آشنايي با شبکه‌هاي نسل چهارم ‏تلفن همراه

رشد سيستم‌هاي تلفن سيار، افزايش كاربران اينترنت و ‏بالا رفتن انتظار و نيازهای کاربران، مانند تقاضاي ‏دسترسي به اينترنت با كيفيت بالا از طريق سيستم‌هاي ‏بي‌سيم، منجر به طراحي سيستم‌هايي شده است كه قادر به ‏برآورده كردن اين نيازها باشند.
کاربران سرويس‌هاي ‏مخابراتي در آينده، ترجيح مي‌دهند که سرويس‌هاي مشابهي ‏را که از شبکه‌هاي ثابت دريافت مي‌کنند از يک محيط ‏بي‌سيم نيز در اختيار داشته باشند. البته انتظار ‏نمي‌رود که عملکرد بهتر را قرباني حرکت‌پذيري بيشتر نمايند ‏چراكه آنها در هرصورت از ابزارهاي مخابراتي ساکن هم ‏استفاده خواهند کرد. بنابراين بهترين راه‌کار اين ‏است‌که سيستم‌هاي بي‌سيم با شبکه‌هاي ثابت مجتمع شوند، ‏به همين منظور شبکه‌هاي بي‌سيم به سرعت در حال تکامل و ‏حرکت به سمت شبکه‌هاي تماما ‏IP‏ مي‌باشند.‏
شبکه‌هاي تلفن قديمي (شبکه‌هاي سلولي نسل دوم) مانند ‏GSM ، که فقط براي انتقال صوت مورد استفاده قرار ‏مي‌گيرند، ذاتا داراي تکنولوژي سوئيچ مداري هستند. ‏شبکه‌هاي نسل 5/2 مانند ‏GPRS ، مدل گسترش يافته ‏شبکه‌هاي نسل2 هستند که از تکنولوژي سوئيچ مداري ‏براي انتقال صوت و از سوئيچ بسته‌اي براي تبادل ديتا ‏استفاده مي‌کنند. تکنولوژي سوئيچ مداري ايجاب مي‌کند ‏که کاربران بر مبناي زمان سنجيده شوند نه بر مبناي ‏ميزان ديتاي انتقال داده شده، چراکه پهناي باند فقط ‏براي کاربر اختصاص داده شده است. در مقابل، ‏تکنولوژي سوئيچ بسته‌اي، پهناي باند را بيشتر مورد ‏استفاده قرار داده و به بسته‌هاي هر کاربر اجازه ‏رقابت براي بدست آوردن پهناي باند را مي‌دهد و ‏کاربرها را بر مبناي ميزان ديتاي انتقال داده شده، ‏مورد حسابرسي قرار مي‌دهد. بنابراين حرکت به سمت ‏استفاده از سوئيچ بسته‌اي و به تبع آن شبکه‌هاي ‏IP‏ ‏يک امر طبيعي است. ‏
شبکه‌هاي نسل 3 ‏‎(UMTS)‎‏ قصد داشتند مشکلات متعددي که ‏نسل‌هاي 2 و 2.5 با آن روبرو شده بودند را بر طرف ‏کنند. از جمله اين مشکلات مي‌توان به سرعت پايين و وجود ‏تکنولوژي‌هاي ناهمخوان و سازگار ناپذير‎(TDMA/CDMA) ‎‏ ‏در کشورهاي مختلف اشاره کرد.‏
‏انتظاراتي که از نسل 3 وجود داشت، افزايش پهناي ‏باند به ‏Kb/s‏ 128در ماشين‌ها وMb/s ‎‏ 2 در کاربردهاي ‏ثابت بود ولي در واقعيت، خروجي نسل3 نه روشن بود و ‏نه مشخص. البته يک قسمت از اين مشکل به اين مسئله ‏برمي‌گردد که تامين کنندگان و ارائه دهندگان شبکه‌هاي ‏ارتباطي در اروپا و آمريکاي شمالي، در حال حاضر از ‏استانداردهاي مجزايي براي نگهداري و پشتيباني ‏استفاده مي‌کنند و بدنه اين استانداردها باعث ايجاد ‏تفاوت‌هايي در تکنولوژي واسط‌هاي هوايي آنها مي‌شود. در ‏ضمن سوالات مالي متعددي هم وجود دارد که باعث ترديد ‏در مرغوبيت شبکه‌هاي نسل 3 مي‌شود و اين نگراني وجود ‏دارد که در بسياري از کشورها، نسل 3 مورد توجه واقع ‏نشود. در مجموع تمامي اين مسائل و نگراني‌ها باعث ايجاد ‏رقابت و تمايل به استفاده از تکنولوزي‌هاي‌ بي سيم ‌نسل ‏‏4 شد.‏
شبکه‌هاي نسل چهارم يا ‏G‏4 ، نامي است که به ‏سيستم‌هاي موبايل مبتني بر ‏IP‏ که دسترسي را از طريق يک ‏مجوعه از واسطه‌هاي راديويي تامين مي‌کنند، داده شده ‏است. شبکه ‏G‏4 برقراري بهترين سرويس اتصال، رومينگ و ‏فراگشت بي سيم را ارائه مي‌کند و از طرف ديگر چندين ‏واسط دسترسي راديويي مانند: (‏HIPERLAN,WLAN ‎‎,BLUETOOTH ,GPRS‏) را به يک شبکه واحد که کاربر از ‏آن استفاده مي‌کند تبديل خواهد کرد.‏
با اين ويژگي، کاربران خواهند توانست به سرويس ‏هاي مختلف دسترسي پيدا کرده و پوشش بيشتري داشته باشند ‏در ضمن، راحتي استفاده از يک وسيله واحد را نيز تجربه ‏کنند( وسيله اي كه در آينده جايگزين گوشي‌هاي تلفن ‏همراه فعلي خواهد شد)‌. از طرف ديگر يک صورتحساب را با ‏کاهش کل هزينة دسترسي داشته و دسترسي بي سيم قابل ‏اعتمادي را حتي در صورت از دست دادن يک يا چند شبکه، ‏داشته باشند.‏
در حال حاضر ‏G‏4 يکي از ابتکارات مراکز ‏R&D‏ براي ‏فائق آمدن بر محدوديت‌هاي موجود و بر طرف کردن مشکلات ‏G‏3 است که نتوانسته به وعده‌هاي خود در زمينه ‏عملکردها و خروجي هاي مختلف عمل کند. در عمومي ترين ‏سطح، ساختار ‏G‏4 شامل سه منطقة پاية ارتباطي است: ‏شبکه‌هاي شخصي ‏PAN، (مانند ‏Bluetooth‏)، نقاط دسترسي محلي ‏با سرعت بالا در شبکه‌هايي که شامل تکنولوژي‌هاي ‏LAN‏ ‏بي‌سيم (‏WLAN‏) هستند، (مانند: ‏HIPERLAN‏ و ‏IEEE ‎‎802.16‎‏ ) و ارتباطات سلولي. با اين اوصاف ‏G‏4 براي ‏محدودة وسيعي از دستگاه‌هاي موبايل که از جابجايي‌هاي ‏عمومي پشتيباني مي‌کنند، به کار خواهد رفت. هر ‏دستگاه قادر خواهد بود که با اطلاعات مبتني بر اينترنت ‏که براي شبکه‌اي که در آن لحظه به وسيلة دستگاه ‏استفاده مي شود، تعريف شده است، تعامل داشته باشد. ‏به طور خلاصه، ريشه‌هاي شبکه‌هاي ‏G‏4 بر مبناي ايدة ‏محاسبات منتشر شونده، است.‏
ابزاري که در اين راستا قابل استفاده است راديو نرم ‏افزار (‏SDR‏) مي باشد. راديوهاي ‏SDR‏ دستگاه‌هايي ‏مانند تلفن‌هاي سلولي، ‏PDA ها، ‏PC ها و تمامي محدوده ‏ساير دستگاهها را براي دريافت امواج هوايي به منظور ‏رسيدن به بهترين متد ممکن ارتباطي، با بهترين قيمت آماده ‏و امکان‌پذير مي‌سازد. در يک محيط ‏SDR، توابعي که ‏سابقاً، فقط در سخت افزار اجرا مي‌شدند، (مانند: ‏توليد سيگنال راديويي انتقال و تنظيم سيگنال ‏راديويي دريافت و . . . ) به وسيلة نرم افزار انجام ‏مي‌شوند. بنابراين راديو قابل برنامه ريزي بوده و ‏قادر به ارسال و دريافت سيگنال در يک محدوده وسيع ‏فرکانسي است. ‏
مشخصات و ويژگي‎‎هاي نسل چهارم :‏‏

1- سرعت بالا :

سيستم‌هاي ‏G‏4 بايد سرعت پيك بيش از ‏Mb/s‏100 را در حالت ساکن و ميانگين ‏Mb/s‏20 را در حال ‏حرکت ارائه دهند.‏‏

2- ظرفيت بالاي شبکه :

ظرفيت شبكه بايد حداقل 10 ‏برابر بيشتر از سيستم‌هاي ‏G‏3 باشد. که اين مقدار زمان ‏Download‏ يک فايل ‏M byte‏10 را در سيستم هاي ‏G‏4 به 1 ‏ثانيه کاهش مي‌دهد که اين زمان در سيستم‌هاي ‏G‏3 معادل ‏‏200 ثانيه برآورد شده است. از طرف ديگر قابليت ‏ارائه ويدئو با کيفيت بالا به تلفن‌ها و تجربة واقعيت ‏مجازي در صفحات نمايش گوشي ها را نيز ارائه مي‌کند.‏‏

3- فراگشت سريع و بي سيم بين شبکه‌هاي مختلف : ‏

شبکه‌هاي بي‌سيم ‏G‏4 بايد از جابجايي عمومي بين شبکه‌هاي ‏موبايل و شبکه‌هاي بي‌سيم مختلف پشتيباني کنند.‏‏

4- پشتيباني از چند رسانه‌هاي نسل جديد :

شبکة ‏G‏4 بايد قادر به پشتيباني از مقدار زياد ديتاي ‏انتقالي با سرعت بالا و با هزينة پايين‌تر از هزينه‌هاي ‏معمول باشد.

شبکه‌هاي ‏G‏4 و 6‏‎ IPV‎

هدف ‏G‏4 اين است که تکثر و فراواني موجود در بين ‏شبکه‌هاي موبايل را با يک شبکة مركزي استاندارد ‏جهاني که مبتني بر ‏IP‏ باشد و بتواند ويدئو، ديتا و ‏صوت را پشتيباني کند، جايگزين نمايد که اين کار ‏سرويس‌هاي يکپارچه صوت، تصوير و ديتا را براي تمامي ‏ميزبانان موبايل که کاملاً بر مبناي ‏IP‏ هستند، تأمين ‏خواهد كرد.‏
در واقع هدف اصلي ارائه سرويس‌هاي چند رسانه‌اي بي‌سيم ‏به کاربراني است که از طريق تکنولوژي‌هاي دسترسي ‏ناهمگن به يک ساختار تماماً ‏IP‏ دسترسي دارند. پروتكل ‏IP‏ ‏در واقع به عنوان يک پيوند دهنده بين شبکه‌هاي مختلف ‏براي تأمين ارتباطات عمومي و حرکت‌پذيري، عمل مي کند.
يک شبکة بي‌سيمIP ‎، پروتکل مخابراتي سيستم سيگنالينگ ‏شمارة 7 ‏‎(SS7)‎‏ که واقعاً يک عامل زائد مي‌باشد، را ‏تغيير مي‌دهد. زيرا ارسال سيگنال ‏SS7‎‏ بخش زيادي از ‏پهناي باند شبکه را مصرف مي‌کند حتي در زماني که هيچ ‏ترافيکي سيگنالينگي وجود ندارد. (علت اين امر اين ‏است که اين سيستم از مکانيزم ‏Setup‏ مکالمه براي رزرو ‏کردن پهناي باند استفاده مي‌کند که اسلاتهاي زماني / ‏فرکانسي در امواج راديويي اين کار را انجام نمي‌دهند). ‏از طرف ديگر شبکه‌هاي ‏IP‏ بدون اتصال هستند و تنها ‏زماني از اسلاتها استفاه مي‌کنند که ديتايي براي ارسال ‏داشته باشند بنابراين در اين حالت بهينه ترين ‏استفاده از پهناي باند موجود انجام خواهد شد. ‏
امروزه ارتباطات بي سيم بيشتر بر پاية صوت استوار مي ‏باشند و اين در حالي است که تحقيقات نشان مي دهد رشد ‏ترافيک دنياي بي سيم به صورت نمايي به نسبت تقاضاي ‏ترافيک صورت، در حال افزايش است. به خاطر اينکه لاية ‏هسته ‏IP‏ به صورت ساده اي قابل درجه بندي مي‌باشد و ‏براي رودرويي با اين چالش مناسب است. هدف ما در ‏واقع يکي کردن شبکه هاي صوت، ديتا و چند رسانه ها ‏است.
منبع:www.forum.microrayaneh.com
/ن