آشنايي با شبکههاي نسل چهارم ‏موبايل
رشدسيستمهاي تلفن سيار، افزايش كاربران اينترنت و ‏بالا رفتن انتظار ونيازهای کاربران، مانند تقاضاي ‏دسترسي به اينترنت با كيفيت بالا از طريقسيستمهاي ‏بيسيم، منجر به طراحي سيستمهايي شده است كه قادر به ‏برآوردهكردن اين نيازها باشند.

کاربران سرويسهاي ‏مخابراتي در آينده،ترجيح ميدهند که سرويسهاي مشابهي ‏را که از شبکههاي ثابت دريافتميکنند از يک محيط ‏بيسيم نيز در اختيار داشته باشند. البته انتظار‏نميرود که عملکرد بهتر را قرباني حرکتپذيري بيشتر نمايند ‏چراكه آنهادر هرصورت از ابزارهاي مخابراتي ساکن هم ‏استفاده خواهند کرد. بنابراينبهترين راهکار اين ‏استکه سيستمهاي بيسيم با شبکههاي ثابت مجتمعشوند، ‏به همين منظور شبکههاي بيسيم به سرعت در حال تکامل و ‏حرکت بهسمت شبکههاي تماما" ‏IP‏ ميباشند.‏

شبکههاي تلفن قديمي(شبکههاي سلولي نسل دوم) مانند ‏GSM، که فقط براي انتقال صوت مورداستفاده قرار ‏ميگيرند، ذاتا" داراي تکنولوژي سوئيچ مداري هستند.‏شبکههاي نسل 5/2 مانند ‏GPRS، مدل گسترش يافته ‏شبکههاي نسل2 هستند کهاز تکنولوژي سوئيچ مداري ‏براي انتقال صوت و از سوئيچ بستهاي براي تبادلديتا ‏استفاده ميکنند. تکنولوژي سوئيچ مداري ايجاب ميکند ‏که کاربران برمبناي زمان سنجيده شوند نه بر مبناي ‏ميزان ديتاي انتقال داده شده، چراکهپهناي باند فقط ‏براي کاربر اختصاص داده شده است. در مقابل، ‏تکنولوژيسوئيچ بستهاي، پهناي باند را بيشتر مورد ‏استفاده قرار داده و بهبستههاي هر کاربر اجازه ‏رقابت براي بدست آوردن پهناي باند را ميدهد و‏کاربرها را بر مبناي ميزان ديتاي انتقال داده شده، ‏مورد حسابرسي قرارميدهد. بنابراين حرکت به سمت ‏استفاده از سوئيچ بستهاي و به تبع آنشبکههاي ‏IP‏ ‏يک امر طبيعي است. ‏

شبکههاي نسل 3 ‏‎(UMTS)‎‏ قصدداشتند مشکلات متعددي که ‏نسلهاي 2 و 2.5 با آن روبرو شده بودند را برطرف ‏کنند. از جمله اين مشکلات ميتوان به سرعت پايين و وجود‏تکنولوژيهاي ناهمخوان و سازگار ناپذير‎(TDMA/CDMA) ‎‏ ‏در کشورهاي مختلفاشاره کرد.‏

‏انتظاراتي که از نسل 3 وجود داشت، افزايش پهناي ‏باندبه ‏Kb/s‏ 128در ماشينها وMb/s ‎‏2 در کاربردهاي ‏ثابت بود ولي درواقعيت، خروجي نسل3 نه روشن بود و ‏نه مشخص. البته يک قسمت از اين مشکل بهاين مسئله ‏برميگردد که تامين کنندگان و ارائه دهندگان شبکههاي ‏ارتباطيدر اروپا و آمريکاي شمالي، در حال حاضر از ‏استانداردهاي مجزايي براينگهداري و پشتيباني ‏استفاده ميکنند و بدنه اين استانداردها باعث ايجاد‏تفاوتهايي در تکنولوژي واسطهاي هوايي آنها ميشود. در ‏ضمن سوالات ماليمتعددي هم وجود دارد که باعث ترديد ‏در مرغوبيت شبکههاي نسل 3 ميشود واين نگراني وجود ‏دارد که در بسياري از کشورها، نسل 3 مورد توجه واقع‏نشود. در مجموع تمامي اين مسائل و نگرانيها باعث ايجاد ‏رقابت و تمايلبه استفاده از تکنولوزيهاي بي سيم نسل ‏‏4 شد.‏
شبکههاي نسل چهارميا ‏G‏4 ، نامي است که به ‏سيستمهاي موبايل مبتني بر ‏IP‏ که دسترسي رااز طريق يک ‏مجوعه از واسطههاي راديويي تامين ميکنند، داده شده ‏است.شبکه ‏G‏4 برقراري بهترين سرويس اتصال، رومينگ و ‏فراگشت بي سيم را ارائهميکند و از طرف ديگر چندين ‏واسط دسترسي راديويي مانند: (‏HIPERLAN,WLAN‎‎,BLUETOOTH ,GPRS‏) را به يک شبکه واحد که کاربر از ‏آن استفاده ميکندتبديل خواهد کرد.‏

با اين ويژگي، کاربران خواهند توانست به سرويس‏هاي مختلف دسترسي پيدا کرده و پوشش بيشتري داشته باشند ‏در ضمن، راحتياستفاده از يک وسيله واحد را نيز تجربه ‏کنند( وسيله اي كه در آيندهجايگزين گوشيهاي تلفن ‏همراه فعلي خواهد شد). از طرف ديگر يک صورتحسابرا با ‏کاهش کل هزينة دسترسي داشته و دسترسي بي سيم قابل ‏اعتمادي را حتيدر صورت از دست دادن يک يا چند شبکه، ‏داشته باشند.‏

در حال حاضر‏G‏4 يکي از ابتکارات مراکز ‏R&D‏ براي ‏فائق آمدن بر محدوديتهايموجود و بر طرف کردن مشکلات ‏G‏3 است که نتوانسته به وعدههاي خود درزمينه ‏عملکردها و خروجي هاي مختلف عمل کند. در عمومي ترين ‏سطح، ساختار‏G‏4 شامل سه منطقة پاية ارتباطي است: ‏شبکههاي شخصي ‏PAN، (مانند‏Bluetooth‏)، نقاط دسترسي محلي ‏با سرعت بالا در شبکههايي که شاملتکنولوژيهاي ‏LAN‏ ‏بيسيم (‏WLAN‏) هستند، (مانند: ‏HIPERLAN‏ و ‏IEEE‎‎802.16‎‏ ) و ارتباطات سلولي. با اين اوصاف ‏G‏4 براي ‏محدودة وسيعي ازدستگاههاي موبايل که از جابجاييهاي ‏عمومي پشتيباني ميکنند، به کارخواهد رفت. هر ‏دستگاه قادر خواهد بود که با اطلاعات مبتني بر اينترنت ‏کهبراي شبکهاي که در آن لحظه به وسيلة دستگاه ‏استفاده مي شود، تعريف شدهاست، تعامل داشته باشد. ‏به طور خلاصه، ريشههاي شبکههاي ‏G‏4 بر مبنايايدة ‏محاسبات منتشر شونده، است.‏

ابزاري که در اين راستا قابلاستفاده است راديو نرم ‏افزار (‏SDR‏) مي باشد. راديوهاي ‏SDR‏دستگاههايي ‏مانند تلفنهاي سلولي، ‏PDAها، ‏PCها و تمامي محدوده ‏سايردستگاهها را براي دريافت امواج هوايي به منظور ‏رسيدن به بهترين متد ممکنارتباطي، با بهترين قيمت آماده ‏و امکانپذير ميسازد. در يک محيط ‏SDR،توابعي که ‏سابقاً، فقط در سخت افزار اجرا ميشدند، (مانند: ‏توليد سيگنالراديويي انتقال و تنظيم سيگنال ‏راديويي دريافت و . . . ) به وسيلة نرمافزار انجام ‏ميشوند. بنابراين راديو قابل برنامه ريزي بوده و ‏قادر بهارسال و دريافت سيگنال در يک محدوده وسيع ‏فرکانسي است. ‏

مشخصات و ويژگي‎ ‎هاي 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 سيستمهاي‏G‏3 باشد. که اين مقدار زمان ‏Download‏ يک فايل ‏M byte‏10 را در سيستمهاي ‏G‏4 به 1 ‏ثانيه کاهش ميدهد که اين زمان در سيستمهاي ‏G‏3 معادل‏‏200 ثانيه برآورد شده است. از طرف ديگر قابليت ‏ارائه ويدئو با کيفيتبالا به تلفنها و تجربة واقعيت ‏مجازي در صفحات نمايش گوشي ها را نيزارائه ميکند.‏‏

3- فراگشت سريع و بي سيم بين شبکههاي مختلف:‏شبکههاي بيسيم ‏G‏4 بايد از جابجايي عمومي بين شبکههاي ‏موبايل وشبکههاي بيسيم مختلف پشتيباني کنند.‏‏
4- پشتيباني از چند رسانههاينسل جديد: شبکة ‏G‏4 بايد قادر به پشتيباني از مقدار زياد ديتاي ‏انتقاليبا سرعت بالا و با هزينة پايينتر از هزينههاي ‏معمول باشد. ‏


شبکههاي ‏G‏4 و 6‏‎ IPV

هدف‏G‏4 اين است که تکثر و فراواني موجود در بين ‏شبکههاي موبايل را با يکشبکة مركزي استاندارد ‏جهاني که مبتني بر ‏IP‏ باشد و بتواند ويدئو، ديتاو ‏صوت را پشتيباني کند، جايگزين نمايد که اين کار ‏سرويسهاي يکپارچهصوت، تصوير و ديتا را براي تمامي ‏ميزبانان موبايل که کاملاً بر مبناي‏IP‏ هستند، تأمين ‏خواهد كرد.‏

در واقع هدف اصلي ارائه سرويسهايچند رسانهاي بيسيم ‏به کاربراني است که از طريق تکنولوژيهاي دسترسي‏ناهمگن به يک ساختار تماماً ‏IP‏ دسترسي دارند. پروتكل ‏IP‏ ‏در واقع بهعنوان يک پيوند دهنده بين شبکههاي مختلف ‏براي تأمين ارتباطات عمومي وحرکتپذيري، عمل مي کند. ‏

يک شبکة بيسيمIP ‎، پروتکل مخابراتيسيستم سيگنالينگ ‏شمارة 7 ‏‎(SS7)‎‏ که واقعاً يک عامل زائد ميباشد، را‏تغيير ميدهد. زيرا ارسال سيگنال ‏SS7‎‏ بخش زيادي از ‏پهناي باند شبکهرا مصرف ميکند حتي در زماني که هيچ ‏ترافيکي سيگنالينگي وجود ندارد. (علتاين امر اين ‏است که اين سيستم از مکانيزم ‏Setup‏ مکالمه براي رزرو ‏کردنپهناي باند استفاده ميکند که اسلاتهاي زماني / ‏فرکانسي در امواج راديويياين کار را انجام نميدهند). ‏از طرف ديگر شبکههاي ‏IP‏ بدون اتصال هستندو تنها ‏زماني از اسلاتها استفاه ميکنند که ديتايي براي ارسال ‏داشتهباشند بنابراين در اين حالت بهينه ترين ‏استفاده از پهناي باند موجودانجام خواهد شد. ‏

امروزه ارتباطات بي سيم بيشتر بر پاية صوتاستوار مي ‏باشند و اين در حالي است که تحقيقات نشان مي دهد رشد ‏ترافيکدنياي بي سيم به صورت نمايي به نسبت تقاضاي ‏ترافيک صورت، در حال افزايشاست. به خاطر اينکه لاية ‏هسته ‏IP‏ به صورت ساده اي قابل درجه بنديميباشد و ‏براي رودرويي با اين چالش مناسب است. هدف ما در ‏واقع يکي کردنشبکه هاي صوت، ديتا و چند رسانه ها ‏است.

ictna.ir