اینترنت نسل پنجم یا 5G چیست؟

 

5G ارائه‌کننده پتانسیل عظیمی‌برای مصرف‌کنندگان در صنعت به شمار می‌رود.

5G، علاوه بر این‌که نسبت به تکنولوژی‌های موجود از چشم‌انداز بسیار سریع‌تر بودن برخوردار است، نویدبخش کاربردهایی با ارزش اجتماعی و اقتصادی بالاست که به «جامعه بیش‌ارتباط» منجر می‌گردد که در آن، تلفن همراه نقش مهم‌تری در زندگی مردم ایفا خواهد نمود.

GSMA، با اعضای خود و همراه با شرکای خود برای تشکیل 5G همکاری خواهد کرد.

به عنوان نماینده انجمن صنعت تلفن همراه، GSMA، دارای نقش مهمی‌در شکل‌دهی توسعه راهبردی، تجاری و نظارتی اکوسیستم 5G است. این امر شامل حوزه‌هایی مانند تعریف رومینگ و اتصال در 5G و شناسایی و تنظیم باندهای مناسب طیفی می‌باشد. با دستیابی به یک تعریف پایدار برای 5G، GSMA با اعضای خود برای شناسایی و توسعه کاربردهای تجاری عملی 5G به فعالیت خواهند پرداخت. این مقاله بر مقوله 5G که تاکنون توسعه یافته و حوزه‌های نوآوری فنآورانه مورد نیاز برای ارائه چشم‌انداز 5G متمرکز است.

به طور کلی دو تعریف از 5G وجود دارد.

بحث پیرامون 5G به طور گسترده بر پایه دو مکتب فکری آغاز می‌شود: دیدگاه خدمات LED که 5G را به صورت ترکیبی از 2G، 3G، 4G، وای-فای و سایر نوآوری‌های ارائه شده برای پوشش بیشتر و دسترس‌پذیری همیشگی می‌پندارد؛ و دیدگاه دوم که از یک مرحله تغییر در داده‌های سرعت و کاهش مقدار تاخیر از مبدا به مقصد استنتاج شده است. با این وجود، این تعاریف اغلب در کنار هم مطرح شده و گاهی اوقات به الزامات متمایز منجر می‌شوند.

تاخیر کمتر از 1 ms و پهنای باند 1 Gbps < به تغییر واقعی نسل نیاز دارد.

برخی از الزامات بیان شده در رابطه با 5G را می‌توان با 4G یا سایر شبکه‌ها فعال ساخت. الزامان فنی که مستلزم تغییر واقعی نسل هستند، عبارتند از تاخیر کمتر از 1 ms و سرعت دریافت1 Gbps  <و تنها خدماتی که حداقل خواستار یکی از این موارد باشد، به عنوان موارد کاربرد 5G در هر دو تعریف در نظر گرفته خواهند شد.

دستیابی به تاخیر کمتر از 1 ms  یک چالش بسیار مهیج است که 5G را تعریف خواهد نمود

ارائه تاخیر 1 ms در سراسر شبکه مقیاس بزرگ، چالش‌برانگیز خواهد بود و ممکن است با این شرایط آرام مواجه شویم. در صورت بروز چنین حالت‌هایی، ممکن است شناسایی برخی از خدمات بالقوه 5G دیگر امکان‌پذیر نبوده و دیدگاه دوم در زمینه 5G مخدوش گردد. این مقاله به بررسی برخی از چالش‌هایی می‌پردازد که باید برای ارائه زمان تاخیر 1 ms بر آن‌ها غلبه یافت.

در همین زمان، 4G به رشد و تکامل ادامه خواهد داد.

فن آوری‌هایی مانند NFV/SDN و HetNets توسط اپراتورها رواج یافته و ادامه خواهد داشت تا در کنار تحولات 5G، حرکت به سوی جامعه بیش‌ارتباط ممکن گردد. پتانسیل قابل توجهی نیز برای افزایش بکارگیری 4G در بسیاری از کشورها همچنان برقرار است و انتظار می‌رود که اپراتورهای تلفن همراه از هم‌اکنون تا 2020 با تخمینی بیش از 1.7 تریلیون دلار در زیرساخت‌های شبکه 4G سرمایه‌گذاری نمایند. اپراتورها با توسعه خدمات جدید و مدل‌های تعرفه‌بندی که کارآمدترین کاربرد آن‌ها را به دنبال دارد، همچنان بر علل برگشت سرمایه از شبکه‌های 4G (و 3G) متمکر خواهند شد.

 

مقدمه

اهداف این گزارش

هدف از این گزارش، برداشتن گا‌می‌به سوی بیان واضح و اشکار معنای واقعی 5G در مفهوم فنی و از طریق موارد زیر است: کاهش 5G به هسته اساسی آن (از جمله پذیرش آن‌چه که محتملاً وجود ندارد)؛ توسعه برخی از سناریوهای مورد استافده که ممکن است توسط 5G فعال گردند؛ مطرح‌سازی معانی قابل تصور برای اپراتورها از نظر زیرساختارهای شبکه و فرصت‌های تجاری. تنها می‌توان با انجام بحث و بررسی پیرامون 5G در یک چارچوب گسترده در کنار فنآوری‌های موجود شبکه و موارد به تازگی در حال توسعه به این مهم دست یافت.

به طور خلاصه، سه پرسش کلیدی در این گزارش مطرح خواهند شد:

1- 5G چیست (و چه چیزی نیست)؟

2- موارد استفاده واقعی 5G کدامند؟

3- معانی 5G برای اپراتورهای تلفن همراه کدامند؟

نکاتی درباره اصطلاحات و واژگان

تعریف خردمندانه GSMA از 4G شامل فنآوری‌های شبکه‌ای زیر است: TD-LTE، AXGP، WiMAX، LTE-A، TD-LTE-A، LTE with VoLTE و WiMAX 2.  

با توجه به تشابه طبقه‌بندی تعریف LTE و TD-LTE توسط اپراتور، از قرارداد زیر تبعیت می‌کنیم. این تعریف، متفاوت از تعریف دقیق ITU از انتقال برحسب 4G واقعی است. همچنین، استفاده از عبارت LTE در این سند، همه انواع LTE را در بر می‌گیرد (LTE, TD-LTE, AXGP, LTE-A و TD-LTE-A). در نهایت، برای سادگی WiMAX در این تحلیل در نظر گرفته نمی‌شود، تا جایی که می‌توان گفت عبارت 4G به صورت ترکیبی از همه انواع LTE به جز WiMAX (یک تکنولوژی واقعی از 4G) بکار می‌رود. بنابراین برای دستیابی به هدف این گزارش، عبارت “4G” و “LTE” قابل تعویضند.

5G چیست؟

تحولی فراتر از اینترنت همراه

از آنالوگ تا LTE، نیاز به پاسخگویی یک الزام مشخص بین هر تکنولوژی و مدل قبلی خود، الهام‌بخش هر نسل از تکنولوژی تلفن همراه به شمار می‌رود (جدول 1). به عنوان مثال، انتظار می‌رفت که با انتقال از 2G به 3G، امکان فعال‌سازی اینترنت تلفن همراه در دستگاه‌های مصرف کننده فراهم گردد، اما علیرغم اضافه نمودن اتصال داده‌ها، این اتفاق تا زمان معرفی 3.5G رخ نداد؛ 3.5G یک جهش بزرگ از نظر تجربه مصرف کننده محسوب می‌شود زیرا ترکیب شبکه‌های پهن‌باند تلفن همراه و گوشی‌های هوشمند موجب افزایش قابل توجه تجربه اینترنت همراه و در نهایت رابطه کاربرد محور کنونی منجر شد. از ایمیل و رسانه اجتماعی تا جریان‌سازی ویدئو و موسیقی برای کنترل لوازم خانگی شما از هر نقطه در جهان، پهن‌باند تلفن همراه مزایای زیادی را به ارمغان آورده است و به طور اساسی زندگی بسیاری از مردم را با ارائه خدمات توسط اپراتورها و پخش کنندگان برنامه‌های سوم شخص تغییر داده است.

جدول 1: تکامل نسل‌های تکنولوژی از نظر خدمات و عملکرد

منبع: اطلاعات GSMA

نسل
خدمات اولیه
تفاوت‌های کلیدی
عیوب (بررسی شده توسط نسل بعدی)
1G
تماس‌های تلفنی آنالوگ
تحرک
کارایی طیفی ضعیف، مسایل مهم امنیتی
2G
تماس‌های تلفنی دیجیتالی و پیام‌رسانی
امن، پذیرش گروهی
نرخ داده‌های محدود- دشواری حمایت از تقاضا برای اینترنت/ایمیل
3G
تماس‌های تلفنی، پیام‌رسانی، داده
تجربه بهتر اینترنت
شکست عملکرد واقعی در تطابق با تبلیغات، شکست WAP در دسترسی به اینترنت
3.5 G
تماس‌های تلفنی، پیام‌رسانی، داده‌های پهنای باند
اینترنت پهنای باند، برنامه‌های کاربردی
متکی بودن به معماری و پروتکل‌های قدیمی‌تلفن همراه
4G
همه خدمات IP (از جمله صدا، پیام‌رسانی)
اینترنت پهنای باند سریع‌ترف تاخیر کمتر
؟؟؟

 

اخیراً، انتقال از 3.5G به خدمات 4G، امکان دسترسی کاربران به داده‌ها را با سرعت‌های بسیار سریع‌تر و نرخ‌های تاخیر کمتر فراهم ساخته و در نتیجه روش دسترسی و استفاده افراد از اینترنت بر روی تلفن همراه همچنان به طور چششمگیری در حال دگرگونی است. برطبق گزارشات اپراتورها از سراسر جهان، مصرف‌کننده‌های 4G در حدود دو برابر مقدار ماهانه سایر کاربران از داده‌ها استفاده می‌نمایند و در برخی از موارد این مقدار به سه برابر می‌رسد. غالباً، اپراتورها از افزایش سطح جریان‌سازی ویدئویی توسط مصرف‌کنندگان در شبکه‌های 4G به عنوان یک عامل تاثیرگذار در این امر نام می‌برند. اینترنت اشیا (IOT) نیز به عنوان یک تفاوت کلیدی برای 4G مظرح شده است. اما در واقع، چالش تولید شبکه‌هایی با توان کم، فرکانس کم برای پاسخگویی به تقاضا به منظور استقرار گسترده M2M یک امر خاص برای 4G یا حتی 5G محسوب نمی‌شود. همان‌گونه که جدول 1 نشان می‌دهدف در حال حاضر، فرصت یا ضعفی که 5G باید به آن بپردازد، هنوز نامعلوم است.

امروزه دو دیدگاه از 5G وجود دارد:

دیدگاه 1ــ چشم‌انداز بیش‌ارتباط (کاربر): در این دیدگاه از 5G، اپراتورهای تلفن همراه باید با ایجاد ترکیبی از فنآوری‌های موجود از قبیل 2G، 3G، 4G، وای‌فای و سایر موارد اجازه دهند که همگرایی، دسترس پذیری بالا و تراکم بالاتر شبکه برحسب سلول‌ها و دستگاه‌ها همراه با تفاوت‌های مهم به عنوان یک تواناساز برای خدمات ماشین به ماشین (M2M) و اینترنت اشیا (IOT) از اتصال بیشتری بهره‌مند گردند.

دیدگاه 2ــ نسل بعدی فنآوری دستیابی به رادیو: این چشم‌انداز با اهداف خاص برای سرعت داده و شناسایی تاخیر فراتر از دیدگاه سنتی تعریف نسل است به طوری‌که می‌توان با چنین معیارهایی به رابط رادیویی جدید دست یافت. این امر به نوبه خود موجب ایجاد تمایز بین فنآوری‌های پاسخگو به معیار 5G و سایر فنآوری‌های می‌گردد.

هر دو این رویکرد برای پیشرفت صنعت مهمند، اما آن‌ها مجموعه‌هایی مجزا از الزامات مربوط به خدمات ویژه جدید محسوب می‌گردند. با این وجود، دو دیدگاه شرح داده شده به طور مرتب به عنوان یک مجموعه واحد در نظر گرفته می‌شود‌. از این‌رو، گروه‌بندی الزامات هر دو دیدگاه ــ دیدگاه بیش‌ارتباط و دیدگاه نسل جدیدی از فنآوری دستیابی به رادیو ــ با یکدیگر صورت می‌پذیرد.

الزامات تکنولوژی 5G

به عنوان نتیجه حاصل شده از ترکیب این الزامات، بسیاری از طرح‌های ابتکاری صنعتی که با کار بر روی 5G به پیشرفت دست یافته‌اند (به ضمیمه الف مراجعه کنید)، تعیین‌کننده مجموعه‌ای از 8 الزام زیر را به شرح زیر هستند:

  • اتصالات 1-10 Gbps به نقاط انتهایی در حوزه (به عنان مثال، عدم وجود حداکثر نظری)

  • تاخیر رفت و برگشتی یک میلیون ثانیه‌ای از ابتدا به انتها (نهفتگی)

  • پهنای باند 1000x در هر واحد سطح

  • تعداد 10-100x دستگاه‌های متصل

  • (احساس) دسترس‌پذیری 999%

  • (احساس) پوشش 100%

  • کاهش 90% مصرف انرژی شبکه

  • طول عمر 10 ساله باتری دستگاه‌هایی از نوع ماشین‌های کم توان

از آن‌جایی که تعیین این الزامات با توجه به دیدگاهی‌های مختلف صورت پذیرفته است، یک بیست منسجم از آن‌ها وجود ندارد ــ تصور یک فنآوری جدید که بتواند به طور همزمان همه این شرایط را برآورده سازد، دشوار است.

در حالی‌که این هشت الزام اغلب به صورت یک فهرست واحد ارائه می‌گردد، هیچ مورد کاربردی، خدمات یا برنامه‌‌ای شناسایی نشده‌اند که به یک اندازه و به طور همزمان نیازمند همه هشت مشخصه عملکردی در شکل شبکه باشند. در واقع، برخی از الزامات مربوط به موارد کاربردی یا خدمات نیست اما در عوض احکام آرمانی مرتبط با چگونگی ایجاد یک شبکه مستقل از خدمات یا تکنولوژی به شمار می‌روند ــ هیچ مورد کاربردی به یک شبکه بسیار ارزان نیاز ندارد اما هر اپراتور خواستار پرداخت کمتر برای ایجاد و راه‌اندازی چنین شبکه‌ای است. محتمل‌تر آن است که ترکیبات مختلفی از زیرمجموعه‌ای از فهرست کلی الزامات در زمان و مکان مورد نیازتحت پشتیبانی قرار خواهند گرفت.

در نهایت علیرغم این‌که همه الزامات به نوبه خود مهم هستند، شش عدد از آن‌ها جزء خواص تعریف‌کننده نسل به شمار نمی‌روند. این موارد به شرح زیر عبارتند از:

  • تصور دسترس‌پذیری 999% و پوشش جغرافیایی 100%:

این موارد به عنوان راه‌انداز مورد کاربردی یا مسایل فنی مطرح نیستند اما از لحاظ تصمیم‌گیری‌های اقتصادی و کسب‌وکار حائز اهمیتند. می‌توان دسترس‌پذیری 99.999% و پوشش جغرافیایی 100% را با استفاده از هر فنآوری تحقق بخشید و هر اپراتور شبکه می‌تواند به آن دست یابد. اپراتور درباره مکان قرار دادن سلول‌ها براساس هزینه، تصمیم‌گیری می‌کند تا سایت را برای ایجاد سلولی مهیا سازد که دارای مزیت پوشش دادن به منطقه خاص جغرافیایی است. این امر به نوبه خود موجب تعیین مکان سلول‌ها و مناطق تحت پوشش می‌گردد که موضوعات مربوط به تصمیمات دشوار کسب‌وکار می‌باشند ــ مانند مناطق روستایی و پوشش داخلی.

در حالی که نسل جدیدی از فنآوری شبکه تلفن همراه می‌تواند موجب تغییر ارزش‌هایی گردد که وارد مدل کسب‌وکاری می‌شوند که زیست‌پذیری یک سلول را مشخص می‌سازند، دستیابی به پوشش 100% و دسترس‌پذیری 99.999% به جای این‌که یک هدف فنی محسوب گردد، به صورت یک تصمیم کسب‌وکار  باقی خواهد ماند. در مقابل، در صورتی‌که پوشش 100% و دسترس‌پذیری 99.999% یک معیار مقدماتی برای 5S به شمار می‌رفت، تا زمان تحقق کاکل پوشش 100% و دسترس‌پذیری 99.999%، هیچ شبکه‌ای نمی‌توانست به موقعیت 5G دست یابد.

  • چگالی اتصال (پهنای باند 1000x در هر واحد سطح، تعداد 10-100x اتصال):

این مقادیر اساساً به الزامات تراکمی‌مرتبطند، به عنوان مثال الزاماتی که باید توسط شبکه‌ایی برآورده شود که شامل 5G به عنوان یک تکنولوژی افزایشی است، اما همچنین به پشتیبانی مداوم از نسل‌های قبلی موجود در فنآوری شبکه نیاز دارد. پشتیبانی از 10-100 برابر تعداد اتصالات به محدوده عملیاتی تکنولوژی‌ها از جمله 2G، 3G، 4G، وای‌فای، بلوتوث و سایر فنآوری‌های مکمل وابسته است. اضافه کردن 5G در بالای این اکوسیستم نباید به منزله یافتن پاسخی نهایی باشد، بلکه تنها یک قسمت اضافی از یک تحول گسترده‌تر به شمار می‌رود که امکان اتصال ماشین‌آلات را فراهم می‌سازد. هم‌اکنون اینترنت اشیا (IOT) مستقل از ورود 5G، شتاب قابل توجهی یافته است.

به طور مشابه، الزام پهنای باند 1000 برابر در واحد سطح به 5G وابسته نیست اما به صورت اثر تجمعی بیشتر دستگاه‌های متصل با پهنای باند بالاتر به ازای دوره‌های طولانی‌تر مطرح می‌گردد. در حالی که ممکن است شبکه 5G به خوبی انگیزه‌های جدیدی را برای ایجاد پیشرفت در این حوزه اضافه نماید، گسترش LTE از اثری تحول‌گرا در مقدار پهنای باند قابل استفاده در هر ناحیه خاص برخوردار می‌باشد و این امر تا ظهور 5G در سراسر دوره افزایش می‌یابد. گسترش وای‌فای و ادغام شبکه‌های وای‌فای با تلفن همراه نیز راه‌حلی در حمایت از نرخ چگالی بزرگ‌تر داده‌ها به شمار می‌رود.

برآورده‌سازی هر دو الزام دارای مفهوم مه‌می‌برای OPEX در بستر اصلی[1] و توان خواهد بود زیرا هر سلول یا میزبان باید تامین شده و همه ترافیک‌های اضافی در حال تولید باید ارسال گردند.

  • کاهش مصرف انرژی شبکه و بهبود عمر باتری:

کاهش مصرف توسط شبکه‌ها و دستگاه‌ها اساساً از نظر ثبات اقتصادی و زیست‌محیطی در صنعت حائز اهمیت است. روش کلی صنعت در حداقل‌سازی مصرف توان در شبکه و تجهزیات پایانه‌ای باید در تمام نسل‌های فنآوری نفوذ ناید و این روش به عنوان یک هدف زیست‌محیطی شناخته می‌شود که از تاثیر مثبت قابل توجهی بر OPEX مربوط به راه‌اندازی یک شبکه نیز برخوردار است. در حال‌ حاضر، نحوه استقرار نسل جدیدی از فنآوری با پهنای باند بالاتر به عنوان یک پوشش (به جای جایگزینی) در بالای تمام تجهیزات از پیش موجود در شبکه که می‌تواند منجر به کاهش خالص مصرف توان گردد، به درستی مشخص نیست.

برخی از موردهای کاربری برای M2M نیاز دارند تا دستگاه متصل در میدان برای مدت زمان طولانی‌تری بدون واکنش بمانند. چگونگی تامین نوآوری در این دستگاه‌ها و ضعف سیگنال‌دهی که آنها هنگام فعال شدن واتصال استفاده می‌کنند، حائز اهمیت است. با این حال، این الزامات بدر کنار الزامات اصلی 5G در مورد نرخ داده قرار می‌گیرند– آنچه که برای شبکه‌های حسگر  حجیم مورد نیاز است، برقراری اتصال بسیار متناوب و نادر با حداقل توان عملیاتی و بار سیگنال‌دهی می‌باشد. تلاش برای توسعه‌ی چنین فنآوری‌ای قبل از الزامات فعلی 5G واقع شده و پیش از این در نهادهای استاندارد مورد پیگرد قرار گرفته است.

امروزه، این شش الزام باید به وسیله‌ی صنعت با بکارگیری طیفی از فنآوری‌ها (که برخی از آنها در همین مقاله پوشش داده شده‌اند) دنبال شوند، اما این میزان از تحولات فنآوری و توپولوژی شبکه موجود یا فرصت‌ها با تغییر ویژگی‌ها و قابلیت‌های سخت‌افزاری فعال می‌شوند. این امر به نوبه‌ی خود فرصت‌های تجاری برای اپراتورها و اشخاص ثالث به وجود می‌آورد. با این حال، هیچ یک از این فرصت‌های تجاری امروزه وجود ندارند –به جای پُر کردن شکاف‌های فناورانه که صراحتاً مانع بروز این فرصت‌ها هستند و صرف نظر از میزان هزینه‌ای که آنها ممکن است برای فعال‌سازی داشته باشند، این الزامات توسط قیودی که عمدتا توسط اقتصاد اعمال می‌شود، محدود شده و غالباً تحریک این شش الزام با ارتقا کارآیی اقتصادی این فرصت‌ها صورت می‌پذیرد.

بنابراین در دقیق‌ترین شرایط از سپردنی‌های قابل اندازه‌گیری شبکه که می‌تواند سناریوهای مورد کاربری جدید انقلابی را فعال سازد، ویژگی‌های بالقوه‌ای که منحصر به 5G خواهند بود محدود به تأخیر زیر 1 میلی‌ثانیه و سرعت دریافت بزرگتر از 1Gbps می‌شود.

 

موردهای کاربری بالقوه‌ی 5G

تصور خدمات تلفن همراه در دهه‌ی آینده

همانند هر یک از نسل‌های قبلی، نرخ اتخاذ 5G و توانایی اپراتورها در پول در آوردن، تابعی مستقیم از موردهای کاربری جدید و منحصر به فردی خواهد بود که ایجاد می‌کند. بنابراین پرسش‌های کلیدی حول 5G برای اپراتورها اساساً عبارتند از:

الف) کاربران بر روی شبکه‌‌ برآورده کننده الزامات 5G لیست شده در بالا که در حال حاضر بر روی هیچ شبکه‌ی موجود امکان‌پذیر نیست، چه کاری می‌توانند انجام دهند؟

ب) این خدمات بالقوه چگونه می‌توانند سودآور باشند؟

شکل 1 الزامات تأخیر و نرخ پهنای باند/ داده موردهای کاربری مختلف که تا به امروز در زمینه‌ی 5G بحث شده است را نشان می‌دهد. این موردهای کاربری بالقوه‌ی 5G و نیازمندی‌های شبکه‌ی مربوط به آنها در ادامه توصیف شده‌اند.

 

شکل 1: الزامات پهنای باند و تاخیر موارد بالقوه کاربردی 5G
شکل 1: الزامات پهنای باند و تاخیر موارد بالقوه کاربردی 5G
  • واقعیت مجازی/واقعیت افزوده/اینترنت همه جانبه یا لمسی

این تکنولوزی‌ها دارای تعدادی از موارد کاربردی بالقوه در هر دو زمینه سرگر‌می‌(به عنوان مثال بازی) و همچنین سناریوهای عملی‌تر مانند تولید یا پزشکی بوده و می‌تواند بسیاری از فنآوری‌های پوشیدنی را تحت پوشش قرار دهد. به عنوان مثال، امکان انجام عمل جراحی توسط ربات که از راه دور توسط یک جراح در طرف دیگر جهان کنترل می‌شود. این نوع از کاربردها به پهنای باند بالا و تاخیر کم نیاز دارد که فراتر از قابلیت‌های LTE هستند و در نتیجه دارای پتانسیل تبدیل شدن به یک مدل کسب‌وکار کلیدی برای شبکه‌های 5G می‌باشند.

با این وجود، اشاره به این امر ضروری است که سیستم‌های VR/AR هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارند و توسعه آن‌ها تا حد زیادی به پیشرفت  یک میزبان از سایر فنآوری‌ها نظیر سنسورهای حرکت و نمایشگر بالاسری(HUD) بستگی دارد. هنوز تا پی بردن به این‌که آیا این برنامه‌ها می‌توانند در آینده به کسب‌وکار سودآور برای اپراتورها تبدیل شوند یا خیر، زمان زیادی باقی مانده است.

  • رانندگی خودکار/اتومبیل‌های متصل

توانمند‌سازی خودروها در برقراری ارتباط با جهان بیرون می‌تواند منجر به استفاده موثرتر و امن‌تر زیرساخت‌های موجود در جاده گردد. اگر همه خودروها در یک جاده به شبکه‌ای که شامل سیستم مدیریت ترافیک است، متصل گردند، امکان حرکت با سرعت‌های بسیار بالاتر و همچنین احتمال نزدیکی بیشتر خودروها به یکدیگر بدون وجود خطر تصادف وجود دارد ــ با خودروهای کاملا مستقل، پتانسیل خطای انسانی از کاهش بیشتری برخوردار است.

درحالی‌که چنین سیستم‌هایی به پهنای باند بالا نیازی ندارند، ایجاد داده با یک زمان پاسخ-فرمان نزدیک به صفر می‌تواند برای عملکرد امن آن ها حیاتی باشد و درنتیجه، این کاربردها بوضوح به زمان تاخیر 1 میلی ثانیه که در مشخصات 5G آورده شده است، نیاز دارند. به علاوه، یک اتومبیل کاملا بدون راننده نیاز دارد که در همه محل‌های جغرافیایی بدون راننده بوده و در نتیجه پوشش شبکه راه کامل با قابلیت اطمینان 100% به عنوان یک گزاره شدنی ضروری است.

  • اداره مبتنی بر ابر بی‌سیمی/ ویدئو کنفرانس چندنفره

شبکه‌های داده با پهنای باند بالا دارای این  پتانسیل‌اند که با مقادیر زیادی از ظرفیت ذخیره‌سازی داده‌ها که برای ساخت این سیستم‌ها در همه جا کافی هستند، مفهوم یک اداره ابری بی‌سی‌می‌را به یک واقعیت تبدیل سازند. با این حال، این کاربردها وجود دارند و الزامات آن‌ها با شبکه‌های 4G برآورده می‌شود. علیرغم این‌که تقاضا برای سرویس‌های ابری فقط افزایش می‌یابد، اکنون آن‌ها بطور خاص نیازی به تاخیر زمانی نخواهند داشت و بنابراین، ارائه آن‌ها همچنان توسط فنآوری‌های موجود یا آن‌ دسته از موارد در حال توسعه ادامه می‌یابد. در حالی که تماس ویدئوی چند-نفره (کاربرد تجاری بالقوه دیگر) به زمان تاخیر کمتری نیاز دارد؛ می‌توان این امر را با تکنولوژی 4G کنونی برآورده ساخت.

  • ارتباط ماشین به ماشین (M2M)

M2M هم اکنون در یک بازه‌ی وسیع از کاربردها بکار می‌رود اما احتمال استفاده آن تقریبا بی پایان است و پیش بینی‌های ما نشان می‌دهد که بسته به زمینه‌ای که صنعت و رگولاتورهای آن قادر به ایجاد چارچوب‌های ضروری برای دریافت کامل مزیت‌های فرصت M2M سلولی هستند، تعداد ارتباطات M2M سلولی در سراسر جهان از 250 میلیون امسال به مقداری بین 1 تا 2 میلیارد در 2020 رشد خواهد کرد.

کاربردهای M2M به طور معمول می‌تواند در سیستم‌های “خانه متصل” (مانند کنتورهای هوشمند، ترموستات هوشمند، آشکارساز  دود، سیستم‌های تله متری وسیله (زمینه‌ی که با ماشین‌های متصل در بالا همپوشانی دارد)، تجهیزات الکترونیکی مصرف کننده و پایش سلامتی، یافت شوند. هنوز عمده‌ی سیستم‌های M2M، سطوح بسیار پایینی از داده‌ها را ارسال می‌کنند و داده‌های ارسالی به ندرت از نظر زمان-حیاتی هستند. هم اکنون، بسیاری از افراد روی شبکه‌های 2G کار می‌کنند یا می‌تواند با سیستم‌های فرعی چندرسانه ای IP (IMS) تجمیع شوند- پس در حال حاضر، حالت تجاری برای M2M که می‌تواند به 5G متصل شود، بصورت آنی واضح نیست.

  • یک الزام درست برای انتقال نسل؟

بنابراین، بسیاری از سرویس‌هایی به عنوان نرم‌افزارهای killer (killer app) برای 5G انتخاب شده‌اند، به انتقال نسل در تکنولوژی نیازی ندارند و می‌توان با تکنولوژی‌های فعلی شبکه، آن‌ها را تامین نمود. تنها کاربردهایی که به حداقل یکی از الزامات فنی کلیدی 5G نیاز دارند ــ

سرعت ارسال  Gbps 1< و تاخیر-1msــ می‌توانند به عنوان موارد کسب‌وکار تجاری درست نسل آینده در نظر گرفته شوند.      

از این دو الزام، کاهش تأخیر به سطوح زیر 1 میلی‌ثانیه می‌تواند بزرگترین چالش فنی را در پی داشته باشد (صفحه 12 را ببینید). در همین حال، همانطور که با جزئیات بیشتر در ضمیمه‌ی B بحث شد، اُپراتورها پیش از این میزان قابل توجهی پیشرفت در افزایش سرعت داده‌های شبکه‌های موجود خود به وسیله‌ی اتخاذ فنآوری‌های LTE-A (شکل 2 را ببنیید) داشته‌اند. در عین حال شایان ذکر است که اگرچه بسیاری از موردهای کاربری و سرویس‌های بحث شده در این بخش اکیداً نیازمند 5G نیستند، اما آنها می‌توانند تجربه‌ی کاربری بهبود یافته و پیشرفته‌ای را در مورد یک شبکه‌ی 5G ارائه دهند. با این حال این میزان به یک سود افزایشی بالغ می‌شود که عرضه‌ی آن به بازار نسبت به یک سرویس جدید واقعی، و نه یک مؤلفه‌ی اصلی هر مورد تجاری 5G، دشوارتر است.

 

شکل 2: حداکثر سرعت نظری لینک دریافت با تولید فنآوری، Mbps (*10 Gbps حداقل سرعت کران بالای نظری است که برای 5G مشخص شده).
شکل 2: حداکثر سرعت نظری لینک دریافت با تولید فنآوری، Mbps (*10 Gbps حداقل سرعت کران بالای نظری است که برای 5G مشخص شده).

پیامدهای 5G برای اپراتورهای تلفن همراه

پیشرفت از شبکه‌های 3G اولیه به فن آوری پهن‌باند موبایل با فعال کردن یک سطح بی‌سابقه از نوآوری صنعت و جامعه را متحول نموده است. اگر 5G یک تغییر نسلی واقعی در فنآوری شبکه باشد، می‌توان حتی انتظار سطح تحول بزرگ‌تری را داشت. ارائه‌ی سطح بالایی از اتصال یا توسعه‌ی یک شبکه‌ی دسترسی رادیویی (RAN) جدید به منظور ارائه‌ی یک تغییر گام در عملکرد اتصال، یا ترکیبی از این دو، دارای پیامدهای متغیری است. این بدان معنا است که طراحی نهایی یک شبکه‌ی 5G می‌تواند هر یک از طیف گزینه‌های با رابط‌های رادیویی، توپولوژی‌های شبکه و قابلیت‌های تجاری متفاوت باشد.

در حالیکه یک تغییر به 5G می‌تواند بسیار تأثیرگذار باشد، در صورتی که این منافع محقق گردند، صنعت به طور خاص از نظر طیف و توپولوژی شبکه، نیازمند فائق شدن بر مجموعه‌ای از چالش‌ها خواهد بود.

طیف 5G و پیامدهای پوشش

در حالی‌که تعدادی باند طیف وجود دارند که می‌توانند به طور بالقوه در تأمین برخی از نیازمندی‌های شناخته شده‌ی 5G تا به امروز استفاده شوند، در حال حاضر تمرکز قابل توجهی بر روی طیف فرکانس رادیویی بالاتر وجود دارد. همانطور که در ضمیمه‌ی A مطرح شد، اپراتورها، فروشندگان و دانشگاهیان تلاش‌های واحدی را  به منظور جستجوی راه‌حل‌های فنی برای 5G آغاز نموده اند که می‌توانند از فرکانس‌های بالاتر از 6GHz و آنطور که گزارش شده تا 300GHz استفاده نمایند. با این حال، باندهای فرکانسی بالاتر شعاع‌های سلولی کوچکتری را ارائه می‌کنند و لذا دستیابی به پوشش گسترده با استفاده از یک مدل توپولوژی شبکه‌ی سنتی چالش برانگیز خواهد بود.

این امر به طور گسترده‌ای پذیرفته شده است که تشکیل پرتو – تمرکز رابط رادیویی در یک پرتو که در طول فواصل بزرگتر قابل استفاده خواهد بود – بخش مه‌می‌از هر تعریف رابط رادیویی است که از 6GHz یا باندهای طیف بالاتر استفاده خواهد کرد. با این‌ وجود، این بدان معنی است که پرتو باید به دستگاه کاربر نهایی متصل شده، جهت‌گیری و هدایت شود. از آنجایی‌که سرویس عرضه شده همچنان بر مبنای “متحرک بودن” متفاوت از اتصالات خط ثابت است، لذا خودِ پرتو باید دستگاه را ردیابی نماید. این نوآوری است که می‌تواند 5G را به یک فنآوری گران به منظور استقرار در مقیاس بزرگ تبدیل نماید، زیرا هر سلول باید از چندصد پرتو منفرد در هر لحظه پشتیبانی نموده و کاربران نهایی که از طریق این پرتوها در فضای سه بُعدی متصل هستند را ردیابی کند.

MIMO (چند ورودی، چند خروجی) مرتبه بالا روش دیگری برای افزایش پهنای باند است که اغلب مورد بحث قرار گرفته است. این همان جایی است که آرایه‌ای از آنتن در یک دستگاه نصب شده و چندین اتصال رادیویی بین یک دستگاه و یک سلول برقرار می‌شود. با این حال، MIMO مرتبه بالا می‌تواند مشکلاتی با تداخل رادیویی داشته باشد، بنابراین به منظور کمک به حذف این مشکل به فنآوری نیاز است. این امر، خواستار تمرکز بر روی نیاز شبکه‌های رادیویی به تنظیم پرتو خود است تا جهت‌گیری خاص آنتن در هر زمان معین در نظر گرفته شود.

همه این موارد، تحقیق و توسعه‌ی تدریجی بیشتر و بالاتری در مقایسه با پژوهش‌هایی است که در حال حاضر زمینه4G در جریان است. استفاده از باندهای بالاتر از 6GHz احتمالاً نیازمند این خواهد بود که اپراتورها بر روی یک RAN کاملاً جدید سرمایه‌گذاری کنند زیرا اساساً دارای نیازمندی‌های ثابت متفاوتی خواهد بود. با توجه به سطح زیرساخت مورد نیاز برای دستیابی به توپولوژی مورد نظر شبکه، اپراتورها ممکن است مجبور به تجدیدنظر درباره‌ی مدل‌های موجود کسب‌وکار خود شوند. فنآوری جدید به ندرت یک گزینه‌ی ارزان‌قیمت است و ماهیت فنآوری جدید مورد نیاز در شبکه‌ی رادیویی، آن را بسیار پر مصرف می‌سازد، از این رو بر خلاف الزام بیان شده برای کاهش قابل توجه در مصرف کلی برق شبکه می‌باشد.

می‌توان گفت، فروشندگان به بررسی روش‌هایی برای در نظر گرفتن فنآوری شکل‌دهی پرتو و MIMO را در دستگاه‌های تلفن همراه می‌پردازند. در نتیجه، فرآیند شناسایی و هماهنگی بین‌المللی پیرامون باندهای مشترک مربوط به 5G از وابستگی روشنی به فنآوری برخوردار است که می‌تواند برای غلبه بر استفاده از باند در فرکانس‌های بالا برای پوشش منطقه‌ا‌ی گسترده شناسایی شود.

آیا می‌توان به تأخیر 1 میلی‌ثانیه دست یافت؟

دستیابی به نرخ تأخیر کمتر 1 میلی‌ثانیه به عنوان یک الزام فنی برای 5G، مستلزم روش جدیدی از تفکر درباره‌ی نحوه‌ی ساخت شبکه‌ها است، و احتمالاً اثبات خواهد شد که یک تعهد قابل توجه از نظر توسعه‌ی فناورانه و سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌ها به شمار می‌رود.

با وجود پیشرفت‌های اجتناب‌ناپذیر در سرعت پردازنده‌ها و تأخیر شبکه از هم اکنون تا سال 2020، سرعت‌هایی که در آنها سیگنال‌ها می‌توانند از میان هوا عبور کنند و نور می‌تواند در امتداد یک فیبر عبور نماید تحت تسلط قوانین بنیادین فیزیک هستند. متعاقباً سرویس‌هایی که به زمان تأخیر کمتر از 1 میلی‌ثانیه نیاز دارند، باید همه‌ی محتوای خود را از یک موقعیت فیزیکی بسیار نزدیک به دستگاه کاربر ارائه دهند. برآوردهای صنعت نشان می‌دهند که این فاصله می‌تواند کمتر از 1 کیلومتر باشد، یعنی هر سرویسی که نیازمند چنین تأخیر پایینی باشد مجبور خواهد بود با استفاده از محتوایی که بسیار نزدیک به مشتری، که احتمالاً در پایه‌ی هر سلول واقع شده است، از جمله بسیاری از سلول‌های کوچک سرویس‌دهی نماید، که پیش‌بینی می‌شود برای تأمین الزامات چگالش، اساسی باشند. این امر احتمالاً نیازمند افزایش قابل توجه در CAPEX صرف شده در زیرساخت برای توزیع محتوا و سرورها خواهد بود.

اگر سرویسی به تاخیر 1 میلی ثانیه و نیز به ارتباط میانی بین دو اپراتور نیاز داشته باشد، این ارتباط باید در 1 کیلومتری مشترکین رخ دهد. این ‌می‌تواند همان حالت تحت استفاده مانند محتوی شبکه اجتماعی باشد که به واقعیت افزوده، سوق داده شده است. امروزه، نقاط ارتباط بین-اپراتور نسبتا پراکنده هستند اما برای پشتیبانی از سرویس 5G با تاخیر 1 میلی ثانیه‌ای، احتمالا نیاز به ارتباط میانی در هر ایستگاه پایه خواهد داشت و در نتیجه، بر ساختار توپولوژی شبکه هسته تاثیر خواهد گذاشت. مشترکین رومینگ نیاز دارند که از قابلیت‌های متنی رومینگ شبکه تحت بازدید برخوردار بوده و محتوی مربوط به کاربردهای موجود خود را بصورت مستقیم از شبکه تحت بررسی اخذ نمایند؛ این برای مدل رومینگ فعلی، چالش‌هایی را در پی خواهد داشت.

در افراطی‌ترین مورد، این به معنی پیاده‌سازی یک زیرساخت مجزای در شبکه است که می‌تواند توسط همه‌ی اپراتورها بکار برده شود. این بدان معنی است که تغذیه  تما‌م ‌مشترکین می‌تواند از طریق یک منبع محتوی مجزا همراه با تما‌م ‌تعاملات و ارتباطات و با در نظر گرفتن شرایط محلی‌سازی شده‌ای صورت پذیرد که از آن نقطه‌ در ایستگاه پایه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این امر، همچنین حاکی از این واقعیت است که تنها یک شبکه رادیویی ساخته شده و سپس بین همه‌ی اپراتورها به اشتراک گذاشته می‌شود.

شکل 3: عملکرد تاخیر برای LTE در مقایسه با الزام تاخیر برای 5G
شکل 3: عملکرد تاخیر برای LTE در مقایسه با الزام تاخیر برای 5G

این مدل بصورت قابل توجهی از CAPEX در ساخت شبکه ‌می‌کاهد (زیرا به جای این‌که چهار اپراتور برای ساخت چهار شبکه موازی در نظر گرفته شوند، تنها یک شبکه واحد ساخته ‌می‌شود) اما، به سطوح بی‌سابقه‌ای از همکاری اپراتورها نیاز خواهد بود. این امر، همچنین بر ماهیت رقابت بین اپراتورها تاثیر گذار است و موجب  جابجایی تمرکز از نرخ داده و تفکیک پوشش به خدمات می‌گردد. این امر همچنین ‌به مزایده‌های طیفی نامربوط منجر خواهد شد، زیرا تنها یک شبکه رادیویی ساخته ‌می‌شود یعنی تنها یک پیشنهاد دهنده و یک مجوز برای بازار وجود خواهد داشت.

با تحقق همه این موارد، این احتمال وجود دارد که الزامات برای تاخیر زیر-1ms آزاد بوده یا احتمالا به صورت مستقیم از 5G حذف خواهند شد به جایی این‌که، صنعت متعهد به دگرگونی عظیم و اخذ منبع گردد که به طور ضمنی بیان می‌شود. در صورت بروز این امر، میسر شدن سرویس‌های مشترک مانند واقعیت مجازی و افزوده، اینترنت همه جانبه و رانندگی خودکار همراه با تحرک زیر سوال خواهد بود. با این وجود در صورت حذف این خدمات از مجموعه خدمات موردانتظار، توجیه دیدگاه فنی 5G ‌نیز سوال برانگیز خواهد بود.

 

تداوم توسعه فن آوری‌های شبکه: آنچه که 5G نیست

برای بهبود بیشتر تجربه ی پهن باند موبایل برای مشترکین، اپراتورها به توسعه ی شبکه‌های 4G شان از طریق استفاده از تکنولوژی های پیشرفته LTE ادامه ‌می‌دهند. بسیاری از آن‌ها، از تکنولوژی‌هایی مانند مجازی سازی عملکرد شبکه (NFV)، شبکه‌های تعریف شده‌ی نرم افزاری (SDN)، شبکه‌های ناهمگون (HetNets) و شبکه‌هایی کم مصرف و با توان عملیاتی پایین (LPLT) استفاده ‌می‌کنند. این موارد، امکان ارتقا شبکه از مسیرهای مختلف و گسترش پوشش از طریق ادغام تکنولوژی‌های بی‌سیم گسترده‌تر را فراهم ساخته و بصورت بالقوه، دارای اثر مثبت در هزینه کل مالکیت شبکه ‌می‌باشند.

گاهی اوقات، از اصطلاح 5G برای مختصرسازی این فنآوری‌ها استفاده می‌شود. با این وجود، شفاف‌سازی این مساله که این پیشرفت‌ها در فنآوری به صورت مستقل از 5G ادامه می‌یابند، حائز اهمیت است. در حالی‌که، این مناطق زمینه‌هایی هستند که اثر قابل توجهی بر صنعت تلفن همراه در سال‌های آتی خواهند داشت، در نظر گرفتن صریح آن‌ها تحت عنوان 5G دارای تاثیر منفی بر پیشرفت صنعت از زمان حال تا تحقق 5G به عنوان یک سرویس تجاری است.

خلاصه‌ای از این تکنولوژی‌ها عبارتند از:

مجازی سازی عملکرد شبکه (NFV) و شبکه‌های تعریف شده نرم افزاری (SDN)

NFV به مفهوم معماری یک شبکه است که امکان جداسازی سخت افزار از نرم افزار یا “تابع” را فراهم ‌می‌سازد و به دلیل افزایش عملکرد پلتفرم‌های IT “تولید انبوه رایج” (COTS) به عنوان یک واقعیت برای صنعت تلفن همراه مطرح شده است. SDN فُرمتی از NFV است که در آن، نرم افزار ‌می‌تواند پیکربندی مجدد دینامیکی یک توپولوژی شبکه اپراتور را برای تنظیم بار و تقاضا اجرا نماید، مثلا با هدایت ظرفیت مازاد شبکه به مکان‌هایی که حفظ کیفت تجربه‌ی مشترک مشتری در زمان‌های اوج مصرف داده ضروری است. شماری از اپراتورها، بخش یا کل شبکه‌های LTE شان را به کمک NFV و SDN به عنوان مبنا، ساخته‌اند  یا در حال ساخت ‌می‌باشند.

با ترکیب این تکنولوژی‌ها می‌توان به طور قابل توجهی از میزان CAPEX اپراتور کاست زیرا یک معماری شبکه ساده‌تر و ارزان‌تر فراهم می‌سازنند که ارتقاء آن، راحت‌تر است. درحالی‌که، OPEX نیز از طریق صرفه‌جویی در مصرف کاهش می‌یابد زیرا ظرفیت شبکه تنها در جا و زمانی که نیاز است فراهم می‌گردد. با این حال، تغییر از ساختارهای کنونی به توابع نرم مبتنی بر IT، پیچیدگی‌های جدیدی را از حیث مدیریت و تامین شبکه برای اپراتورهای بوجود خواهد آورد و نیز، به یک مجموعه مهارت جدید در پرسنل اپراتور نیاز خواهد داشت.

شبکه‌های ناهمگون (HetNets)

HetNet به تأمین یک شبکه‌ی سلولی از طریق ترکیبی از انواع مختلف سلول (به عنوان مثال، سلول‌های ماکرو، پیکو یا فِمتو) و دسترسی به فنآوری‌های متفاوت (یعنی، 2G، 3G، 4G و وای فای) اشاره دارد. با ادغام تعدادی از فنآوری‌های متنوع بسته به توپولوژی منطقه پوشش، اپراتورها می‌توانند به طور بالقوه یک تجربه‌ی مشتری سازگارتری در مقایسه با آنچه که می‌تواند با یک شبکه‌ی همگون به دست آید، ارائه دهند.

استقرار سلول‌های کوچک، یک ویژگی کلیدی در رویکرد HetNet به شمار می‌روند زیرا آنها با توجه به مکان استقرار خود، اجازه‌ی انعطاف‌پذیری قابل توجهی را می‌دهند، با این حال، استفاده از سلول‌های بیشتر پیامدهایی را از نظر تأمین انرژی و بک‌هال (سفر بازگشت) در پی دارد، به ویژه وقتی که در مناطق دور واقع شده‌اند. وای‌فای نیز می‌تواند نقش مهمی ‌را هم از نظر تخلیه‌ی داده و هم از نظر رومینگ در HetNetها ایفا نماید.

توسعه فنآوری HetNet نوعاً در رابطه با شبکه‌بندی داده اجرا می‌شود، اما اخیراً صوت نیز تحت این دامنه قرار گرفته است، وقوع این امر تنها به دلیل پشتیبانی از تماس وای‌فای که در آیفون 6 اَپل که در سپتامبر سال 2014 منتشر شد، نیست.

نتیجه‌گیری:  فعال‌سازی نوآوری از طریق همکاری گسترده در صنعت

بسیاری از طرح‌های ابتکاری و مباحث مربوط به 5G که توسط دولت‌ها، فروشندگان، اپراتورها و دانشگاهیان در سطح جهان ارائه شده‌اند، بیانگر قواعد دائمی اخلاق ‌در زمینه همکاری و نوآوری در صنعت می‌باشند. در این مباحثه‌ها، باید اطمینان حاصل شود که به هماهنگی با اهداف تراز شده به منظور حفظ نیروی حرکت در تکمیل تعریف 5G ادامه می‌دهیم.

ملاحظات کلیدی 5G در این مرحله عبارتند از:

هنگا‌می‌که 5G ارائه می‌گردد با آنچه که معلوم می‌شود، تعیین می‌گردد.

همانطور که در ابتدا بحث شد، در حال حاضر دو نگاه متفاوت درباره‌ی آنچه 5G هست وجود دارد. اولین دیدگاه پیاده‌سازی آن را تا حدودی بغرنج می‌کند – 5G تبدیل به یک واقعیت تجاری خواهد شد وقتی که صداهای کافی در صنعت چنین بگویند، اما این تبدیل به چیزی خواهد شد که اندازه‌گیری آن توسط هر معیار قابل تشخیصی دشوار است. دومین رویکرد واقعی‌تر است که در آن یک مجموعه‌ی متمایز از اهداف وجود دارد، بدین معنا که با راه‌اندازی یک سرویس برای تامین آن اهداف، آن سرویس به عنوان تحقق 5G در نظر گرفته می‌شود.

از آنجا که الزامات مشخص شده برای 5G، ترکیبی از هر دو چشم­انداز می‌باشند، در برخی موارد مجموعه الزامات خود متناقض هستند – به عنوان مثال، داشتن یک RAN جدید با تشکیل پرتو و برآوردن الزامات برای کاهش مصرف امکان‌پذیر نخواهد بود، چرا که تشکیل پرتو از توان بسیار بیشتری نسبت به RAN امروزی استفاده می­کند. به عنوان نتیجه، باید سوال 5G چیست، قبل از سوال چه زمانی ارائه می‌شود، دارای یک پاسخ معلوم باشد.

موقعیتی برای یک RAN جدید باید براساس پتانسیل آن برای بهبود شبکه های تلفن همراه باشد.

چالش اصلی در مشخصات 5G الزامات زمان تأخیر زیر 1 میلی ثانیه است، که توسط قوانین بنیادی فیزیک اداره می­شود. اگر، همانگونه که در بالا بحث شد، این چالش بیش از حد به اثبات برسد و الزامات برای تأخیر زیر 1 میلی ثانیه از 5G حذف شود، نیاز به یک RAN جدید مورد بحث خواهد بود. اینکه آیا یک رابط جدید ضروری است، مسلماً این سؤال که آیا چیزی می­تواند اختراع شود که شبکه ­های تلفن همراه را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، بیش از یک مسابقه با مهلت دلخواه سال 2020 است.

این سؤال مطرح می­شود که مقصد بعدی صنعت کجاست. بدون رابط هوای جدید، برچسب ‘5G’ کمتر معقول به نظر می­رسد، چون صنعت نیازمند تغییر  دیدگاه تکاملی 5G خواهد بود – با ایجاد شبکه ­های جدید در LTE و Wi-Fi با اضافه کردن قابلیت­ها و معماری جدید.

5G نباید از پیشرفت­های تکنولوژیک ضروری­تر منحرف شود.

فنآوری­هایی مانند LTE-A چند حاملی، NFV/SDN، HetNets و شبکه­های LPLT بخش مهمی‌از تکامل شبکه­های تلفن همراه را تشکیل خواهند داد. هر کدام از آن‌ها دارای پتانسیل ارائه مزایای ملموس به اپراتورها در چند سال آینده هستند و به همین ترتیب این صنعت نباید از دست دادن تمرکز بر منافع بالقوه این فنآوری‌ها را در کوتاه مدت و میان مدت به خطر بیندازد. همچنین، اصطلاح ‘5G’ همیشه باید با تعریف فنآوری رادیویی جدید همراه باشد. هر چیز دیگر، نتیجه‌ی خالصی از دیگر اَشکال نوآوری محسوب می‌گردد.

LTE بسیار مهم باقی می­ماند و به تکامل ادامه خواهد داد.

پتانسیل قابل توجهی برای رشد آینده LTE باقی مانده است، که هنوز هم تنها 5 درصد از ارتباطات تلفن همراه جهان را به خود اختصاص می­دهد. نفوذ LTE به عنوان درصدی از اتصالات در حال حاضر به مقدار 69% در کره جنوبی، 46% در ژاپن و 40% در ایالات متحده است، اما نفوذ LTE در جهان در حال توسعه در فقط 2% توقف می­کند. از این رو، هنوز فرصت قابل توجهی برای اپراتورها جهت تولید بازدهی سرمایه­گذاری آنها در شبکه LTE وجود دارد.

فنآوری LTE نیز به توسعه ادامه خواهد داد و اپراتورها در حال حاضر مقدار قابل توجهی پیشرفت در افزایش سرعت انتقال داده ­ها شبکه ­های موجود خود را با اتخاذ فنآوری­های LTE-A چند حاملی حاصل می­کنند. بنابراین، در حالی که مسائل کسب درآمد و اتصال پیرامون LTE وجود دارد، این پیشرفت­ها اپراتورها را قادر خواهند ساخت تا بسیاری از خدماتی را ارائه کنند که خیلی قبل از اینکه 5G به یک واقعیت تجاری تبدیل شود، در زمینه 5G مطرح شده­اند.

صنعت باید از مزایا و منابع دولتی به صورت کامل استفاده کند.

همان‌طور که در ضمیمه A به صورت دقیق اشاره شد، سطح قابل توجهی از توجه دولت در سراسر جهان در مورد 5G وجود دارد، اما به مقدار قابل توجهی از بودجه موجود برای تحقیق و توسعه در این زمینه اشاره نمی‌شود. مهم است که صنعت در این مسئله نفوذ کند و تمرکز و منابع را به صورت کارآمد به امری معنی­دار برای اپراتورها و مشتریان آنها منتقل کند. این کار باید در چارچوبی هماهنگ پیاده­سازی شود تا از چشم­انداز چند پاره5G برای بخش­های مختلف جهان اجتناب گردد.

5G فرصتی برای توسعه یک مدل سرمایه­ گذاری پایدارتر اپراتور است.

اگر نسل­های قبلی فن آوری تلفن همراه چیزی به ما آموخته باشند، مثلاً با هر نسل قبل، 5G ارزش را به راه­هایی خوهد گشود که ما نمی­توانیم پیش­بینی کنیم و پیش­بینی نخواهیم کرد. خدماتی که در ابتدا انتظار می­رفت تأثیر ناچیزی داشته باشند، بسیار محبوب شده­اند (به عنوان مثال، SMS)، در حالی که مواردی که انتظار می­رفت ‘کار بزرگ بعدی’ باشند، در رسیدن به کشش بازار دچار کندی بوده‌اند (به عنوان مثال، مکالمه تصویری). از طریق توسعه 5G، ما به عنوان یک صنعت، می­توانیم منتظر تغییر الگو به روشی باشیم که در آن همه ذینفعان در اکوسیستم تلفن همراه نقش خود را ایفا می‌کنند. به ویژه، تنظیم­کنندگان می­توانند از این امر به عنوان فرصتی برای ایجاد محیط­های سالم­تر استفاده کنند که باعث تحریک سرمایه­گذاری مداوم در فنآوری نسل بعدی می­شود.

برخی از موارد کسب و کار که برای فنآوری­های 3G و 4G به خوبی کار کرده­اند، ممکن است برای 4G به خوبی کار نکنند. با درک و بررسی فعال موارد کسب و کار 5G در مراحل اولیه، اپراتورها پتانسیل بیشتری برای شکل دادن الگوی جدید خواهند داشت.

GSMA به همکاری با اعضای خود برای تشکیل آینده 5G ادامه خواهد داد.

GSMA با هر قالب که 5G در نهایت بدست می‌آورد به عنوان نماینده انجمن صنعت تلفن همراه مشتاق شرکت در توسعه اکوسیستم 5G از طریق همکاری و رهبری فکری است. تمرکز GSMA بر موارد زیر معطوف است:

  • کار با اعضای اپراتور برای شناسایی و توسعه کاربردهای قابل دوام و عملی تجاری 5G

  • همکاری در عملیاتی که اجرای آن از نظر تحقیقات، توسعه و تعریف تکنولوژی‌های مربوط به 5G بر عهده گروهی صنعتی مانند 3GPP، NGMN و ITU-R می‌باشد و شرکت در گروه‌های کاری مختلف در این حوزه‌ها

  • شناسایی الزامات مربوط به رومینگ و اتصال

  • مدیریت توسعه چارچوب قانونی برای 5G با شناسایی باندهای طیفی مناسب برای بهره‌برداری آن و همکاری با دولت‌های سراسر جهان برای تضمین هم‌ترازی بین‌المللی در باندهای مذکور

  • ایجاد انجمنی برای گروه‌های مربوطه به منظور مطرح‌سازی 5G از طریق موارد مختلف مثلا هیات مدیره و هیات مشاوره GSMA، کارگاه‌های صنعتی، کنگره جهانی تلفن همراه و غیره

دستیابی به انتقال موفق شبکه‌های نسل بعدی تنها از طریق همکاری گسترده صنعتی حاصل می‌شود. GSMA به برقراری ارتباط از طریق ارائه مقالات بعدی ادامه خواهد داد تا مسیر استراتزیکی توسعه 5G را تحت تاثیر قرار دهد تا مورد کسب‌وکار و الزامات فنی برای 5G واضضح‌تر و صریح‌تر گردد. به منظور تحقق فرصت‌های فراوانی که 5G برای صنعت فراهم می‌سازد، GSMA می‌تواند با انجام همه وارد اطمینان حال نماید که نسل بعدی ارتباطات از راه دور، نوآوری و منافع مصرف‌کننده را با یک روش اقتصادی عملی ارائه خواهد کرد.

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

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