چشم‌انداز شهرهای هوشمند

شبکه‎های 5G برای ما چه خواهند کرد؟

30/01/1395 - 12:00

ماری‌آن راسون

مترجم:

محسن آقاجانی

پرونده ویژه

ماهنامه شبکه - شماره 177

زمان به سرعت گذشت و اکنون کم‌تر می‎توان خبری در مورد شبکه‎های موبایل فوق سریع 4G شنید. حالا صنعت فناوری قصد دارد ایده استفاده از 5G را گسترش دهد. استاندارد 5G، شبکه‎های تلفن همراه مافوق سریعی خواهند بود که قدرتی فراتر از هر ارتباط اینترنتی بی‎سیمی را‎ که ما تا به امروز تجربه کرده‎ایم در اختیار ما قرار خواهد داد. هر چند استانداردهای بین المللی که باید برای تعریف 5G معرفی شود هنوز وضع نشده است، ساختار استانداردهای جهانی موبایل GSMA ضرب العجلی را برای ارائه شبکه‎های 5G تا سال 2020 تعیین کرده است.

این مطلب در پرونده ویژه «شهرهای هوشمند» شماره 177 ماهنامه شبکه منتشر شده است. برای دریافت کل این پرونده ویژه می‌توانید به اینجا مراجعه کنید.
در حال حاضر، استاندارد 4G به طور میانگین سرعتی را معادل 15 مگابيت در ثانیه برای دانلود اینترنت موبایل ارائه می‎کند، اما اپراتور ارتباطات انگلیسی، آف‎کام معتقد است، شبکه موبایل 5G قادر خواهد بود به سرعتی بین 10 تا 50 گیگابیت در ثانیه دسترسی پیدا کند. تامین‌کننده فناوری ارتباطات اریکسون از سال 2013 در رویای جهانی کردن 5G بوده و مفهومی‎ به نام Network 2020 را ترویج می‎دهد؛ جایی که همه چیز به طور مداوم از طریق بستر شبکه 5G به اینترنت اشیا متصل است و بیش‌تر از هر زمان دیگری به پهنای باند احتیاج دارد (شکل 1).

شکل 1: اریکسون نشان می‎دهد چگونه با پیوند شبکه 5G شهرها، افراد، صنایع و خدمات اورژانس به یک‌دیگر متصل خواهند خورد.

اریک کروز مبلغ نظریه جامعه شبکه شده و مدیر آزمایشگاه Networked Society اریکسون، می‎گوید: «اگر 4G را به دریاچه تشبیه کنیم، 5G به وسعت اقیانوس خواهد بود». اما این شبکه چگونه کار خواهد کرد و ما که همین حالا به اینترنت تلفن همراه فوق سریع دسترسی داریم، چرا به 5G نیاز خواهیم داشت؟ در ادامه با نظر اریک‌کروز در مورد وضعیت آینده آشنا خواهیم شد.

5G در خودروهای خودران استفاده خواهد شد
شرکت‎های بزرگ فناوری نظیر گوگل و اپل در حال رقابت برای ساخت خودروهای خودران هستند. اما در پشت صحنه، خودروسازان نیز در حال تحقيق و پژوهش در مورد این فناوری هستند. طبق گفته کروز، 5G روند تکامل فناوری خودروهای خودران را تسریع کرده و اتومبیل‎ها را برای تبادل و به اشتراک‌گذاری اطلاعات به یک‌دیگر متصل می‎کند. بنابراین اگر تصادفی رخ دهد خودرویی که به محل حادثه نزدیکتر است می‎تواند به طور بی‎سیم اطلاعات مربوط به تصادف را به تمام اتومبیل‎های پشت سر خود در بزرگراه ارسال کند. همچنین حس‌گرهای تعبیه شده در داخل خودرو قادر خواهند بود با دقت بیش‌تری شرایط جوی را در موقعیت‎های مختلف جغرافيایی اندازه‌گیری کرده و سپس اطلاعات را از طریق شبکه 5G به مراکز داده ابری ارسال کنند تا خودروهای خودران بتوانند بهترین مسیر ممکن را برای سفر شما بررسی و پیشنهاد کنند (شکل 2).

شکل2: انجام آزمايش فناوری خودروهای خودران توسط ولوو و اریکسون.

5G ارتباطات هوشمندانه‎تری را برای حمل و نقل فراهم خواهد کرد
5G علاوه بر اتومبیل‎های شخصی برای دیگر وسایل حمل و نقل این امکان را فراهم می‎کند تا با یک‌دیگر ارتباط برقرار کنند در نتیجه انعطاف‌پذیری بیش‌تری را برای مدیریت اتوبوس‎ها فراهم خواهد کرد. تحت چنین شرایطی پایانه‌های اتوبوس، به اتوبوس‎ها اطلاع می‎دهد که آیا مسافری در آن پایانه منتظر ایستاده است یا خیر. مسافران نیز می‎توانند با فشردن یک دکمه در اپلیکیشن تلفن هوشمند خود به اتوبوس مربوطه اطلاع دهند که در فلان پایانه عده‎ای منتظر ایستاده‎اند. چنین قابلیتی رانندگان اتوبوس را قادر خواهد ساخت تا در پایانه‌های بدون مسافر توقف نکنند و سرعت حمل و نقل را افزایش دهند. از طرف دیگر با ارسال گزارش ازدحام جمعیت در یک پایانه خاص به متصدیان حمل و نقل شهری، آنها می‎توانند اتوبوس‎های بیش‌تری را به آن پایانه خاص بفرستند. علاوه بر این، فرض کنید شما داخل یک خودروی خودران نشسته‎اید و به یک خیابان پرترافیک نزدیک می‎شوید؛ طبق نظر کروز 5G می‎تواند با ارسال سریع اطلاعات ترافیکی به خودروی شما خلوت‎ترین خیابان و سریع‎ترین مسیر رسیدن به مقصد را معرفی کند.
او می‎گوید: «در صورت مساعد نبودن وضعیت ترافیک، اتومبیل راه جایگزینی را به شما پیشنهاد می‎کند. خودروی شما می‎تواند از طریق اینترنت برای ادامه سفر، بلیط قطار رزرو کند و سپس برای بخش سوم سفر یک موتورسیکلت اجاره کند و بعد شما را به ایستگاه قطار برساند. خودروی خودران شما در پایان روز و زمانی که شما آماده رفتن به خانه هستید اگر اوضاع ترافیک بهتر شده بود، به محل کارتان آمده و شما را به خانه برمی‌گرداند» (شکل3).

شکل3: چشم انداز اریکسون از نحوه اتصال ایستگاه‎های اتوبوس به یک‌دیگر.

5G لوازم خانگی شما را به یک‌دیگر پیوند می‌دهد
در حال حاضر زمانی که شما مشغول تماشای تلویزیون هستید یا به یک موسیقی گوش می‎کنید، اگر بخواهید از یک اتاق به اتاق دیگری بروید، باید دستگاه پرتابل خود را همراه ببرید تا بتوانید برنامه را مشاهده کنید، یا برای ادامه تماشای تلویزیون یا گوش دادن به موزیک در مکان جدید باید کامپیوتر، کنسول بازی یا یک تلویزیون دیگر را روشن کنید.
در آینده شما نیازی به این کارها نخواهید داشت. بنا به گفته کروز، از آنجا که 5G این امکان را فراهم می‎کند تا تمام لوازم الکترونیکی شما با یکدیگر در ارتباط باشند، بلندگوهای موجود در اتاق‎های مختلف به طور بی‎سیم با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و یک اپلیکیشن موزیک مثل اسپاتیفای، موسیقی مورد نظر شما را پخش خواهد کرد.
اتصال لوازم خانگی شما با یک‌دیگر به این معنا است که شما قادر خواهید بود بررسی کنید كه هر یک از لوازم چه میزان برق مصرف می‎کنند. اگر از پنل‎های خورشیدی استفاده می‎کنید، می‎توانید ببینید چه میزان الکتریسیته توسط هر یک از پنل‎ها تولید شده است؛ شاید بتوانيد مازاد الکتریسیته تولیدی خود را به شبکه برق‌رسانی محلی بفروشید (شکل4).

شکل4: 5G این امکان را برای لوازم خانگی فراهم می‎کند تا دائم با یک‌دیگر در ارتباط باشند و اطلاعات مفیدی درباره برق مصرفی هر یک از این دستگاه‎ها در اختیار شما قرار می‌دهد، همچنین نقص‌های شناسایی شده نیز به شما اطلاع داده می‎شود.

5G خدمات اورژانس را متحول خواهد کرد
آیا تا به حال در منطقه‌های پرازدحام و مملو از جمعیت گرفتار شده‎اید؟ اگر پاسخ مثبت است احتمالا متوجه شده‎اید که در این منطقه‌ها سیگنال‌دهی موبایل چقدر سخت انجام می‎شود و امکان تماس با اعضای خانواده و یا درخواست ماشین برای بازگشت به خانه تقريبا غیرممکن است. در آینده، شما نگران نداشتن سیگنال تلفن در شرایط اورژانسی نخواهید بود. کروز می‎گوید:«با شبکه 5G شما می‎توانید ترافیک یک شبکه بی‎سیم را اولويت بندی کرده و پلیس و خدمات اورژانس را در صدر قرار دهید. همچنین می‎توانید به منطقه‌های خاصی پهنای باند بیشتری اختصاص دهید، بدون آنکه تاثیری روی بخش‌های دیگر شبکه داشته باشد. همین حالا در ایالات متحده، پلیس برای هدف‌های اضطراری خود از شبکه 4G-LTE استفاده می‎کند، اما با فناوری 5G شما برای تقسیم‌بندی، پهنای باند بسیار بیش‌تری را در اختیار خواهید داشت». علاوه بر این آتش‌نشان‌هایی که وارد ساختمان‎های در حال سوختن و یا منطقه‌های بحران زده می‎شوند، به کلاه‎های ایمنی مجهز خواهند شد که روی آنها دوربين متصل شده است؛ این دوربين‎ها امکان می‌دهند تا تصویر صحنه حادثه به‌طور زنده برای مرکز فرماندهی ارسال شود. با این کار مدیریت ماموریت‎های امداد و نجات راحت‎تر و دقیق‎تر انجام خواهد شد (شکل 5).

شکل5: 5G به دوربين‎های نصب شده روی کلاه ایمنی آتش‌نشان‌ها این توانایی را می‎دهد تا به طور زنده از صحنه حادثه برای مرکز کنترل عملیات، ویدیو ارسال کنند.

5G دفاتر کار جدیدی ابداع می‌کند
شما ممکن است تصور کنید همین حالا هم دفاتر اداری به اندازه کافی به فناوری‎های پیش‌رفته مجهز هستند، نظر شما در مورد آسمان‌خراش‎های فولادی مجهز به کارت‎های دسترسی الکترونیکی و اسکنرهای عنبیه چشم چیست؟ اریکسون ایده‎های جدیدی در این مورد دارد. کروز می‎گوید: «دفترهای کار آینده مراکز کنترل هوشمند خواهند داشت، بنابراین به محض اين‌كه مردم با کارت‎های دسترسی الکترونیکی خود وارد راهرو می‎شوند، خود ساختمان تشخیص می‎دهد که افراد زیادی منتظر هستند و آسانسورها با سرعت بیش‌تری افراد را جابجا می‎کنند. همچنین دفترهای کار این توانایی را خواهند داشت تا داده‎ها را بلادرنگ از داخل دیوارها عبور دهند؛ یک سیستم شبکه هوشمند قادر به تشخیص نفوذهای احتمالی خواهد بود و به موقع عکس العمل‎های لازم را انجام خواهد داد» (شکل 6)