتر تمرکز خود را روی توسعه معماری و الزامات مربوط به آن قرار داده‎اند و توجه کمتری به اموری مثل جنبه‎های زیربنایی این فناوری دارند.»
بر اساس اعلام مدیرعامل انجمن استاندارد IEEE در پیسکتوی نیوجرسی، کنستانتینوس کاراچلیوس، IEEE در موقعیت خوبی برای توسعه استانداردهای 5G قرار دارد. او اشاره می‎کند تقريباً تمام ارتباطات بی‎سیم از مجموعه استانداردهای IEEE 802 پیروی می‎کنند که شامل اترنت، وای‎فای و توانمندسازهای جهانی دسترسی به اینترنت بی‎سیم و محلی می‎شود.

مطلب پیشنهادی

۶ فناوری جدید که اینترنت پرسرعت را به گوشه و کنار جهان می‎رسانند
تکنیک‌هایی برای دسترسی همه جهان به اینترنت

کاراچلیوس می‎گوید: «اکوسیستم IEEE 802 نقش اصلی را در نسل بعدی اتصالات ایفا خواهد کرد. این فناوری در بیشتر کانون‎های فنی IEEE و مراکز استانداردسازی نقش دارد. IEEE قصد دارد با همکاری دیگر گروه‎ها چشم‎اندازی را توسعه دهد که می‎تواند بین تجهيزاتی که قبلاً با یکدیگر در ارتباط نبودند، اتصال برقرار کند و وضعیت اتصال دستگاه‎های فعلی را ارتقا بخشد.»
او می‎گوید یکی از فناوری‎هایی که طرح مقدماتی استانداردسازی 5G به‌دنبال دستیابی به آن است، 5G کم‌هزینه نام‎گذاری شده است که به افرادی که هنوز از فناوری‎های 3G استفاده می‎کنند کمک می‎کند به نسل بعدی ارتباطات از راه دور به شکلی مؤثر، سازگار و استاندارد شده قدم بگذارند. کاراچلیوس می‎گوید: «ما از ملحق شدن دیگران به این مؤسسه به‌منظور برطرف کردن موانع نظارتی، فناوری، اقتصادی و مشکلات پیش روی مصرف‎کنندگان در راستای تحقق فناوری 5G استقبال می‎کنیم.»

 

برچسب: