آشنایی با نسل چهارم تلفن همراه
آشنایی با نسل چهارم تلفن همراه
شبکه‌های تلفن قدیمی (شبکه‌های سلولی نسل 2) مانند GSM، که فقط برای انتقال صوت مورد استفاده قرار می‌گیرند دارای تکنولوژی سوئیچ مداری هستند. شبکه‌های نسل 5/2 مانند GPRS، مدل گسترش یافته شبکه‌های نسل2 هستند که از تکنولوژی سوئیچ مداری برای انتقال صوت و از سوئیچ بسته‌ای برای تبادل دیتا استفاده می‌کنند. تکنولوژی سوئیچ مداری ایجاب می‌کند که کاربران بر مبنای زمان سنجیده شوند نه بر مبنای میزان دیتای انتقال داده شده، چراکه پهنای باند فقط برای کاربر اختصاص داده شده است. در مقابل، تکنولوژی سوئیچ بسته‌ای، پهنای باند را بیشتر مورد استفاده قرار داده و به بسته‌های هر کاربر اجازه رقابت برای بدست آوردن پهنای باند را می‌دهد و کاربرها را بر مبنای میزان دیتای انتقال داده شده، مورد حسابرسی قرار می‌دهد.
شبکه‌های نسل 3 (UMTS) قصد داشتند مشکلات متعددی که نسل‌های 2 و 5/2 با آن روبرو شده بودند را بر طرف کنند. از جمله این مشکلات می‌توان به سرعت پایین و وجود تکنولوژی‌های ناهمخوان و سازگار ناپذیر(TDMA/CDMA) در کشورهای مختلف اشاره کرد.
انتظاراتی که از نسل 3 وجود داشت، افزایش پهنای باند به Kb/s 128در ماشین‌ها وMb/s 2 در کاربردهای ثابت بود ولی در واقعیت، خروجی نسل3 نه روشن بود و نه مشخص. البته یک قسمت از این مشکل به این مسئله برمی‌گردد که تامین کنندگان و ارائه دهندگان شبکه‌های ارتباطی در اروپا و آمریکای شمالی، در حال حاضر از استانداردهای مجزایی برای نگهداری و پشتیبانی استفاده می‌کنند و بدنه این استانداردها باعث ایجاد تفاوت‌هایی در تکنولوژی واسط‌های هوایی آنها می‌شود. در ضمن سوالات مالی متعددی هم وجود دارد که باعث تردید در مرغوبیت شبکه‌های نسل 3 می‌شود و این نگرانی وجود دارد که در بسیاری از کشورها، نسل 3 مورد توجه واقع نشود. در مجموع تمامی این مسائل و نگرانی‌ها باعث ایجاد رقابت و تمایل به استفاده از تکنولوزی‌های بی سیم نسل 4 شد .
شبکه‌های نسل چهارم یا G4 ، نامی است که به سیستم‌های موبایل مبتنی بر IP که دسترسی را از طریق یک مجوعه از واسطه‌های رادیویی تامین می‌کنند، داده شده است. شبکه G4 برقراری بهترین سرویس اتصال، رومینگ و فراگشت بی سیم را ارائه می‌کند و از طرف دیگر چندین واسط دسترسی رادیویی مانند: (HIPERLAN,WLAN,BLUETOOTH ,GPRS) را به یک شبکه واحد که کاربر از آن استفاده می‌کند تبدیل خواهد کرد .
با این ویژگی، کاربران خواهند توانست به سرویس های مختلف دسترسی پیدا کرده و پوشش بیشتری داشته باشند در ضمن، راحتی استفاده از یک وسیله واحد را نیز تجربه کنند( وسیله ای كه در آینده جایگزین گوشی‌های تلفن همراه فعلی خواهد شد). از طرف دیگر یک صورتحساب را با کاهش کل هزینة دسترسی داشته و دسترسی بی سیم قابل اعتمادی را حتی در صورت از دست دادن یک یا چند شبکه، داشته باشند .
در حال حاضر G4 یکی از ابتکارات مراکز R&D برای فائق آمدن بر محدودیت‌های موجود و بر طرف کردن مشکلات G3 است که نتوانسته به وعده‌های خود در زمینه عملکردها و خروجی های مختلف عمل کند. در عمومی ترین سطح، ساختار G4 شامل سه منطقة پایة ارتباطی است: شبکه‌های شخصی PAN، (مانند Bluetooth)، نقاط دسترسی محلی با سرعت بالا در شبکه‌هایی که شامل تکنولوژی‌های LAN بی‌سیم (WLAN) هستند، (مانند: HIPERLAN و IEEE 802.16 ) و ارتباطات سلولی. با این اوصاف G4 برای محدودة وسیعی از دستگاه‌های موبایل که از جابجایی‌های عمومی پشتیبانی می‌کنند، به کار خواهد رفت. هر دستگاه قادر خواهد بود که با اطلاعات مبتنی بر اینترنت که برای شبکه‌ای که در آن لحظه به وسیلة دستگاه استفاده می شود، تعریف شده است، تعامل داشته باشد. به طور خلاصه، ریشه‌های شبکه‌های G4 بر مبنای ایدة محاسبات منتشر شونده، است.
ابزاری که در این راستا قابل استفاده است رادیو نرم افزار (SDR) می باشد. رادیوهای SDR دستگاه‌هایی مانند تلفن‌های سلولی، PDAها، PCها و تمامی محدوده سایر دستگاهها را برای دریافت امواج هوایی به منظور رسیدن به بهترین متد ممکن ارتباطی، با بهترین قیمت آماده و امکان‌پذیر می‌سازد. در یک محیط SDR، توابعی که سابقاً، فقط در سخت افزار اجرا می‌شدند، (مانند: تولید سیگنال رادیویی انتقال و تنظیم سیگنال رادیویی دریافت و . . . ) به وسیلة نرم افزار انجام می‌شوند. بنابراین رادیو قابل برنامه ریزی بوده و قادر به ارسال و دریافت سیگنال در یک محدوده وسیع فرکانسی است .
مشخصات و ویژگی های نسل چهارم:
1-سرعت بالا: سیستم‌های G4 باید سرعت پیك بیش از Mb/s100 را در حالت ساکن و میانگین Mb/s20 را در حال حرکت ارائه دهند.
2- ظرفیت بالای شبکه: ظرفیت شبكه باید حداقل 10 برابر بیشتر از سیستم‌های G3 باشد. که این مقدار زمان Download یک فایل M byte10 را در سیستم های G4 به 1 ثانیه کاهش می‌دهد که این زمان در سیستم‌های G3 معادل 200 ثانیه برآورد شده است. از طرف دیگر قابلیت ارائه ویدئو با کیفیت بالا به تلفن‌ها و تجربة واقعیت مجازی در صفحات نمایش گوشی ها را نیز ارائه می‌کند .
3- فراگشت سریع و بی سیم بین شبکه‌های مختلف: شبکه‌های بی‌سیم G4 باید از جابجایی عمومی بین شبکه‌های موبایل و شبکه‌های بی‌سیم مختلف پشتیبانی کنند .
4- پشتیبانی از چند رسانه‌های نسل جدید: شبکة G4 باید قادر به پشتیبانی از مقدار زیاد دیتای انتقالی با سرعت بالا و با هزینة پایین‌تر از هزینه‌های معمول باشد.
شبکه‌های G4 و 6IPV
هدف G4 این است که تکثر و فراوانی موجود در بین شبکه‌های موبایل را با یک شبکة مركزی استاندارد جهانی که مبتنی بر IP باشد و بتواند ویدئو، دیتا و صوت را پشتیبانی کند، جایگزین نماید که این کار سرویس‌های یکپارچه صوت، تصویر و دیتا را برای تمامی میزبانان موبایل که کاملاً بر مبنای IP هستند، تأمین خواهد كرد .
در واقع هدف اصلی ارائه سرویس‌های چند رسانه‌ای بی‌سیم به کاربرانی است که از طریق تکنولوژی‌های دسترسی ناهمگن به یک ساختار تماماً IP دسترسی دارند. پروتكل IP در واقع به عنوان یک پیوند دهنده بین شبکه‌های مختلف برای تأمین ارتباطات عمومی و حرکت‌پذیری، عمل می کند .
یک شبکة بی‌سیمIP ، پروتکل مخابراتی سیستم سیگنالینگ شمارة 7 (SS7) که واقعاً یک عامل زائد می‌باشد، را تغییر می‌دهد. زیرا ارسال سیگنال SS7 بخش زیادی از پهنای باند شبکه را مصرف می‌کند حتی در زمانی که هیچ ترافیکی سیگنالینگی وجود ندارد. (علت این امر این است که این سیستم از مکانیزم Setup مکالمه برای رزرو کردن پهنای باند استفاده می‌کند که اسلاتهای زمانی / فرکانسی در امواج رادیویی این کار را انجام نمی‌دهند). از طرف دیگر شبکه‌های IP بدون اتصال هستند و تنها زمانی از اسلاتها استفاه می‌کنند که دیتایی برای ارسال داشته باشند بنابراین در این حالت بهینه ترین استفاده از پهنای باند موجود انجام خواهد شد.
امروزه ارتباطات بی سیم بیشتر بر پایة صوت استوار می باشند و این در حالی است که تحقیقات نشان می دهد رشد ترافیک دنیای بی سیم به صورت نمایی به نسبت تقاضای ترافیک صورت، در حال افزایش است. به خاطر اینکه لایة هسته IP به صورت ساده ای قابل درجه بندی می‌باشد و برای رودرویی با این چالش مناسب است. هدف ما در واقع یکی کردن شبکه های صوت، دیتا و چند رسانه ها است.
