فناوری 5G چیست؟ هر آنچه که باید از تکنولوژی فایو جی بدانید

فناوری 5G یا شبکه نسل پنجم ارتباطات سیار سلولی که برخی به اشتباه آن را نسل پنجم اینترنت یا نسل پنجم اپراتورهای تلفن همراه می‌نامند، جدیدترین نسل سیستم‌های ارتباطات سیار است که پس از نسل چهارم (4G) ارایه شده و با سرعت فوق‌العاده‌ای که دارد باعث ایجاد تحول در شبکه‌های موبایل خواهد شد؛ اما 5G دقیقا چگونه این کار را انجام می‌دهد و چه چیزی باعث تفاوت آن با 4G می‌شود؟

فناوری ارتباطات از راه دور موبایل نسل پنجم یک تغییر بزرگ در شبکه‌های موبایل است که سرعت انتقال و دریافت داده نسبت به چیزی که حالا با شبکه‌های 4G تجربه می‌کنیم کاملا متفاوت است.

حالا اپراتورهای بزرگ دنیا زیرساخت‌های این فناوری را توسعه ‌داده‌اند و در حال راه‌اندازی فناوری 5G هستند و غیر از ایالات متحده‌ی آمریکا، سوییس، چین، ژاپن و استرالیا و نروژ، کشورهای جهان سوم نیز در حال تست این فناوری کرده‌اند.

اریکسون پیش‌بینی کرده که ۱.۵ میلیارد کاربر معادل ۴۰ درصد کاربران در سراسر دنیا تا چهار سال آینده به یک شبکه 5G دسترسی داشته باشند. اما چگونه این فناوری کار می‌کند؟

فناوری 5G چگونه کار می‌کند؟

5G یک سیستم دیجیتال جدید برای انتقال اطلاعات با سرعت فوق‌العاده است. این فناوری ۱۰ تا ۲۰ برابر سریع‌تر از فناوری 4G کار می‌کند.

این رابط جدید که از طیف موج میلی‌متر بهره می‌برد، امکان استفاده از دستگاه‌های بیشتری را در همان منطقه جغرافیایی فراهم می‌کند؛ مثلا 4G امکان پشتیبانی از حدود ۴ هزار دستگاه در هر کیلومتر مربع را دارد، در حالی که 5G حدود یک میلیون دستگاه را پشتیبانی می‌کند. به این ترتیب سرویس نتفلیکس، تماس‌های صوتی و یوتیوب بدون وقفه برقرار و پخش می‌شوند.

5G همچنین از یک فناوری دیجیتالی جدید به نام Massive MIMO استفاده می‌کند، که مخفف چندین ورودی و چندین خروجی است که نسل 5G همچنین از یک تکنولوژی دیجیتال جدید که ورودی خروجی انبوه (Massive MIMO) نام دارد، استفاده می‌کند. عبارت MIMO مخفف Multiple Input Multiple Output (چند ورودی چند خروجی) است و در آن از اشعه‌های چند هدفه برای ردیابی کاربران در اطراف محل سلول (Cell Site) و افزایش پوشش‌دهی، سرعت و ظرفیت شبکه استفاده می‌شود. فناوری‌های شبکه که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند پروژکتور موج را در یک ناحیه منتشر می‌کنند اما میزان زیادی نور/سیگنال اتلاف می‌شود. این در حالی است که به دلیل نصب فناوری Massive MIMO و افزوده شدن روی زیرساخت‌های 4G، عملکرد نسل 5G بهینه‌تر خواهد شد.

فرق 5G با 4G چیست؟

در مقایسه با شبکه‌های نسل سوم، 4G امکان پخش برنامه‌های ویدیویی با کیفیت غیرممکن را ممکن کرد؛ به این معنی که هم‌اکنون کاربران به برنامه‌های تلویزیونی زنده در حال حرکت دسترسی دارند و از سوی دیگر امکان برقراری تماس‌های صوتی و ویدیویی نیز با سرعت بالا فراهم شده است.

اما تداوم روند رشد سیگنال‌های ویدیویی، منجر به افزایش ازدحام شبکه می‌شود. در واقع نسل 4G با محدودیت شدیدی در حجم اطلاعات مواجه است که می‌تواند با سرعت بالا در طول بلوک‌های طیفی منتقل شود.

یکی از مهم‌ترین تفاو‌ت‌ها شبکه 5G با 4G این است که ازدحام و شلوغی در شبکه 5G بی‌معنا است به این ترتیب کاربران در ساعات اوج ترافیک برای دسترسی به اطلاعات دچار مشکل نمی‌شوند.

از سوی دیگر 5G فناوری اینترنت اشیا (Internet of Things) را محقق می‌کند؛ به این ترتیب انسان‌ها و اشیاء پیرامون‌شان به شکل وسیعی به یکدیگر متصل می‌شوند. انتظار می‌رود با ظهور جدیدترین نسل از شبکه‌های ارتباطی، صنایع مبتنی بر داده، شهرهای هوشمند و مدیریت زیرساخت‌ها با انقلاب بزرگی روبه‌رو شوند؛ زیرا این نوع از شبکه‌های مخابراتی می‌توانند تعداد بیشتری از ابزارهای ارتباطی را در یک ناحیه با امنیت و قابلیت اطمینان بیشتر و وقفه و اختلال بسیار کمتر به یکدیگر متصل کرده و مورد بهره‌برداری قرار دهند.

پهنای باند و طیف فرکانسی شبکه 5G

در شبکه‌های 5G هر اپراتور این امکان را دارد که طیف فرکانسی مخصوص به‌خود شامل یک میزان فرکانس رادیویی الکترومغناطیسی برای انتقال صوت، داده و ویدئو در سرتاسر کشور ارایه ‌دهد. این فرکانس‌ها به هم متصل شده و ظرفیت کلی شبکه را تشکیل می‌دهند و این ظرفیت، میزان سرعت انتقال داده در شبکه را تعیین می‌کند.

اگر در شبکه‌ی 4G اپراتورها طیف ۱۰۰ مگاهرتز را در اختیار داشته باشند و بر اساس آن به مشترکانشان در سراسر کشور سرویس ارایه دهند، در شبکه‌ی 5G این طیف به حدود هزار مگاهرتز می‌رسد. در واقع یکی از بزرگ‌ترین تغییراتی که توسط نسل 5G ایجاد می‌شود، افزایش مقدار طیف ارایه شده به اپراتورها است. این افزایش ظرفیت شبکه باعث می‌شود که داده‌ها با سرعت بالاتری به صورت لحظه‌ای و بدون توقف منتقل شوند و تاخیر شبکه به حداقل برسد.

تاخیر در شبکه نسل چهارم در حدود ۲۰ تا ۳۰ میلی ثانیه است، اما در یک شبکه 5G مقدار تاخیر به زیر ۱۰ میلی ثانیه می‌رسد. البته در بهترین شرایط این تاخیر حتی تا یک میلی‌‌ثانیه هم می‌‌رسد. چنین سرویسی اگرچه ممکن است برای کاربران عادی خیلی عجیب و شگفت انگیز نباشد؛ اما برای صنایع پیشرفته و کنترل از راه دور مثل صنعت بهداشت و درمان و پزشکی که سرعت انتقال داده بسیار مهم است می‌تواند انقلاب بزرگی به شمار رود.

سرعت شبکه فایو جی

شبکه‌های 5G  سرعتی ۱۰ برابر بیشتر از شبکه‌های 4G دارند. به این ترتیب ویدیوها با کیفیت 4k بدون تاخیر پخش می‌شوند و می‌توان هر فایل ویدیویی را با سرعت دانلود کرد.

البته برای کاربران عادی گوشی‌های موبایل چنین سرعتی نیاز نیست و شبکه‌های نسل چهارم برای دانلود فیلم و برقرای تماس کفایت می‌کند.

بر این اساس شبکه 5G همانند یک کاتالیزور برای برقراری ارتباط میان ماشین و انسان عمل می‌کند و فرصت‌های اقتصادی و تجاری جدیدی را خلق خواهد کرد.

همانطور که انتظار می‌رود یکی از کاربردهای مهم شبکه‌ی 5G برای استفاده در زمینه‌ی بهداشت و نیز توانمندسازی ربات‌های جراحی از راه دور است که چنین کاربردهایی به تاخیر شبکه به زیر ۲ میلی ثانیه نیاز دارد.

استفاده از فناوری 5G برای گذر از بحران کرونا

کره جنوبی اخیرا اعلام کرده که با تمرکز بر سرویس‌های دیجیتالی، اقتصادش را احیا می‌کند. این کشور درصدد است با هدف بهره‌گیری از فناوری‌هایی مانند 5G و AI در جهت بهبود اقتصادی کشورش از بحران کرونا عبور کند.

اپراتورهای مخابراتی کره جنوبی یکی از اولین پذیرندگان خدمات 5G بود که بیش از یک سال پیش راه اندازی این سرویس‌ها را آغاز کرده‌اند و دولت این کشور گسترش 5G را در دستور کار قرار داده است.

در حالی‌که توسعه و گسترش زیرساخت‌های 5G به ابزاری مهم برای تسهیل در جمع آوری داده‌ها، انتقال و تبادل داده تبدیل شده، هوش مصنوعی با ایجاد اتوماسیون شبکه در حال تبدیل به یک مؤلفه مهم در تکامل 5G است.

پیش بینی می‌شود که همگرایی 5G و AI احتمالا تأثیر عمیقی در صنایعی مانند حمل و نقل ، دفاع و مراقبت‌های بهداشتی خواهد داشت؛ مرکز پزشکی سامسونگ در کره‌جنوبی یکی از اولین بیمارستان‌هایی است که از تکنیک 5G برای اقدامات پزشکی در محل استفاده کرده و خود را به عنوان یک بیمارستان هوشمند 5G مجهز به هوش مصنوعی و سایر فناوری‌های دیجیتال معرفی کرده است.

تعداد کاربران 5G

پیش‌بینی‌ها حاکی ازآن است که تا سال ۲۰۱۵ حدود ۱.۲ میلیارد اتصال 5G در سراسر دنیا وجود خواهد داشت. به این ترتیب تا پنج سال آینده شبکه‌های 5G احتمالا یک سوم از جمعیت جهان را تحت پوشش قرار می‌دهند.

اما هم‌اکنون چین پیش‌بینی کرده که تا پایان سال ۲۰۲۰ تعداد مشترکان 5G به ۲۰۰ میلیون نفر می‌رسد. این کشور تا پایان سالجاری تعداد ایستگاه‌های 5G را به ۸۰۰ هزار ایستگاه می‌رساند و به این ترتیب ۷۰ درصد کاربران این شبکه را تا پایان سالجاری میلادی، چینی‌ها تشکیل می‌دهند.

چین اکنون ۴۰۰ هزار ایستگاه پایه 5G و ۱۰۰ میلیون کاربر 5G دارد.

فناوری 5G و ارتباط آن با ویروس کرونا

از زمان انتشار ویروس کرونا اخباری هم مبنی بر تاثیر فناوری 5G بر گسترش این ویروس منتشر شده است؛ در بسیاری از خبرها به این موضوع اشاره شده بود که ویروس کرونا ساخته‌ی دست بشر است و این امواج موجبات تقویت آن را فراهم می‌کند.

این موضوع باعث شد تا بسیاری از مردم به دکل‌های 5G حمله کردند و آنها را در برخی از کشورها از جمله انگلیس به آتش کشیدند.

اگرچه همزمان با شیوع ویروس کرونا در دنیا و همه‌گیری آن، اخباری مبنی بر ارتباط این فناوری و انتشار بیشتر ویروس منتشر شد، اما تاکنون تحقیقات بسیاری در مورد آسیب ناشی از امواج مخابراتی و به‌ویژه شبکه ۵G صورت گرفته است. اگرچه هنوز هم ابهاماتی در مورد قدرت امواج این فناوری و میزان تأثیرگذاری آن بر بدن جانداران وجود دارد ولی تاکنون هیچ مدرک علمی مبنی بر آسیب‌زا بودن این امواج برای انسان‌ها و سایر موجودات زنده وجود ندارد.

ویروس کرونا بعد از مدت‌ها قرنطینه و خانه نشینی مردم در سراسر دنیا نه تنها ریشه‌کن نشده، بلکه هر روز بیش از پیش شاهد شیوع و گسترش آن هستیم. حالا کم‌کم با وجود نگرانی‌هایی که درباره‌ی همه‌گیری آن وجود دارد، کسب و کارها فعالیت خود را از سر گرفته‌اند و در بسیاری از کشورها اعتراضات و اعتصاباتی هم در رابطه با جلوگیری از بازگشت مردم به کار و فعالیت عادی صورت گرفته و حتی زمزمه‌هایی درباره‌ی اینکه این محدودیت‌ها دلایلی غیر از انتشار ویروس دارد و گاها آن را به بازی‌های سیاسی ربط می‌دهند.

از سوی دیگر این روزها انگشت اتهام بیشتر به سوی چین و ساختگی بودن ویروس در آزمایشگاه‌های ووهان نشانه می‌رود و اگر به دنبال سرنخ‌هایی در رابطه با دلیل ارتباط انتشار ویروس با فناوری 5G بگردیم، به منبع معتبری برنمی‌خوریم و در مواردی می‌توان به این نتیجه رسید که این اخبار از جایی نشات می‌گیرند تا مردم را با خبرهای ساختگی و جعلی سرگرم کنند تا اصل قضیه پنهان بماند.

با همه‌ی این تفاسیر، شاید بشر در بدترین شرایط عصر خود به سر می‌برد و هنوز مشخص نیست که چه زمانی و به چه شکلی از شر این بیماری خلاص خواهد شد؛ دشمنی نامرعی که فقط با رعایت فاصله اجتماعی و رعایت نکات بهداشتی می‌توان از ابتلا به آن جلوگیری کرد.

شبکه 5G در ایران

همراه اول و ایرانسل به عنوان دو اپراتور بزرگ مخابراتی کشور، سرویس‌ 5G را به تازگی در برخی از نقاط پایتخت راه‌اندازی و تست کرده‌اند.

ایرانسل اول مرداد ماه امسال نخستین سایت 5G ایران را با همکاری وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات، در محل پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات تهران مورد آزمایش قرار داد. همچنین همراه اول وعده داده که تا پایان شهریورماه در پنج نقطه از شهر تهران شبکه نسل پنجم موبایل راه اندازی شود.

اما بسیاری از کارشناسان معتقدند که فناوری نسل پنجم در ایران در حال حاضر، در حد پایلوت است چرا که سرویس 5G حداقل باید سه ویژگی داشته باشد: شبکه‌ها باید معمولا بالای 10G سرعت داشته باشد. دوم اینکه، بحث تاخیر بسیار پایین یعنی زیر ۱۰ میلی‌ثانیه و پایداری بسیار بالا نزدیک به ۱۰۰ درصد به صورت end-to-end باشد چون قرار است سرویس‌های بسیار حیاتی مانند سرویس جراحی از راه دور روی این شبکه ارايه شود. سوم اینکه، امکان ارايه اتصالات انبوه برای انواع ماشین‌ها در یک فضای محدود و مدیریت اتصالات متعدد باشد؛ که فعلا هیچ کدام از این ویژگی‌ها در کشور ما در دسترس نیست.