اخبار تکنولوژیاینترنتسخت افزارسخت افزار موبایلشبکهمیم تک 9

شبکه تلفن همراه : معرفی و آشنایی با نسل ها

شبکه تلفن همراه : معرفی و آشنایی با نسل ها
Big communication radio tower above blue cloudy sky

مقدمه ای از شبکه تلفن همراه :

راه های زیادی برای ارتباط با دیگران وجود دارد. در طول تاریخ، انسان ها مدام برای ساده سازی این ارتباط مهم بین یکدیگر تلاش کردند. نامه نگاری شاید سقف پیشرفت انسان ها در ارتباط با یکدیگر تا سال 1875 میلادی بود. در دوم ژوئن سال 1876، الکساندر گراهام بل تلفن را اختراع کرد. اختراع او به سرعت یک نوع نیاز برای تمام انسان ها شد. اختراع آقای بل در سوم آوریل 1973 میلادی شاهد تحول گسترده ای شد. در این روز، اولین تلفن همراه توسط کمپانی نام آشنای موتورولا آزمایش شد. تلفن های همراه ارتباط بین انسان ها را به شکل بیسیم فراهم کردند. این ارتباط بیسیم شاهد تغییر و تحولات گوناگونی بوده است. از همان روز های دهه 70 میلادی تا به امروز، پنج نسل متفاوت از این نوع ارتباط عرضه شده که در این مقاله به شکل تخصصی به ارزیابی شبکه تلفن همراه میپردازیم.

معرفی شبکه تلفن همراه یا Cellular Network :

فرض کنید با تلفن هوشمندتان وصل مودم منزلتان شده اید. مودم شما را وصل به ISP (سرویس دهند اینترنت) میکند و در نهایت ISP شما را وصل به اینترنت جهانی می کند. این یک مثال ساده از اتصال به اینترنت است. مشکل این ارتباط این است که حتما باید وصل به مودم یا دستگاه های شبیه آن باشید تا بتوانید از اینترنت استفاده کنید.

زمانی را تصور کنید که در حال سفر با قطار هستید و نیاز به اینترنت دارید، آن وقت اینترنت همراه تلفن هوشمندتان است که این نیاز را رفع میکند.

به اینترنت تلفن همراه که در تلفن های هوشمند، تبلت ها و … وجود دارد شبکه تلفن همراه یا Cellular Network میگویند. در اواخر قرن بیستم کاربرد اصلی این نوع شبکه، انتقال صدا به شکل بیسیم بود تا دیگر مجبور به صحبت با دیگران به شکل تلفن های سیمی قدیمی نباشید.

اما امروزه کاربرد اصلی این شبکه علاوه بر انتقال صدا و متن، اتصال به اینترنت پرسرعت جهانی است.

شبکه تلفن همراه شامل پنج نسل با نام های 1G یا نسل اول، 2G یا نسل دوم، 3G یا نسل سوم، 4G یا نسل چهارم و 5G یا نسل پنجم شناخته شده اند. (البته 0G هم وجود دارد. این همان اولین نسل تلفن های همراه میباشد که قبل از سیستم های مدرن امروزی مورد استفاده قرار میگرفت.)


نسل اول شبکه تلفن همراه یا 1G :

این فناوری اولین بار توسط NTT (مخابرات ژاپن) در سال 1979 در ژاپن مورد استفاده قرار گرفت. سیگنال های رادیویی در 1G به شکل آنالوگ بوده اند و سرعت آن حداکثر 19.2 کیلوبیت در ثانیه بوده است.

کاربران در این شبکه فقط توانایی برقراری تماس صوتی را داشتند.

استاندارد های 1G :
 خانواده AMPS
  • AMPS (TIA/EIA/IS-3, ANSI/TIA/EIA-553)
  • N-AMPS (TIA/EIA/IS-91)
  • TACS
  • ETACS
دیگر
  • NMT
  • C-450
  • Hicap
  • Mobitex
  • DataTAC

نسل دوم شبکه تلفن همراه یا 2G :

این فناوری اولین بار توسط اپراتور Radiolinja در سال 1991 در فنلاند مورد استفاده قرار گرفت. سیگنال های رادیویی در 2G به شکل دیجیتال بوده اند و انتقال اطلاعات در سیستم GPRS با حداکثر سرعت 50 کیلوبیت در ثانیه و در سیستم EDGE با حداکثر سرعت 1 مگابیت در ثانیه انجام میشود.

کاربران در این شبکه علاوه بر توانایی برقراری تماس صوتی و ارسال پیام متنی، پیام چندرسانه ای، قادر به اتصال به اینترنت با سرعت کم هستند.

این شبکه شامل زیر مجموعه های 2.5G و 2.75G میباشد که ساختار 2G را دارند اما از سیستم های متفاوتی پشتیبانی میکنند که تفاوتشان در سرعت انتقال اطلاعات است.

برخی اپراتور های کشور هایی مثل آمریکا، استرالیا، هند، نیوزلند، سنگاپور، هلند و سوئیس به طور کامل شبکه 2G را غیرفعال کردند.

استاندارد های 2G :
خانواده GSM/3GPP
خانواده 3GPP2
  • cdmaOne (TIA/EIA/IS-95 and ANSI-J-STD 008)
خانواده AMPS
  • D-AMPS (IS-54 and IS-136)
دیگر
استاندارد های 2.5G و 2.75G :
خانواده GSM/3GPP
خانواده 3GPP2
دیگر

نسل سوم شبکه تلفن همراه یا 3G :

این فناوری اولین بار توسط اپراتور NTT DoCoMo در سال 1998 در ژاپن راه اندازی شد. انتقال اطلاعات در سیستم WCDMA با حداکثر سرعت 384 کیلوبیت در ثانیه، در سیستم HSPA با حداکثر سرعت 7.2 مگابیت در ثانیه و در سیستم +HSPA (یا 3.5G) با حداکثر سرعت 21.6 مگابیت در ثانیه انجام میشود.

کاربران در این شبکه علاوه بر توانایی برقراری تماس صوتی، پیام متنی، پیام چندرسانه ای، قادر به اتصال به اینترنت هستند. همچنین میتوانند تماس تصویری برقرار کنند.

یک ویژگی خوب از نسل سوم به بعد، پشتیبانی همزمان از صدا و اینترنت است. یعنی کاربران میتوانند همزمان متصل به اینترنت باشند و با دیگران مکالمه صوتی داشته باشند.

این شبکه شامل زیر مجموعه های 3.5G و 3.75G با استاندارد ها و سیستم های متفاوت میباشد.

استاندارد های 3G :
خانواده 3GPP
خانواده 3GPP2
استاندارد های 3.5G ، 3.75 و 3.9G :
خانواده 3GPP
خانواده 3GPP2
خانواده IEEE

نسل چهارم شبکه تلفن همراه یا 4G :

این فناوری اولین بار توسط اپراتور TeliaSonera در سال 2009 در سوئد راه اندازی شد. انتقال اطلاعات در سیستم WiMAX و LTE  با حداکثر سرعت 1 گیگابیت در ثانیه انجام میشود.

کاربران در این شبکه علاوه بر توانایی انتقال صدا، پیام متنی، پیام تصویری، پیام چندرسانه ای، قادر به اتصال به اینترنت پر سرعت هستند.

4G یک استاندارد کلی دارد که اولا کاملا مبتنی بر پروتکل IP می باشد، دوما کاربران با تحرک و سرعت بالا (مثل سوار بر ماشین) بتوانند با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه و کاربران با تحرک و سرعت پایین (مثلا در حال قدم زدن باشد) بتوانند با سرعت 1 گیگابیت بر ثانیه متصل به اینترنت باشند.

استاندارد های 4G یا IMT Advanced :
خانواده 3GPP
خانواده IEEE
  • WiMAX (IEEE 802.16m)
    • WiMax 2.1 (LTE-TDD)

نسل پنجم شبکه تلفن همراه یا 5G :

آمریکا، ایرلند، فنلاند، ژاپن و انگلیس مدعیان اولین آزمایش کننده نسل پنجم در دنیا میباشند. این نسل به گفته اپراتور ها، تا سال 2020 میلادی به شکل عمومی مورد استفاده قرار میگیرد. انتقال اطلاعات با حداکثر سرعت 10 گیگابیت در ثانیه انجام میشود.

سرعت بسیار بالای نسل پنجم، شاید برترین ویژگی آن باشد. با این سرعت شاید آینده تلفن های همراه متفاوت شود. شاید زندگی ما انسان ها  سبک و سیاق دیگری پیدا کند.

به این فکر کنید با حافظه های ابری یا Cloud دیگر نیازی به وجود این همه حافظه در تمام تلفن های همراه در سرتاسر دنیا نباشد و اطلاعات فقط در Data Center های کمپانی های معتبر ذخیره شوند چیزی به نام Internal Storage یا SD-Card فراموش شود.

با این سرعت تلفن های همراه دیگر نیاز به اجرای بازی ها و برنامه ها توسط منابع خود (RAM یا CPU) ندارد و در اینجا میتوان از زیرساخت های Cloud Computing استفاده ی بیشتری برد. پس با این ویژگی و دیدگاه دیگر منابعی مثل RAM و CPU به شکل کنونی وجود نخواهد داشت.

در واقع میتوان قبول کرد که تلفن همراه شما فقط یک نوع Console یا Terminal برای اتصال به سرور کمپانی های فعال در زیرساخت این حوزه ها میباشد.

صنعت IoT یا اینترنت اشیا شاید بیشترین نقش را در نسل پنج ایجاد کند. خانه ها و شهر های هوشمند به معنایی واقعی تر میرسند و نیاز انسان ها به گجت ها بیش از پیش حس میشود.

البته باید در نظر گرفت که نسل پنجم شبکه های تلفن همراه از فرکانس بسیار بالایی (حدودا 2.6 گیگاهرتز) برخوردار است و هر چه فرکانس بالا تر باشد، قدرت عبور آن از موانعی همچون ساختمان ها و دیوار ها کمتر است و نمیتواند فواصل طولانی را طی کند. پس این مشکل 5G است و باید دید در آینده چگونه این مشکل بزرگ رفع میشود.

المپیک زمستانی 2018 کره جنوبی جدی ترین آزمون برای 5G میباشد، زیرا قرار است به شکل آزمایشی مورد استفاده قرار بگیرد.

5G برای اولین بار در ایران توسط اپراتور ایرانسل در 29 شهریور سال 96 شمسی مورد آزمایش قرار گرفت.

اهداف 5G :
1. پشتیبانی تعداد بیشتری از دستگاه های متصل به طور همزمان
2. راندمان طیفی بالاتر سیستم در محیط های متراکم
3. مصرف باتری کمتر
4. تاخیر کمتر در زمان اتصال به شبکه
5. هزینه های کمتر جهت توسعه زیرساخت ها
6. ثبات در برقراری ارتباطات
7. احتمال قطعی کمتر و پوشش بهتر

استاندارد های 5G یا IMT-2020 :
خانواده LTE مشخص نشده.
خانواده 5G-NR مشخص نشده.

 

 

شبکه تلفن همراه – آشنایی با تکنولوژی و استاندارد

ارسال پاسخ

محمد رستمی
محمد رستمی هستم، دانشجوی رشته نرم افزار و فعال در حوزه آی تی. علاقه مند به "تمامی مباحث شبکه"، "امنیت"، "لینوکس"، "اندروید"، "مجازی سازی" و ...