چشم‌انداز 5G، چالش‌های FCC

این مطلب یکی از مقالات چاپ شده در پرونده ویژه «نسل پنجم شبکه‌های موبایل» است. برای دانلود کل پرونده ویژه اینجا کلیک کنید. 

در حال حاضر، برخی مخالفت‌ها پیرامون‌ این‌که FCC باید مجوز استفاده از طیف فرکانسی بالا را برای برخی اپراتورهای خاص صادر یا استفاده از آن را برای همه اپراتورها مجاز کند، وجود دارد. CTIA یک گروه تجاری است که سرویس بی‌سیمی را در امریکا ارائه می‌کند و از FCC خواسته‌ است تا ‌جای ممکن بهره‌گیری از طیف فرکانس بالا را به صدور مجوز محدود کند. این در حالی است که گوگل بر این عقیده است باند فرکانس بالا برای استفاده مشترک است و به صدور مجوز برای استفاده از آن نیاز نیست. باند فرکانس بالا طول موج‌های کوتاهی دارد و به ‌همین علت در ارسال‌های بی‌سیم مربوط به شبکه‌های سلولی کارآمد نیست؛ زیرا در این شبکه‌ها سیگنال باید روی یک خط مستقیم حرکت و به‌سادگی از دیوارها، درخت‌ها و سایر موانع عبور کند.
با وجود این، آنتن‌های پیش‌رفته و فناوری‌های اخیر که در حال توسعه هستند، به دنبال راهی برای تشکیل امواج رادیویی با استفاده از سخت‌افزار‌ها و نرم‌افزارهای خاص هستند که امکان ارسال سیگنال با فرکانس‌های بالا که بتواند مسافت حدود 185 متر را با نرخ 10 گیگابیت بر ثانیه طی کند، فراهم کنند. این نرخ انتقال داده هزار برابر سریع‌تر از نرخ دانلودلینک در تلفن‌های هوشمند امروزی است. برای این میزان توان خروجی در ارسال بی‌سیم، به تعبیه آنتن‌های بیش‌تر روی تلفن‌های هوشمند و دیگر دستگاه‌های الکترونیکی نیاز است که در این باره چند شرکت نظرهای خود را به FCC اعلام کرده‌اند. در عین حال، این کار می‌تواند به اتصال دستگاه‌های هوشمند با یکدیگر نظیر حس‌گرهای موجود در خودروها، در امتداد خیابان‌ها، محل کار و منازل کمک کند.

اتحادیه بین‌المللی مخابرات، یک کنفرانس جهانی مخابرات رادیویی در ژنو برگزار کرد که به راه‌اندازی طیف بین‌المللی و فناوری مورد نیاز برای 5G در سال 2020 و بعد از آن کمک خواهد کرد.

هنوز توافق گسترده‌ای درباره تعریف 5G یا استاندارد واقعی از آن صورت نگرفته ‌است. از کاربرد‌های شبکه بی‌سیم، ارتباط با شبکه‌های مجازی، دسترسی به سرویس‌های سه‌بعدی و دسترسی سریع به محل کار از منزل است. اتحادیه بین‌المللی مخابرات، به‌عنوان یکی از آژانس‌های سازمان ملل متحد در ماه نوامبر یک کنفرانس جهانی مخابرات رادیویی در ژنو برگزار کرد که به راه‌اندازی طیف بین‌المللی و فناوری مورد نیاز برای 5G در سال 2020 و بعد از آن کمک خواهد کرد.
با توجه به این‌که FCC در نظر دارد این تحول هرچه سریع‌تر آغاز شود، تا هفدهم فوریه مهلت داده ‌است شرکت‌ها نظرهای خود را درباره طرح اولیه ابراز کنند. FCC علاوه بر شرکت‌های بزرگ، نظرهای تمام شهروندان را نیز بررسی می‌کند. با ورود به وب‌سایت FCC و کلیک کردن روی گزینه 14-177 می‌توانید نظرهای خود را با تکمیل فرم نظرسنجی به FCC اعلام کنید. نظر تمام کاربران در دسترس عموم قرار می‌گیرد. گوگل در بیان نظر خود اعلام کرده‌ است که باند‌های فرکانس بالا می‌توانند برای دسترسی باند پایه از طریق پلتفرم‌های موجود در هوا نظیر بالون‌های ارتفاع بالا یا وسایط نقلیه بدون سرنشین مورد استفاده قرار گیرند. کوالکام در فرم نظرسنجی خود ایده ارتباط هواپیماهای بدون سرنشین، روبات‌ها و ماشین‌های صنعتی را عنوان کرده ‌است، چیزی که حتی امروز هم در تصور نمی‌گنجد.
بسیاری از شرکت‌ها در حال ارزیابی 5G هستند. سامسونگ در فرم نظرسنجی 94 صفحه‌ای خود اعلام کرده است که از ماه اکتبر به‌صورت آزمایشی یک شبکه 5G با ارسال بی‌سیم با نرخ 7.5گیگابیت بر ثانیه را اجرا کرده ‌است که شامل یک لینک ویدیو از یوتیوب است.

با وجود این‌که بسیاری از شرکت‌ها در حال بحث پیرامون محدوده فاصله 90 تا 230 متری یک گوشی تلفن سیار تا آنتن در شبکه سلولی هستند، سامسونگ معتقد است آزمایش دید مستقیم با استفاده از ارسال از طریق فرکانس بالا را تا حدود یک مایل با موفقیت انجام داده‌ است. سامسونگ همچنین راه‌هایی فراهم کرده‌ است که هزاران ایستگاه مرکزی بی‌سیم در شهر‌های بزرگی نظیر نیویورک بتوانند برای افزایش سطح پوشش خود به ماهواره‌ها متصل شوند.
جک گُلد، پژوهش‌گر حوزه مخابرات، می‌گوید: «با توجه به حجم بالای فرم‌های نظرسنجی که توسط شرکت‌های ارائه‌دهنده سرویس پر و به FCC ارسال شده ‌است، پیش‌بینی این‌که پاسخ FCC به آن‌ها چه خواهد بود دشوار است.» استفاده از باند‌های فرکانس بالا همچنین زمینه رقابت بر سر تجهیزات و سرویس‌ها را برای شرکت‌های ارائه‌دهنده سرویس‌های مخابراتی ایجاد خواهند کرد. گُلد می‌گوید: «به این ترتیب، بسیاری از سرویس‌های جدید می‌توانند بدون نیاز به مرور گذشته و با صدور مجوز لازم به بازار عرضه شوند. با درگیر شدن علم فیزیک چند کاربر باند فرکانس بالا قادر خواهند بود با استفاده از کانال‌های خیلی نزدیک به‌هم بدون تداخل از سرویس مخابراتی خود استفاده کنند.» گُلد اضافه می‌کند: «این تحول می‌تواند به میزان چشم‌گیری پهنای باند در دسترس را افزایش دهد.»

سلول‌های کوچکی که روی چراغ‌ها یا در دو طرف ساختمان قرار می‌گیرند و در فرکانس بالا کار می‌کنند، عملکرد مطلوب‌تری خواهند داشت.

گُلد همچنین پیش‌بینی کرده ‌است که تصمیم نهایی FCC توسط نهاد‌های مربوط در سراسر دنیا به‌صورت مشترک اجرا نخواهد شد. این نبود توافق برای مسافرانی که مایل هستند از مزایای تلفن‌های هوشمند 5G در امریکا استفاده کنند، مشکلاتی به همراه خواهد داشت و چنین ویژگی‌هایی ممکن است در سایر کشورها قابل استفاده نباشند. تحلیل‌گر گارتنر، آکشی شارما، می‌گوید: «پوشش داخل ساختمان یک شبکه بی‌سیم با استفاده از فرکانس‌های بالا سخت‌تر است؛ زیرا سیگنال به‌راحتی از دیوار عبور نمی‌کند و بنابراین شرکت‌های سرویس‌دهنده لازم است سیگنال‌ها را با استفاده از چند آنتن رادیویی به سوی مقصد هدایت کنند. کاری که شرکت سامسونگ با تعبیه 64 آنتن روی یک دستگاه در باند 28 گیگاهرتز به‌صورت آزمایشی انجام داده‌ است.»
در داخل ساختمان‌ها، ایستگاه‌های کوچک شبکه سلولی که اغلب سلول‌های کوچک نامیده می‌شوند نیز می‌توانند از فرکانس‌های بالا استفاده کنند، اما شارما می‌گوید سلول‌های کوچکی که روی چراغ‌ها یا در دو طرف ساختمان قرار می‌گیرند و در فرکانس بالا کار می‌کنند، عملکرد مطلوب‌تری خواهند داشت. حتی ممکن است در خارج از خانه برای انتقال داده‌ سیگنال‌ها از طریق اتصالات فیبر نوری ارسال شوند.