5 نسل تلفن همراه؛دیروز، امروز، فردا
براساس پژوهش های منتشره در یک سال گذشته یک میلیارد نفر بر تعداد خریداران ومشترکان جدید تلفن همراه در جهان افزوده شده است و پیش بینی می شود تعداد دارندگان دستگاه موبایل از عدد 4.08 میلیارد نفر در سال 2012، تا سال 2017 به رقم 5.13 میلیارد نفر برسد.
سال هاست که رویای بشر عصر ارتباطات برای به همراه داشتن وسیله محاسباتی و ارتباطی خود تحقق یافته و می توان تلفن خود را همه جا به همراه برد و از آن بهره برد. در اوان عرضه این ابزار ارتباطی تنها چیزی که از آن انتظار می رفت، در حد امکان برقراری یک تماس تلفنی بود. لیکن به مرور و با برطرف شدن این نیاز، برای تلفن های همراه کاربردهای متعدد دیگری نیز به تناسب تعریف شد. اسمارت فون ها یا همان تلفن های هوشمند نیز در پاسخ به همین نیازهای کاربران قدم به میدان گذاشتند. دیگر تلفن همراه صرفا وسیله برای مکالمه نبود و نیست؛ و از آن استفاده های متعددی از سرگرمی و بازی، تماشای فیلم، امور اداری گرفته تا مکان یابی، اموربانکی و وبگردی می توان برد.
اما هرچه پیشتر آمدیم، جنبه کاربردی آخر یعنی اتصال به اینترنت مهم تر و تعیین کننده تر شد. علت آن است که در واقع همه کاربردهایی که بالاتر ذکرش رفت و نرفت، به مرور بیشتر و بیشتر به اتصال اینترنتی وابسته تر شدند. بنابراین کیفیت و دوام و سرعت اتصال به شبکه های مخابراتی موبایل به یک موضوع مهم در امور ارتباطات بدل شد. لذا تامین کنندگان زیرساخت های موبایل کارشناسان و پژوهشگران خود را به تحقیق برای یافتن راه های جدیدتر به منظور افزایش سرعت و کیفیت اتصال گماردند. این نیاز منجر به توسعه و ترقی آنچه ما نسل های موبایل می خوانیم شد. هر ساله بر تعداد خریداران ومشترکان جدید نلفن همراه در جهان افزوده می شود. طبق تحقیقی که انجام شده، فقط طی یک سال گذشته یک میلیارد به این تعداد افزوده شده است. پیش بینی می شود تعداد دارندگان دستگاه موبایل از عدد 4.08 میلیارد نفر در سال 2012، تا سال 2017 به رقم 5.13 میلیارد نفر برسد. این رشد سرسام آور بی شک حاصل رشد زیرساخت های تلفن همراه و تسهیل روزافزون دسترسی به این فناوری ارتباطی است.
حرف G نیز اشاره به واژه نسل (Generation) آن دارد. مثلا 3G معادل نسل سه سیستم ارتباطی تلفن همراه است.
**نسل یک
نسل نخست تلفن های همراه، همچنان که بالاتر نیز اشاره شد، صرفا برای فراهم کردن سیستم ارتباطی به منظور برقراری تماس صوتی و مکالمه طراحی شد. از سال 1980 تا اوایل دهه 90 این نسل ارتباطی در همه جای دنیا استفاده می شد. سیستم موبایل آنالوگ (AMPS) ابتدائا در امریکا و سپس در دیگر کشورها مورد بهره برداری قرار گرفت. حداکثر سرعت تبادل داده در این نسل به 2.4 کیلوبیت بر ثانیه می رسید که از سرعت اتصال دایال آپ نیز کمتر می شود. با این سرعت فقط امکان داشت تماس صوتی آن هم به صورت درون شبکه ای و داخل کشوری، برقرار کرد.
نسل اول ملازم ضعف های بسیاری بود؛ از جمله کیفیت صدای ضعیف، عمر باتری کم، اندازه بزرگ گوشی به واسطه نیاز به آنتن بزرگ، نبود یک مکانیسم امنیتی مطمئن در گوشی و مسایل دیگر.
** آغاز عصر SMS
نسل دوم بر اساس استاندارد GSM و بهره گیری از سیگنال های دیجیتال بنا نهاده شد. تفاوت اصلی آن نیز با نسل قبلی همین گذار از سیگنال های آنالوگ به دیجیتال بود. نخستین بار 2G در سال 1991 در شعر رادیولینجای فنلاند راه اندازی شد. در این نسل مکانیزم های امنیتی چه در هنگام ارسال سیگنال و چه هنگام دریافت آن، بهبود داده شد. کاربران با این نسل برای نخستین بار سرویس های مفیدی چون نمایش تصاویر و ارسال پیامک را تجربه کردند که هنوز هم استفاده گسترده ای دارند. فناوری های مورد استفاده در نسل دوم مبتنی بر TDMA (دسترسی چندگانه با تقسیم زمانی) و CDMA (دسترسی چندگانه با تقسیم کد) بودند. سرعت انتقال داده در این نسل به (حداکثر) 64Kbps رسید.
نسل دوم به همراه خود سرویسی را برای کاربران به ارمغان آورد که به سهم خود انقلابی در این حوزه به پا کرد. Sms یا همان پیامک امکان ارسال فوری و ارزان را بین همه مشترکان فراهم ساخت. هم آنان از این سرویس بسیار منتفع شدند و هم اپراتورها؛ به واسطه درآمد سرشار و کم دردسری که از این طریق حاصل کردند. اگر بخواهیم به کاستی های 2Gاشاره کنیم، می توانیم به لزوم وجود سیگنال قوی برای برقراری تماس و ناتوانی در ارسال داده چندگانه مثل ویدئو اشاره کنیم.
** نسل سوم تلفن همراه
3G اشاره دارد به نسل سوم تلفن همراه که از اوایل قرن بیست و یکم راه اندازی شد. در مقایسه با نسل های یکم و دوم این نسل به سرعتی بسیار بالا در حدود 144Kbps-2Mbps رسید. برای همین به نسل ارتباطات بین المللی معروف شد. در نسل سوم کیفیت مکالمه به حد ایده آل رسید و فناوری آن امکان تبادل اطلاعات را با سرعت ودقت بالاتر و با پهنای باند بیشتر فراهم کرد. بازی سه بعدی، ویدئوکنفرانس، وبگردی آسان و بی دغدغه، شیوه های امنیتی بیشتر و بسیاری موارد دیگر از جمله مزایای 3G بودند. البته باز هم نقاط ضعفی وجود داشت که نیاز به توسعه نسل های جدیدتر و بهتر را گوشزد و الزام آور می کرد؛ مسایلی چون قیمت بالای اینترنت نسل سوم، اندازه بزرگ گوشی ها، گران بودن عمده گوشی های نسل سومی و نیاز به پهنای باند بسیار زیاد.
** ورود به نسل چهارم
پیشرفت های علمی و فراهم آمدن پهنای باند بین المللی بیشتر، دانشمندان علوم ارتباطات را به سوی پایه گذاری نسل چهارم فناوری های ارتباطاتی همراه سوق داد. مشخصا تمرکز در این نسل بر افزایش سرعت و کیفیت انتقال داده و در واقع همان بالا بردن سرعت اتصال بود. نخستین بار در سال 2005 این ژاپنی ها بودند که در سال 2005 یک شبکه نسل چهارمی در توکیو به راه انداختند. این شبکه توان انتقال داده با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه تا یک گیگابیت بر ثانیه را دارد. هر بایت معادل هشت بیت است، بنابراین برای به دست آوردن هر سرعت بر اساس بایت بر ثانیه، بایستی آن را تقسیم بر هشت کرد.
به زعم اغلب کارشناسان علوم ارتباطات، نسل چهارم، فناوری های تلفن همراه را به نقطه کیفی مطلوب خود رساند. با 4G کاربر هر نوع سرویس مورد نیازش را در هر زمان و هر مکانی در اختیار خواهد داشت. از جمله مزایای این نسل می توان به هزینه پایین رومینگ و سرعت اتصال بسیار بالا اشاره کرد.
نسل چهارم تلفن همراه در کشور ما نیز به تازگی راه اندازی شده و یکی از اپراتورهای موبایل می گوید که می تواند این نوع امکانات را برای کاربران خود فراهم کند. در حال حاضر این نسل در کشورهای معدودی چون ایالات متحده، آلمان، انگلیس، اسپانیا، چین و ژاپن به طور کامل در دسترس کاربران قرار گرفته است. باز هم اگر بخواهیم نقاط ضعف 4G را برشماریم، می توان به نیاز به سخت افزار پیچیده، مصرف باتری زیاد، قیمت گران و کمبود زیرساخت های آن برای برقراری نسل چهارم اشاره کرد.
** نسل پنچم
اما 5G هنوز در مرحله آزمون و توسعه قرار دارد و در کشورهای معدودی اجرایی شده است. نسل پنجم ارتباطات بی سیم به نسل بدون محدودیت معروف شده است. کار روی این نسل از سال 2010 آغاز شده و پیش بینی می شود 5 یا 6 سال دیگر رسما وارد بازار شود. در این نسل برای اولین بار از مفهوم نوین WWWW (شبکه وب جهانی بی سیم) پشتیبانی کامل خواهد شد. فناوری WWWW از تلفیق امکانات تلفن های همراه، مانند شماره گیری، ضبط صدا روی فضای ابری، دانلود فیلم HD و… با مفهوم وب و اینترنت شکل گرفته است. در حال حاضر برای مکان یابی و اختصاص آی پی به هر وسیله ثابت یا متحرکی از فناوری جداگانه ای استفاده می شود. لیکن با ورود نسل پنجم هر دستگاه موبایلی آدرس ثابتی خواهد داشت که به طور دقیق مکان آن را مشخص خواهد کرد.
طبق برآوردهای شرکت هایی که در حال کار روی این نسل ارتباطی هستند، انتظار می رود این شبکه توان پاسخگویی و رفع نیازهای ترافیک 15000 تماس و اتصال اینترنتی بیشتر را نسبت به نسل های سوم و چهارم داشته باشد. قرار است نسل پنجم به کلی کاربرمحور باشد و هیچ چیز از دید و کنترل کاربر مخفی و دور نباشد. شبکه های نسل پنجم بر مبنای مفهوم معماری Open Wireless خواهد بود و لایه کنترل دسترسی فیزیکی نیز به شبکه آن افزوده خواهد شد. از جمله مزایای شبکه های 5G از این قرارند: حافظه وسیع، سرعت شماره گیری بالا، تصاویر با کیفیت اچ دی، امکانات جذاب تر و موثرتر، حداکثر سرعت آپلود و دانلود، امکان دسترسی و کنترل از راه دور وسیله، سرعت تا 10 هزار گیگابیت بر ثانیه!، وجود سرویس هایی برای رفع خطاهای احتمالی، شبکه باندپهن دوسویه.
با این حال هنوز ابهامات و پرسش های بسیاری درباره نسل پنجم وجود دارد. به راستی چه کیفیت و مزیتی نسبت به نسل چهارم خواهد داشت؟ آیا بر روی همان زیرساخت نسل سوم و چهارم قابل اجرا خواهد بود یا نیازمند ساخت زیرساخت های مخابراتی جدیدی است که در این صورت البته مستلزم هزینه هنگفتی هم خواهد بود؟ مشترکان عملا از چه زمانی قادر به بهره وری از آن خواهند بود؟ آیا اسمارت فون های نسل چهارمی قادر خواهند بود در طول باند نسل پنجم کار کنند یا باز هم لازم خواهد بود گوشی جدیدی ابتیاع شود؟ در مقطع زمانی حاضر امکان پاسخگویی دقیق به این سوالات وجود ندارد. چون همان طور که گفته شد، هنوز 5G عملا اجرایی نشده است.