اینترنت 5G چه دستاوردهایی برای ایران دارد؟

موج بزرگ تجاری‌سازی 5G در جهان 

کارشناسان حوزه مخابرات پیش‌بینی کرده‌اند تعداد مشترکان اینترنت 5G در چند سال آینده به رقم سه و نیم میلیارد کاربر در جهان خواهد رسید. یکی از اصلی‌ترین دلایلی که باعث رشد سریع این شبکه‌ها در کشورهای مختلف خواهد شد، سرمایه‌گذاری گسترده در زیرساخت‌ها و استقرار سایت‌هایی متناسب با تعداد مشترکان است. همین مسئله باعث شده تا برخی کشورها لقب سریع‌ترین اینترنت 5G را به‌ خود اختصاص دهند. کره جنوبی و چین از جمله کشورهای پیشگام در تجاری‌سازی 5G به‌شمار می‌روند. کره‌جنوبی اولین کشوری بود که به‌کارگیری فناوری 5G در شبکه ارتباطی خود را آغاز کرد. با سرعتی که این کشور در حال به‌روزرسانی شبکه ارتباطات سیار خود است، برآورد می‌شود تا سال 2025 میلادی، حدود 60 درصد شبکه موبایلی این کشور به نسل جدید ارتقاء پیدا کنند و همچنان به‌عنوان کشوری پیشگام در این حوزه شناخته شود. گزارشی که سایت Speedtest در ارتباط با سرعت موبایل در این کشور منتشر کرده نشان می‌دهد متوسط سرعت دانلود موبایل در این کشور 222 مگابیت ‌بر‌ ثانیه و سرعت آپلود 24.77 مگابیت بر ثانیه است، به‌طوری‌که اکنون جایگاه دوم پرسرعت‌ترین اینترنت موبایل جهان را به ‌خود اختصاص داده است (شکل 1). 

از مهم‌ترین ویژگی‌‌های نسل پنجم شبکه‌های سیار باید به سرعت و پایداری زیاد، تاخیر کم و ارائه کانال‌های ارتباطی گسترده اشاره کرد. کشورهایی که به‌دنبال تحول اساسی در کسب‌وکارهای اینترنتی و توسعه اقتصاد دیجتال هستند، سرمایه‌گذاری کلانی روی توسعه این نسل جدید از فناوری‌های مخابراتی انجام داد‌ه‌اند. هنگامی‌که شرکت‌ها روی فناوری‌های کاربردی و روز دنیا در حوزه پژوهش و توسعه سرمایه‌گذاری‌ کلانی انجام دهند و نسخه بومی از فناوری‌ها را تولید کنند، آن‌گاه توانایی انتقال این دانش در قالب پروژه‌های فنی یا شرکت در مناقصه‌ها به‌سادگی فراهم است. یکی از بهترین بازارها در این زمینه قاره افریقا است. 

وضعیت توسعه 5G در ایران

ورود و توسعه نسل چهارم اینترنت سیار به ایران نتایج ملموسی داشت. به‌طوری که راه را برای پیدایش مشاغل نوظهوری همچون تاکسی‌های اینترنتی هموار کرد. پیش‌بینی‌ها از روند تجاری‌سازی 5G  حکایت از این موضوع دارند که به احتمال زیاد در بیشتر کشورها تا سال 2024 ضریب نفوذ 5G با 4G یکسان خواهد بود. با وجود آن‌که روند توسعه نسل پنجم اینترنت سیار به‌سرعت در بیشتر کشورهای جهان در حال انجام است در ایران شروع نسبتا کندی داشت. برخی کارشناسان فناوری اطلاعات معتقد هستند که دلیل اصلی ورود دیرهنگام ایران به این حوزه، تحریم‌ها است. در حال ‌حاضر در بیشتر کشورهای جهان، فناوری 5G به‌شکل هات‌اسپات و FWA مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فروردین‌ماه 1400 رئیس سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی وقت، در گفت‌وگو با ایسنا درباره روند قانون‌گذاری حوزه 5G در کشور گفت: «ما در مجموعه وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات از دو سال پیش بررسی این موضوع را آغاز کردیم و از اپراتورها هم مشاوره گرفتیم. از سال گذشته نقشه راه 5G را تعیین و به ITU اعلام کردیم باندهای فرکانسی موردنیاز برای 5G  را مشخص و آماده واگذاری کند. دیدگاه ما این‌گونه نبود که ببینیم چه اتفاقی می‌افتد و بعد بخواهیم واکنش نشان دهیم. ما از قبل خود را برای این حوزه آماده کردیم. نقشه راه 5G از دسترسی بی‌سیم ثابت FWA سرنام Fixed Wireless Access آغاز شده است. در بیشتر کشورهای جهان 5G به‌شکل هات‌اسپات و FWA استفاده می‌شود و این روند عمدتا از حوزه‌های اقتصادی B2B و خدمات تجاری آغاز شده است».

اکنون که در سال 2022 قرار داریم، بیشتر کشورها کار در زمینه هات‌‌اسپات FWA را آغاز کرده‌اند. البته برخی کشورها 5G را در حوزه سیار آغاز کرده‌اند که از آن جمله باید به کشورهای حاشیه خلیج فارس اشاره کرد، اما روند تجاری‌سازی گسترده 5G از سال 2024 آغاز خواهد شد. در ایران روند تجاری‌سازی FWA 5G از اسفند 99 آغاز شد. تمرکز بر راه‌حل‌هایی مثل 5G FWA به‌معنای استفاده از 5G برای اینترنت خانگی و توسعه اینترنت ثابت است. نخستین سایت 5G ایران، با همکاری وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات و ایرانسل، در محل پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات، واقع در خیابان کارگر شمالی تهران راه‌اندازی شد و کمی بعدتر در اسفندماه 99 همراه‌ اول اولین سایت 5G را راه‌اندازی کرد تا ایران نیز به‌ جمع کشورهایی بپیوندد که در مسیر دستیابی به جدیدترین استاندارد شبکه‌های سیار گام برمی‌دارند. البته مطالعات تحقیقاتی در زمینه بومی‌سازی این فناوری از سال‌ها قبل آغاز شده بود. به‌طور مثال، همراه اول تحقیقات در این حوزه را از سال 1395 آغاز کرده بود. 

5G تقاضا برای خرید گوشی‌های هوشمند جدید در ایران را افزایش می‌دهد

با پیاده‌سازی فناوری 5G در کشور و تجاری‌سازی گسترده آن، بازار موبایل رونق خوبی خواهد گرفت، زیرا کاربران تجاری و خانگی به‌دنبال فناوری‌ای هستند که سرعت بیشتری را ارائه می‌کند.

نزدیک به دو سال قبل بود که محمدجواد آذری جهرمی، وزیر وقت ارتباطات و فناوری اطلاعات درباره زیرساخت‌های 5G وعده راه‌اندازی نسل پنجم اینترنت تلفن همراه را داد و در سال 1399 با راه‌اندازی مراکز 5G در شیراز، کیش، مشهد و تهران این وعده محقق شد. البته با توجه به این‌که هنوز 5G به‌شکل گسترده در تمام شهرها راه‌اندازی نشده، تنها برخی از کاربران به‌سراغ خرید گوشی‌هایی می‌روند که از 5G پشتیبانی می‌کنند. این رویکرد درست مشابه زمانی است که نسل سوم و چهارم ارتباطات سیار به ایران وارد شد. در ابتدا کاربران کمی به‌سراغ خرید گوشی‌هایی رفتند که از نسل‌های سوم و چهارم شبکه‌های ارتباطی پشتیبانی می‌کردند، اما اکنون در دست همه مردم گوشی‌هایی وجود دارد که از اینترنت 4G و LTE پشتیبانی می‌کنند. همین روند در ارتباط با 5G نیز صادق است. 

بازار موبایل همانند سایر حوزه‌های اقتصادی در دوران پساکرونا کاملا متفاوت از زمان حال خواهد بود. به‌طوری که تمام حوزه‌های اقتصاد بعد از عادی شدن شرایط دوران پررونقی را تجربه خواهند کرد. یکی از اتفاقات جالب توجه دو سال گذشته، هم‌سویی انتشار ویروس کرونا و تمرکز کشورها و اپراتورها بر استقرار زیرساخت‌ها و دکل‌های 5G بود. به بیان دقیق‌تر، شیوع ویروس کرونا مانع از آن نشد تا دولت‌ها و بخش خصوصی نسبت به‌ سرمایه‌گذاری روی این فناوری بی‌تفاوت باشند و این خبر خوبی برای کاربران و به‌ویژه فعالان اقتصادی حوزه موبایل است، زیرا در این دو سال گوشی‌های هوشمند مختلفی که قابلیت پشتیبانی از 5G را دارند ساخته و روانه بازار شدند. به‌طور معمول، با گذشت زمان و ورود گوشی‌های جدید به ‌بازار، قیمت گوشی‌های ساخته شده در سال‌های قبل افت قیمت خواهند داشت که خبر خوبی برای کاربران است. به بیان دیگر، به محض این‌که پایلوت ارائه 5G در کشور به‌شکل گسترده‌تری انجام شود، با رشد عجیب تقاضا در بازار موبایل روبرو می‌شویم که بیان‌گر گذر از نسل قدیم به نسل جدید فناوری است. درست مشابه اتفاقی که برای 2G، 3G و 4G افتاد و مصرف موبایل در کشور رشد فزاینده‌ای پیدا کرد. این رشد نه تنها در حوزه فناوری، بلکه در تمام بازارها مثل گوشی‌های هوشمند اتفاق می‌افتد. به‌طوری که گردش مالی خوبی را نه‌تنها برای وارد‌کنندگان و فروشندگان گوشی‌های هوشمند رقم خواهد زد، بلکه سود کلانی را عاید اپراتورهای ارائه‌دهنده این خدمات خواهد کرد. نکته مهمی که باید در مورد 5G بدانید این است که 5G تنها یک فناوری نیست بلکه یک زیست‌بوم و اکوسیستم است که تحول مهمی در همه عرصه‌ها ایجاد خواهد کرد و در واقع یک توسعه متوازن است که باید در همه عرصه‌ها مانند شهر هوشمند و اقتصاد دیجیتال اتفاق بیفتد.

دستاوردهای 5G برای جامعه ایرانی چیست؟

در حالی که برای برخی از کاربران، فناوری 5G به‌معنای دستیابی به سرعت بیشتر برای انجام کارهای روزمره عادی است، اما واقعیت این است که 5G راه رسیدن به خدمات کاربردی مهم را هموار می‌کند. ایجاد زیرساخت‌های لازم جهت ارائه خدمات پزشکی از راه دور (tele Medicine) و بیمارستان هوشمند (Smart Hospital) و مواردی مثل جراحی از راه دور، کمک به بهبود بهره‌وری و تولید در محیط‌های صنعتی با استفاده از ظرفیت هوش مصنوعی، مدیریت مصرف انرژی در حوزه‌های مختلف از جمله مصارف حوزه کشاورزی، شکل‌گیری شهر هوشمند با استفاده از فناوری اینترنت اشیاء، دسترسی کاربران به سرویس پخش محتوای با کیفیت بالا در حد 4K از طریق تلویزیون‌های تعاملی از جمله مواردی هستند که در سایه دستیابی به یک مکانیزم ارتباطی پرسرعت و پایدار محقق می‌شود. 

برای این منظور نیازمند ارتقاء کمی و کیفی ارتباطات و توسعه پهنای باند با استفاده از فناوری 5G هستیم. روند توسعه سایت‌های 5G در کشور با سرعت در حال انجام است و طبیعتاً در چنین شرایطی ارائه سرویس‌های موردنیاز جامعه از قبیل جراحی از راه دور (Remote surgery) امکان‌پذیر می‌شود. به‌طور مثال، در زمینه جراحی از راه دور، مهم‌ترین اصلی که باید به آن دقت شود دسترسی به یک کانال ارتباطی باکیفیت، پایدار و پرسرعت است، زیرا کوچک‌ترین اختلال در دریافت سیگنال‌ها عواقب جبران‌ناپذیری به‌همراه دارد.  

شبکه‌های 5G تنها برای دانلود یا آپلود فایل نیستند!

یکی از مهم‌ترین کاربردهای تعریف شده برای شبکه‌های 5G توانایی خدمت‌رسانی به ‌تعداد زیادی از حس‌گرها در یک فضای محدود است. در بخش رادیویی، این فناوری باید پوشش بیشتر و بهینه‌تری داشته باشد؛ بنابراین به شبکه‌های 5G با معماری پیچیده‌تر و پیشرفته‌تری مثل شبکه‌های میلی‌متری نیاز داریم که توانایی سرویس‌دهی تا یک‌ میلیون سنسور در مساحت یک کیلومترمربع را داشته باشند. طبیعی است که با افزایش طول موج فرکانس، میرایی سیگنال بیشتر و دامنه خدمت‌رسانی بهتر می‌شود، بنابراین طراحی از ماکروسل به میکروسل و در نهایت پیکروسل تبدیل می‌شود و سایت‌ها در فاصله نزدیک‌تری قرار می‌گیرند.

در خصوص بلوغ فناوری‌هایی که به‌عنوان محرک این فناوری هستند، باید به این نکته اشاره کرد که برای دستیابی به اهداف مدنظر در زیست‌بوم فناوری 5G از فناوری‌های مختلف استفاده می‌شود. به‌طور مثال، فناوری مایمو (MIMO) برای طراحی و پیاده‌سازی آنتن‌ها و به‌عنوان فناوری پیشرفته در بخش انتشار امواج در سیستم‌های مخابراتی بی‌سیم و فناوری Beamforming برای مدیریت هدفمند سیگنال‌های رادیویی (به سمت کاربران و سرویس‌ها) و استفاده هم‌زمان از یک طیف فرکانس در زوایای مختلف استفاده می‌شوند. البته در راستای کاهش تاخیر سرویس‌ها باید از فناوری‌هایی مثل Mobile Edge Computing و راه‌حل‌های Small Cell استفاده کرد. 

پیاده‌سازی زیست‌بوم فناوری 5G در کشور بازیگران مختلفی دارد. در این حوزه سازمان‌های تابعه وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات مانند سازمان تنظیم مقررات رادیویی برای رگولاتوری فرکانس، شرکت ارتباطات زیرساخت در خصوص ارائه زیرساخت‌های ارتباطی، پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات در رابطه با فعالیت‌های پژوهشی به‌اتفاق سایر ذی‌نفعان از جمله اپراتورهای همراه و ارائه‌دهنده خدمات سطح دسترسی، تشکل‌های بخش خصوصی، شرکت‌های فناوری و دانش‌بنیان حوزه ICT و مجموعه‌های دانشگاهی، نقش‌آفرین هستند.

مطالعه موردی به‌کارگیری 5G در صنعت کشاورزی

یکی از مهم‌ترین کاربردهای 5G در بخش کاربری در حوزه کشاورزی است. در همین ارتباط، اپراتور مخابراتی Swiss telecom با موسسه تحقیقات کشاورزی سوئیس Agroscope و هوآوی برای شناسایی کاربردهای بالقوه فناوری 5G در کشاورزی در‌ حال همکاری است. به‌طور معمول، اگر به‌دنبال استفاده بهینه از حس‌گرهای اینترنت اشیاء در مزارع هستید به یک ارتباط اینترنتی پرسرعت و کم‌تاخیر نیاز دارید. به‌دلیل هزینه‌بر بودن پیاده‌سازی فیبر، بهترین گزینه در زمینه دستیابی به اینترنت، پهن‌باند 5G است. در این پروژه تحقیقاتی ماشین‌آلات کشاورزی، سیلوها و خطوط آب‌رسانی به شبکه‌ای خصوصی متصل می‌شوند. به‌طور مثال، یک پیمانکار می‌تواند ماشین‌آلات مجهز به حس‌گرهای هوشمند را به این شبکه پرسرعت متصل کند تا اطلاعات لحظه‌ای در ارتباط با عملکرد دستگاه‌ها و داده‌های محیطی را جمع‌آوری کند. در ادامه، داده‌های جمع‌آوری شده از طریق شبکه 5G برای مراکز داده ارسال می‌شوند تا پردازش شده و نتیجه برای دستگاه‌ها ارسال شود. این مکانیزم به کشاورزان کمک می‌کند اطلاعات دقیقی در ارتباط با میزان رطوبت خاک، زمان موردنیاز برای آبیاری و عاری یا غنی بودن خاک از مواد آلی به‌دست آورند. بر مبنای این شبکه پرسرعت، طیف گسترده‌ای از فناوری‌های جدید مانند کنترل آبیاری هوشمند، بررسی وضعیت علف‌های هرز، حس‌گرهای متصل به طیور و ماشین‌های خودکار در دسترس افراد و کسب‌وکارهایی قرار می‌گیرد که مشاغل آن‌ها ارتباط مستقیمی با دنیای فناوری اطلاعات ندارد. اما به‌دلیل بهره‌مندی از فناوری‌های نوین بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها را تجربه می‌کنند. بدون شک این فناوری‌ها برای کارآمدتر شدن تولید محصولات کشاورزی مهم هستند. در مزرعه هوشمند 5G که برای این پروژه در سوئیس آماده شده، حس‌گرهای بی‌شماری برای جمع‌آوری داده‌های زمان واقعی در مورد آب‌و‌هوا، پارامترهای خاک، رشد محصول و رفتار حیوانات، در مزارع کشاورزی و دام‌داری مستقر شدند.

به‌طور مثال، تجزیه‌و‌تحلیل وضعیت مواد مغذی محصولات زراعی با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین مجهز به حس‌گرهای چندقطبی، بررسی می‌شوند. اطلاعات به‌دست آمده با داده‌های آب‌وهوا و دیگر اطلاعات زراعی ادغام می‌شوند تا مقدار بهینه کود لازم برای مزارع تعیین شود.

بعد از دو سال انجام این پروژه آزمایشی، مشخص شد که می‌توان مقدار کود نیتروژن مورد استفاده را حدود %۱۰ بدون هیچ‌گونه افت عملکرد در زراعت کاهش داد. کاربرد دیگر این پروژه در خودکارسازی آبیاری قطره‌ای است، به‌طوری که حس‌گرهای خاک مقدار آب موجود را اندازه‌گیری می‌کنند.

پیاده‌سازی این پروژه در مزارع دیگر نشان داد که آب لازم برای آبیاری قطره‌ای به میزان 30٪ کاهش یافته است. در واقع 5G امکان انتقال ساده و مستقیم داده‌ها از زمین کشاورزی به سرور بدون انتقال رادیویی واسطه را به‌وجود آورد. تحول در صنعت کشاورزی یکی دیگر از مصادیق بارز تحول دیجیتال و رونق اقتصادی است. هوشمندسازی مزارع، فرآیندهای کشت و زراعت را ساده‌تر کرده است و سالانه باعث صرفه‌جویی زیادی برای کشور می‌شود.  خوشبختانه پیاده‌سازی چنین پروژه‌هایی در صنعت کشاورزی ایران، امکان‌پذیر است. با توجه به‌وجود دانش فنی و زیرساخت‌های لازم، عملیاتی کردن این مدل پروژه‌ها برای استفاده بهینه از منابع استراتژیک مثل آب ضروری است. 

کلام آخر

با وجود مزایای زیادی که فناوری 5G دارد، در برخی موارد باعث بروز شکاف‌های طبقاتی در مقیاس کلان می‌شود. یکی از این مخاطرات افزایش نابرابری از طریق پذیرش متنوع فناوری دیجیتال است. اریکسون پیش‌بینی کرده تا پایان سال 2026، نزدیک به 3.5 میلیارد مشترک 5G در جهان وجود خواهد داشت که از این میزان 80 درصد مربوط به آمریکا و تنها 5 درصد مربوط به آفریقا است. در ایران نیز ممکن است برخی افراد به دلیل قیمت بالای تجهیزاتی که از 5G پشتیبانی می‌کنند قادر به خرید این تجهیزات نباشند. آمارها و گزارش‌های منتشر شده توسط موسساتی مثل گارتنر نشان می‌دهد تا سال 2030 دو‌سوم نیروی کار جهان برای انجام فعالیت‌های خود به 5G نیاز خواهند داشت؛ مهم است که برای کاهش شکاف مهارت‌های دیجیتال تلاش کنیم و بخش خصوصی و دولتی سرمایه‌گذاری زیادی روی این فناوری انجام دهند تا جامعه از مزایای آن بهره‌مند شود. شیوع کرونا ارزش عظیم زیرساخت‌های دیجیتال را نشان داد. اگر دولت‌ها در نظر داشته باشند از این بیماری همه‌گیر سربلند بیرون آیند و با چالش‌های بزرگ‌تری مقابله کنند، باید شبیه کاتالیزورها عمل کرده و ظرفیت‌های 5G را آزاد کنند.