آشنایی با اصطلاحات نسل پنجم تلفن همراه: از الف تا ی با ۵G

آشنایی با اصطلاحات نسل پنجم تلفن همراه: از الف تا ی با ۵G
بدون نظر, ۲۲/۰۷/۱۳۹۸, توسط , در
واحد خبر mobile.ir :

فناوری نسل پنجم ارتباطات موبایلی یا ۵G در طی یکی دو سال گذشته، صورت جدی‌تری به خود گرفته و حالا جدا از طرح‌های اپراتوری، شرکت‌های سازنده چیپ‌ست نیز به ساخت پروسسورهای ۵G اقدام کرده‌اند که از آن جمله باید به Snapdraghon 855 با مودم X50 و دو پروسسور Exynos 980 و Kirin 990 با مودم ۵G داخلی اشاره کرد. اسمارت‌فون‌های دارای این قابلیت نیز حالا تنها به پرچمدارانی مثل گلکسی Note10+ 5G و Mate 30 Pro 5G محدود نشده و آرام‌آرام پای گوشی‌های رده میانی مثل Galaxy A90 5G نیز به این رده باز می‌شود. با فراگیر شدن ۵G اصطلاحات مرتبط با این فناوری نیز هر روز بیشتر از گذشته به گوش می‌رسد و لزوم آشنایی با آن‌ها بیش از قبل احساس می‌شود.

در یک نگاه کلی، مزایای شبکه‌های ۵G، تنها به سرعت بالاتر آن‌ها نسبت نسل‌های پیشین محدود نشده و برتری‌های دیگری به خصوص در زمینه کاهش تأخیر و ارتقاء ظرفیت شبکه در آن‌ها به چشم می‌خورد. پیش از این در مقاله جداگانه‌ای به معرفی و آشنایی با ۵G پرداخته‌ایم و در این نوبت تنها به اصطلاحات نسل پنجم شبکه‌های تلفن همراه و معرفی نسبتا ساده‌ای از هریک می‌پردازیم.

۵G NR

۵G NR یا New Radio نام استانداردی‌ست که برای اجرای شبکه نسل پنجم به کار گرفته می‌شود؛ این استاندارد که محصولی از موسسه ۳GPP به حساب می‌آید برای یکپارچه‌سازی تمامی دیوایس‌های هوشمند حاضر در شبکه ۵G به‌کار گرفته می‌شود و با کمک آن تمامی دستگاه‌های حاضر در این شبکه امکان فعالیت و همکاری با یکدیگر را برای سال‌های متمادی خواهند داشت.

۵G NSA

NSA یا Non-standalone به مفهوم غیر مستقل بوده و ۵G NSA به فرم فعلی شبکه‌های نسل پنجم اشاره دارد که در حال حاضر برای اجرا به شبکه‌های ۴G نیاز دارند. این شبکه‌های ۴G برای تبادل اطلاعات معینی که برای برقراری اتصال مابین دکل‌ها ضروری‌ست به کار گرفته می‌شود. بدین‌ترتیب ۵G NRهای فعلی هنوز به صورت NSA فعالیت می‌کنند و برپایی تجهیزات مستقل آن‌ها به آینده موکول شده است.

۵G SA

SA یا Standalone، آینده متصور ۵G NR است که این شبکه در آن به صورت مستقل و جدا از ۴G فعالیت می‌کند. اجرای شبکه در این حالت آسان‌تر و ارزان‌تر بوده و تجربه قوی‌تری را به دلیل یکپارچه‌تر و جدیدتر بودن ارائه می‌دهد.

DDS یا سوییچینگ طیف پویا

زمانی‌که یک اپراتور تصمیم به استفاده از طیف ۴G خود برای شبکه ۵G می‌گیرد باید در رابطه با قطع سرویس ۴G یا به‌اشتراک‌گذاری آن با ۵G، تصمیم‌گیری کند؛ بهترین راه‌حل فعلی در این زمینه، DDS یا سوییچینگ طیف پویا (Dynamic spectrum switching) نام دارد که در آن تجهیزات روی دکل مخابراتی به صورت پویا و در لحظه میزان طیف مورد نیاز برای هر اتصال را تعیین می‌کند. در این حالت در عرض چند میلی‌ثانیه، پیکربندی شبکه برای پاسخ‌گویی به درخواست‌های بار متفاوت، به‌سرعت تغییر می‌کند.

RAN یا شبکه دسترسی رادیویی

شبکه دسترسی رادیویی (Radio Access Network) به‌طور کلی به تجهیزاتی اشاره دارد که مابین دستگاه بی‌سیم شما و اتصال اینترنتی قرار می‌گیرد. پس از این‌که به نزدیک‌ترین دکل مخابراتی متصل شدید، RAN شما را از طریق Core network به شبکه متصل کرده و علاوه بر این برای بهبود سرعت و کاهش تأخیر، سرویس‌های نزدیک‌تر به شما را نیز در دسترس قرار می‌دهد. این شبکه در گذر زمان برای اتصال سریع‌تر و بهینه‌تر به اینترنت و یا شبکه وایرلس اپراتوری متحول شده است.

Core network یا شبکه هسته

شبکه هسته یا Core network جایی‌ست که اتصال کاربران به شبکه پس از هدایت شدن از طریق دیگر تجهیزات دکل، دریافت می‌شود؛ این شبکه می‌تواند اتصالی به یک شبکه داخلی (مثلا ارتباطات داخلی یک ساختمان) باشد یا این‌که ترافیک را به سمت کل دنیا هدایت کند.

تاخیر (Latency)

در زمان برقراری یک اتصال مابین دستگاه شما و مقصد (مثلا یک وب‌سایت)، درخواست این ارتباط در ابتدا به یک سرویس‌دهنده یا سرور ارسال شده و این سرور است که تصمیم می‌گیرد چه فایل‌هایی را به سمت شما باز گرداند. زمان مورد نیاز برای انجام این پروسه، تأخیر یا Latency نامیده می‌شود. این تأخیر که به واحدی میلی‌ثانیه اندازه‌گیری می‌شود به عوامل متعددی بستگی دارد اما یکی از مهم‌ترین آن‌ها ترافیک روی تجهیزات دکل مخابراتی است که وظیفه سرویس‌دهی به تمامی دستگاه‌های متصل به آن را بر عهده دارد. بدین‌ترتیب زمان مورد نیاز برای انجام هر انتقال و تبادل، تأثیر فراوانی بر کیفیت یک اتصال و میزان پاسخگویی یک شبکه دارد؛ امری که در شبکه ۵G با بهبود فراوانی روبرو شده و یکی از مهم‌ترین برتری‌های این نسل نسبت به ۴G به حساب می‌آید.

باندهای فرکانسی

باندها یا Bands که در شبکه‌های ۳G و ۴G نیز به‌کار گرفته می‌شوند در حقیقت بخشی از یک طیف فرکانسی مشخص هستند که برای یک شرکت یا فناوری خاص خریداری شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای نمونه مثلا می‌توان فاصله مابین دو فرکانس ۶۰۰ و ۶۱۰ مگاهرتز را یک باند تکی تلقی کرد. مجموعه‌ای از این باندهای فرکانسی می‌توانند برای یک هدف خاص یا یک فناوری مشخص به کار گرفته شوند که ۵G از آن جمله است. در شبکه ۵G طیف وسیعی از باندها، از باندهای پایین (با پوشش وسیع مثل ۳G و ۴G) تا باندهای با فرکانس بسیار بالا (با ارائه سرعت بالا اما با برخی نکات منفی مثل پوشش ضعیف)، به‌کار گرفته می‌شوند.

باند پایین (Low-band)

طبق تعریف FCC یا کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا، باندهای پایین، فرکانس‌های ۶۰۰، ۸۰۰ و ۹۰۰ مگاهرتز را در بر می‌گیرند. این فرکانس‌های پایین با تداخل کمتری از سوی موانع فیزیکی مثل دیوارها، ساختمان‌ها و شرایط جوی روبرو شده و بنابراین می‌توانند با هزینه پایین‌تر برای برای پوشش کامل یک منطقه وسیع جغرافیایی به‌کار گرفته شوند بدین‌ترتیب نگفته پیداست که این فرکانس‌ها در سال‌های گذشته، انتخاب ایده‌آل اپراتورها برای ایجاد یک پوشش گسترده با دکل‌های محدود بوده‌اند اما امروزه با افزایش روزافزون حجم دیتای مصرفی کاربران، این مزیت باندهای پایین به نقطه ضعف آن‌ها تبدیل شده و حتی شبکه‌های ۵G نیز به دلیل محدودیت در ارتقاء حجم دیتای قابل جابجایی، بدون دسترسی به فرکانس‌های جدید و باندهای بالاتر امکان حرکت هم‌پای نرخ رو به رشد دیتای موبایلی را نخواهند داشت.

Sub-6 (فرکانسی زیر ۶ گیگاهرتز)

Sub-6 یا آنگونه که FCC از آن یاد می‌کند، باند میانی، به فرکانس‌های زیر ۶ گیگاهرتز و بالاتر از باند پایین اطلاق می‌شود. در این محدوده، در حال حاضر فرکانس‌های ۲.۵ و ۳.۵ گیگاهرتز و محدوده مابین ۳.۷ تا ۴.۲ گیگاهرتز قرار می‌گیرند اما با گذر زمان،‌ و آزاد شدن فرکانس‌هایی که در گذشته به تکنولوژی های منسوخ‌ شده‌ای مثل امواج هوایی تلویزیونی اختصاص یافته بود، فرکانس‌های بیشتری به این محدوده اختصاص پیدا می‌کند. فرکانس پایین‌تر در اینجا نیز به معنی پوشش جغرافیایی بیشتر است و از همین رو اپراتورهای پیشروی نسل پنجم همچون Sprint در آمریکا از پایین‌ترین باند Sub-6 یعنی ۲.۵GHz برای برپایی شبکه نوپای ۵G خود استفاده کرده‌اند. این البته به معنای محدود بودن سرعت نسبت به ارائه‌دهندگان ۵G مبتنی بر فرکانس‌های بالاتر mmWave نیز خواهد بود.

پروسسورهای موبایلی جدید مجهز به مودم‌های داخلی ۵G نظیر Kirin 990 از هواوی و Exynos 980 از سامسونگ هر دو ظاهرا تنها از باند فرکانسی Sub-6 پشتیبانی می‌کنند و این در حالی‌ست‌که مودم‌های اکسترنالی همچون Exynos Modem 5100 ،Snapdragon X50 و Balong 5000 سرعت بالاتری را ارائه داده و از فرکانس‌های بالاتر این طیف یعنی امواج میلی‌متری نیز پشتیبانی می‌کردند.

mmWave یا امواج میلی‌متری

فرکانس‌های بالاتر از ۲۴ گیگاهرتز را اصطلاحا mmWave یا امواج میلی‌متری نامیده و FCC نیز از آن‌ها با نام باند بالا یاد می‌کند. در این طیف فرکانسی، امکان ارائه حجم و سرعت بسیار بالاتر نسبت به Sub-6 فراهم است اما در سوی مقابل در زمینه گستردگی پوشش شرایط کاملا به ضرر آن تمام می‌شود. اجرای شبکه ۵G در این حالت با تاورهای کوچک انجام می‌شود که از محوطه پوشش ضعیف‌تری برخوردارند اما در عوض قادر به سرویس‌دهی حجم بسیار بالاتری از اتصالات در مناطق شهری شلوغ و متراکم هستند. با وجود آن‌که شبکه‌های مبتنی بر امواج میلی‌متری به روشنی نکات مثبت فناوری نسل پنجم یعنی سرعت بالاتر، زمان پاسخ‌گویی پایین و حجم تبادل بیشتر را به نمایش می‌گذارد اما با توجه به پوشش ضعیف آن می‌توان اطمینان داشت که در آینده ترکیبی از mmWave و Sub-6 برای برخورداری از مزایای هر فناوری به کار گرفته شود.

طیف فاقد مجوز (Unlicensed)

بسته به مکان و شرایط خاص هر منطقه جغرافیایی، برخی باندهای فرکانسی به صورت خریداری نشده و فاقد مجوز و اصطلاحا Unlicensed باقی مانده و تا به امروز مورد استفاده قرار نگرفته‌اند اما حالا طبق توافقات جدید ظاهرا می‌توانند برای شبکه ۵G و حتی ۴G مورد استفاده قرار بگیرند البته هنوز میزانی که از این طیف فرکانسی در آینده به شبکه ۵G اختصاص پیدا می‌کند مشخص نیست.

MIMO (ورودی خروجی چندگانه)

فناوری MIMO یا Multiple-input, multiple-output به‌صورت خلاصه، قابلیتی برای مدیریت و اولویت‌بخشی به فعال نگه‌داشتن هر اتصال در زمان جابجایی دیتاهای کاربران است که در حال حاضر نیز در تاورهای نسل چهارم LTE Advanced به‌کار گرفته می‌شود. این ویژگی یکی از مزایای اصلی ۵G برای ارائه یک تجربه روان و بدون تأخیر حتی در شلوغ‌ترین لحظات ترافیک شبکه به حساب می‌آید.

درباره آریا پارسا

چند ساله که برنامه نویسی می کنم. به دنیای دیجیتال و وب بسیار علاقه مندم و سعی می کنم هر روز در دیجی وبی مطالب مفیدی را برای شما دوستان ارسال کنم.

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *