معرفی نسل های شبکه موبایل از 1G تا 6G

ﺑﺎ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ ﻋﻠﻢ ارﺗﺒﺎﻃﺎت و تکنولوژی‌ﻫﺎی ﺑﻜﺎر رﻓﺘﻪ در ﺳﺎﺧﺖ و ﭘﻴﺎده‌ﺳﺎزی ﺷﺒﻜﻪ‌ﻫﺎ، امکانات ارﺗﺒﺎطی گوشی موبایل ﻧﻴﺰ ﮔﺴﺘﺮش ﻳﺎﻓﺘﻪ ﺗﺎ حدی ﻛﻪ داده‌های اﻃﻼﻋﺎتی ﻧﻴﺰ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻟﻴﻨﻚ‌ﻫﺎی ارﺗﺒﺎطی ﻣﻮﺑﺎﻳﻞ ﻗﺎﺑﻞ اﻧﺘﻘﺎل میﺑﺎﺷﻨﺪ و ﻫﻤﻪ روزه اﻳﻦ فناوریﻫﺎ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ می‌ﻛﻨﻨﺪ.

یکی از ﻣﻮارد ﻗﺎﺑﻞ ﺗﻮﺟﻪ در اﺳﺘﻔﺎده از گوشی موبایل نسل‌های ﻣﺨﺘﻠﻒ آن ﺑﻮده ﻛﻪ در ﻫﺮ دوره ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ دوره ﻗﺒﻞ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖﻫﺎیی داﺷﺘﻪ اﺳﺖ. وقتی ﺻﺤﺒﺖ از نسل‌های مختلف تلفن همراه اﺳﺖ. نام‌گذاری فناوری­‌های شبکه، به صورت ترکیبی از حرف “G” و یک عدد انجام شده که در واقع حرف “G” برگرفته از اولین حرف “GENERATION”، به معنی نسل می‌باشد.

تاریخچه اینترنت

سازمان‌های معتبر جهانی، اوایل سپتامبر ۱۹۶۹ را تاریخ ظهور رسمی اینترنت اعلام کرده‌اند. لازم به توضیح نیست که اینترنت به ناگهان ظهور نشده و یک سیر تحولی پیچیده و البته نه خیلی طولانی را طی کرده است. اول سال ۱۹۹۰ به دلیل ایجاد ابزار و موتورهای جستجو، استفاده از اینترنت رشد صعودی یافت.


 

براساس اعلام وبسایت آماری استاتیستا، که یک مؤسسه تحقیقاتی و آماری معتبر است، در ماه آوریل سال گذشته میلادی (۲۰۱۹) تعداد کاربران فعال اینترنت در سراسر جهان به حدود ۴/۴ میلیارد نفر رسید که این رقم ۵۸ درصد جمعیت جهان است. امروزه، استفاده از اینترنت توسط شبکه‌های گوشی از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که بسیاری علاقه دارند در هر زمان و مکان به اینترنت دسترسی داشته باشند و به همین دلیل فناوری‌های متعددی برای متصل به شبکه اینترنت ایجاد شده است که نسل 1G تا 5G را شامل می‌شود.

1G – نسل اول

این نسل در واقع نخستین نسل از تکنولوژی‌ تلفن همراه  بود که در اواخر دهه 70 به بازار معرفی و در دهه 80 به طور رسمی وارد بازاهای جهانی شد. در سال 1987 کمپانی بزرگ Telecom (که امروزه به نام Telstra شناخته می­‌شود) در استرالیا، نخستین شبکه گوشی موبایل خود را با استفاده از سیستم آنالوگ 1G وارد بازار کرد.

 

1G در واقع یک تکنولوژی‌ آنالوگ است که غالبا تلفن‌هایی که از نسل اول پشتیبانی می­‌کردند، عمر باتری و کیفیت صدای خوبی نداشتند؛ همچنین سطوح امنیت در این سری از تلفن همراه بسیار پایین بود و گاهی اوقات تماس‌ها خود به خود قطع می‌شدند. این استانداردهای مخابراتی آنالوگ در دهه 1980 معرفی شدند و تا زمان جایگزینی با استانداردهای مخابرات دیجیتال 2G، با حداکثر سرعت  Kbps 2.4 مورد استفاده قرار می­‌گرفتند.


محصولات فروشگاه سورن:
خرید گوشی موبایل

2G – نسل دوم

انقلاب در شبکه گوشی موبایل از نسل دوم آغاز شد، در این نسل ساختار شبکه گوشی به دیجیتال (رقمی) تغییر پیدا کرد. این سیستم مزایای بیشتری از جمله سرعت بالاتر انتقال اطلاعات، اطلاعات رمزگذاری شده و افزایش تعداد مشترکان را به همراه داشت. با بهینه‌سازی‌هایی که نسل دوم انجام شد امکان انتقال داده به صورت محدود فراهم شد. کابران علاوه بر ارتباط صوتی می‌توانستند سیستم ارسال (SMS) را برای اولین بار تجربه کنند. سرعت انتقال داده در نسل  2G برابر 64 کیلوبیت بر ثانیه بوده است.
 

در این نسل با معرفی فناوری GPRS امکان انتقال داده با سرعت تقریبی 170 kb/s به صورت تئوری و در بهترین شرایط برای کاربران فراهم شد. در سال 2003 استاندارد EDGE، که تکمیل‌ کننده شبکه گوشی موبایل نسل دوم بود، معرفی شد‌. با این تکنولوژی حداکثر سرعت انتقال داده به صورت تئوری به 384 kb/s رسید. این اولین برای ورود به نسل جدید گوشی موبایل  به شمار می‌رفت. گفتنی است نسل دوم گوشی موبایل با فناوری EDGE به نسل 2.75 معروف شد.

 

نسل دوم، قابلیت جذاب و مهمی را ﻓﺮاﻫﻢ کرد:

 

• ذﺧﻴﺮهﺳﺎزی داده‌ها
• ﻛﭙﻲ کردن اطلاعات
• رﻣﺰﮔﺬاری دیتاها
• ﻓﺸﺮدهﺳﺎزی دادهﻫﺎ و اﻃﻼﻋﺎت
• اﺻﻼح ﺧﻄﺎ

سرویس‌های اساسی بیشتری در ۲G معرفی شد که حتی امروزی با جایگزینی تکنولوژی‌های برتر، هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله:
 

• پیام کوتاه 
• سرویس پیام چندرسانه‌ای 
• رومینگ داخلی 
• تماس‌های کنفرانسی
• نگه داشتن تماس 
• صورت‌حساب مبتنی بر خدمات

خرید قطعات موبایل

3G-نسل سوم

در قرن جدید، نیازها و انتظارات ما نیز از شبکه‌های اینترنتی تغییر پیدا کرده است، گرایش برای ارسال و دریافت فایل‌های چند رسانه‌ای با حجم بالا، استفاده از فیلم کنفرانس، گیم‌های آنلاین و بسیاری موارد این چنینی، موجب شد تا مهندسین مخابرات و رایانه، توان خود را برای ارائه نسل جدید شبکه بالا ببرند و تغییرات را با سرعت بیشتری ایجاد کنند.

 

برای نسل سوم، تکنولوژی‌های مختلفی در بسیاری از کشور‌ها به ‌وجود آمد، اما استاندارد (UMTS (W-CDMA که در سال 2001 معرفی شد، فراگیرتر از سایرین بود. طی این تکنولوژی‌ از طیف فرکانسی 5 مگاهرتزی استفاده می‌شد و سرعت دریافت آن به 2 مگابیت برثانیه نیز می‌رسید. نخستین کشوری که به ‌صورت گسترده و تجاری از شبکه 3G استفاده کرد، ژاپن بود.


 

با معرفی شبکه‌های ۳G در سال‌های پایانی دهه ۹۰، تلفن همراه سرویس‌های مهمی را به کاربران ارائه داد:

 

• تماس ویدیویی
• داﻧﻠﻮد اﻃﻼﻋﺎت
• ﺟﺎﺑﻪﺟﺎﻳی ﻧﺎﻣﻪﻫﺎی اﻟﻜﺘﺮونیکی
• ﭘﻴﻐﺎمﻫﺎی ﻓﻮری از طریق دسترسی به اینترنت موبایل

4G-نسل چهارم

به جرات می‌توان گفت یکی از دلایلی که موجب انقلاب و پیشرفت در نسل‌های مختلف شبکه اینترنت شده است نیاز کاربران به سرعت بیشتر می‌باشد. هدف 4G این است که در حال حرکت به سرعت 100 مگابیت برثانیه و در سکون، به سرعت 1 گیگابیت دسترسی پیدا کند.
 

یکی از ویژگی‌های مهم این نسل، امکان ارسال مکالمه صوتی به‌ صورت بسته است که VoIP نامیده می‌شود. در واقع برای صوت در 4G روش مدارگزینی وجود ندارد و از VoIP استفاده می‌شود که با کاهش تاخیر در ارسال بسته‌ها ممکن شده است.

 

ازجمله اپلیکیشن‌های کاربردی که سرعت بالایی را طلب می‌کنند و به لطف شبکه ۴G فراهم شده‌اند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
 

• دسترسی به وب موبایل
• خدمات بازی
• تلویزیون همراه با کیفیت بالا
• کنفرانس ویدیویی
• تلویزیون سه‌بعدی
• رایانش ابری

محصولات فروشگاه سورن:
ابزارآلات و لوازم تعمیرات نرم افزاری

G5-نسل پنجم

در یکی از جدیدترین آزمایش‌هایی که در محیط واقعی و غیرآزمایشگاهی صورت گرفت، مشخص شد سرعت 5G تقریبا 14 برابر 4G LTE است. تکنولوژی پشتیبانی از 5G اوایل سال 2019 در فنلاند به تجاری‌سازی خواهد رسید و پیشبینی شده است که بتواند تا پایان سال جاری بستر را برای آن فراهم کند. استفاده از 5G در کشورهای حوزه‌ اسکاندیناوی تا 18 ماه آینده آغاز خواهد شد و فنلاند یکی از اولین کشورهایی خواهد بود که از آن بهره می‌برد.

 

گفته می‌شود کمتر از یک سال تا ارائه گوشی‌های مجهز به تکنولوژی 5G فاصله داریم و نسل اول گوشی‌های 5G، تماس‌های صوتی را با استفاده از LTE برقرار می‌کنند و به مرور قابلیت‌هایی مانند تماس‌های 360 درجه و VR به آنها اضافه خواهد شد. به عنوان مثال، موقعی که یک نفر از ساحل و شخص دیگر از دفتر کارش با هم تماس می‌گیرند، با استفاده از این تکنولوژی می‌توانند به ‌صورت واقعیت مجازی، و 360 درجه محیط اطراف شخص مقابل را مشاهده کنند.

از جمله بارزترین ویژگی‌های ۵G، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

• نرخ به شدت بالای انتقال داده‌ها
• تراکم اتصال بالاتر
• تأخیر کمتر
• صرفه‌جویی در مصرف انرژی

 6G-نسل ششم

نسل ششم را می‌توان بعنوان آخرین و جدیدترین فناوری اینترنت همراه معرفی کرد. اینترنت 6G در مقایسه با نسل‌های قدیمی‌تر می‌تواند بسیار موثرتر و مفیدتر از حد تصور واقع شود. یکی از عمده‌ترین تغییرات که در اینترنت نسل ششم ایجاد خواهد شد سرعت بسیار بالای آن است که با وجود آن می‌توانید فایل‌های بسیار حجیم را در زمانی معادل 1 ثانیه دانلود کرده و دیگر حرفی از سرعت لود پایین نخواهیم شنید.

سرعت اینترنت نسل ششم چگونه است؟

همان‌گونه که پیشتر گفته شد اینترنت 6G سرعت بسیار فوق‌العاده را در مقایسه با شبکه‌های قدیمی‌تر فراهم خواهد کرد. بعنوان مثال با در دسترس داشتن اینترنت نسل ششم شما می‌توانید حدود 40 تا 50 فیلم سینمایی را در مدت زمان 1 ثانیه و با کیفیت 4K دانلود کنید.

 

براساس گفته محققان، اینترنت 6G با استفاده از هوش مصنوعی به شبیه‌سازی مغز انسان می‌پردازد و می‌تواند به انجام کارهای پیشرفته علمی و صنعتی در جهت احتیاج کاربران بپردازد. تئوری سرعت اینترنت نسل ششم تکاملی بسیار فوق‌العاده در دنیای اینترنت و انتقال اطلاعات بوجود خواهد آورد که می‌توان به عنوان نمونه به پوشش فضاهای زیر آب اشاره کرد. در حالی که اینترنت نسل 5G دارای فرکانس 30 گیگاهرتزی است، اینترنت نسل 6G دارای فرکانس بالایی بین ۱۰۰ گیگاهرتز تا یک تراهرتز برای سرعت ۱۰۰ گیگابیتی در ثانیه می‌باشد.

زمان دسترسی به فناوری نسل ششم

نسل‌های شبکه گوشی چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

هدف از روی کار آمدن شبکه‌های گوشی، ظهور ارتباطات  قابل اطمینان و باکیفیت بی‌سیم بود. این شبکه‌ها از سال 1979 با رونمایی از 0G به جامعه بشری معرفی شد و تا امروزه نسل پنجم آن‌ها با نام 5G طراحی شده است. یقینا در آینده نیز شاهد پیشرفت تکنولوژی‌های ارتباطات بی‌سیم خواهیم بود. در واقع باید بدانید که هر یک از این نسل‌ها دارای استانداردهای اختصاصی هستند که فرآیند ظهور ارتباطات را مشخص می‌کنند.


هر یک از نسل‌های شبکه‌های موبایل با ویژگی‌هایی نظیر توان عملیاتی، میزان تاخیر، سرعت آپلود و دریافت و … معرفی می‌شوند. در واقع پیشرفت فناوری به کار رفته در هر یک از شبکه‌های موبایل و بهبود ویژگی‌هایی که نام بردیم، اصلی‌ترین تفاوت نسل‌های شبکه تلفن همراه است.

تفاوت شبکه‌های تلفن همراه 2G و 3G

عمده‌ترین تفاوت‌هایی که بین دو شبکه موبایل 2G و 3G وجود دارند، به شرح زیر است:
 

• در شبکه‌های موبایل نسل 3G پهنای باند زیادی نسبت به نسل 2G در اختیار کاربران قرار می‌گیرد.
• امکانات عرضه شده در شبکه‌های موبایل نسل  3G بسیار زیاد از نسل 2G است. از جمله این قابلیت می‌توان به تکنولوژی MMS و Video Call اشاره نمود.
• امروزه شبکه‌های موبایل نسل 2G نسبت به  نسل 3G در مناطق بیشتری کاربرد دارند.

تفاوت سامانه‌های ارتباط از راه دور 4G و 4.5G چیست؟

تکنولوژی نسل 4.5G در واقع یک گام موقتی تا تکمیل ظرفیت‌های کامل نسل 5G است. این تکنولوژی از استانداردهای LTE-A (LTE Advanced) و MIMO (Multiple Input – Multiple Output) استفاده می‌کند تا کارایی بهتری نسبت به نسل 4G داشته باشد. عمده‌ترین تفاوت‌هایی که بین این دو سامانه ارتباط از راه دور وجود دارد، به صورت زیر است:

 

• میانگین سرعت دریافت اطلاعات در شبکه‌های موبایل نسل 5G حدودا 2 تا 3 برابر بیشتر از شبکه موبایل نسل 4G است.
• در شبکه موبایل 4.5G امکان پشتیبانی از تکنولوژی اینترنت اشیاء باند باریک (NB-IoT) وجود دارد. در صورتی که این تکنولوژی در شبکه نسل 4G پشتیبانی نمی‌شود.

تعریف چند اصطلاح مرتبط با شبکه‌های گوشی موبایل

در ادامه چند اصطلاح کاربردی در شبکه‌های موبایل را شرح می‌دهیم تا اگر موقع مطالعه در مورد با نسل‌های شبکه‌های ارتباطی با آن‌ها مواجه شدید، به آسانی معنای مطلب را درک کنید:

 

امواج رادیویی

امواج رادیویی در واقع فرکانس‌های در بازه 3KHz تا 300GHz هستند که به آن‌ها فرکانس رادیویی (RF) نیز می‌گویند. این فرکانس‌ها قابیلت ایجاد ارتباط رادیویی در محدوده خصوصی را برای هر سازمان، نهاد یا کمپانی فراهم می‌آورند. به طور مثال رادیو FM موظف است فرستنده‌های رادیویی خود را در محدوده 87MHz تا 108MHz تنظیم نماید. از آن طرف محدوده خصوصی ناوبری رادیویی هوانوردی در باند VHF و در محدوده فرکانسی 108MHz تا 117.975MHz می‌باشد.

 

رادیو

رادیو در واقع فناوری و دستگاهی است که پیام، صدا یا سیگنال‌ها را توسط امواج رادیویی انتقال می‌کند.

 

ارتباطات رادیویی

ارسال و دریافت سیگنال‌های رادیویی از طریق انواع روش‌های مدولاسیون را ارتباطات رادیویی می‌گویند.

 

ایستگاه فرستنده و گیرنده (BTS)

برای ساخت ارتباطات رادیویی لازم است یک سری بسترهای سخت‌افزاری فراهم آیند. BTS یکی از تجهیزات لازم در شبکه‌های موبایل است که در واقع پایگاهی برای استقرار دستگاه‌های فرستنده و گیرنده امواج رادیویی می‌باشد. BTSها معمولا دارای تجهیزاتی از قبیل فرستنده (Transmitter)، گیرنده (Receiver)، تقویت کنندۀ قدرت (Power Amplifier)، ترکیب کننده، مالتی پلکسر، آنتن، سیستم‌های نظارت و توسعه، واحد کنترل و واحد گیرنده باند پایه هستند.




 

راه‌های دسترسی به کانال کدام‌اند؟

راه‌های دسترسی به کانال در حقیقت راه‌هایی جهت استفاده از پهنای باند مشترک از طریق چند سیستم مخابراتی می‌باشند. در ادامه سه مورد از انواع راه‌های دسترسی به کانال را مورد بررسی قرار خواهیم داد:

 

از طریق روش تقسیم فرکانس با دسترسی چندگانه (FDMA)

از طریق روش دسترسی چندگانه بخش زمانی ( TDMA)

از طریق روش دسترسی چندگانه تقسیم کدی ( CDMA)

شبکه ارتباطی ردیاب رادار چیست؟

ردیاب خودرو رادار برای ایجاد ارتباط با برنامه مربوط به خود، توسط ارتباطات بی‌سیم نسل دوم استفاده می‌کند. به این ترتیب دستگاه GPS قادر است داده‌های جمع‌آوری شده در رابطه با موقعیت مکانی، سرعت حرکت و مواردی از این قبیل را در محدوده فرکانسی شبکه هایموبایل نسل 2G برای کاربر ارسال نماید.

سخن پایانی