فناوری 5G غیرمستقل (NSA) گامی رو به جلو در دنیای ارتباطات را شکل داده است، اما 5G مستقل (SA) در کاربردهای این فناوری به وجود آمد تا وعده‌های واقعی این نسل از شبکه را محقق کند. با حذف وابستگی به زیرساخت‌های 4G، شبکه‌های مستقل با معماری نوین خود، بستری امن و پایدار را برای ارائه خدمات پیشرفته‌ی ارتباطی فراهم می‌کنند. همچنین عصر جدیدی از نوآوری را از کارخانه‌های هوشمند و شهرهای تحت پوشش اینترنت (connected) گرفته تا واقعیت مجازی و اینترنت اشیاء رقم می‌زنند. این فناوری، با ارائه پهنای باند وسیع و تأخیر بسیارکم، امکان پیاده‌سازی کاربردهایی را فراهم می‌کند که پیش از این غیرممکن به نظر می‌رسید.
با پیشرفتهای فناوری، کسب‌وکارها به طور فزاینده‌ای می‌خواهند تجربه‌ای شامل اتوماسیون، تجزیه و تحلیل و شخصی‌سازی ارائه دهند. با این حال، این سطح از خدمات تنها با یک شبکه قابل اعتماد و کارایی بالا امکان پذیر است. با شبکه 5G، کسب و کارها می‌توانند بهتر به اتصال مورد نیاز برای ایجاد تحول دیجیتال خود دسترسی داشته باشند.
در ابتدا شبکه‌های دسترسی رادیویی 5G (RAN) روی یک هسته 4G LTE قرار می‌گرفتند که امکان ارائه سرعت و قابلیت اطمینان بالاتر 5G را بدون ایجاد یک شبکه کاملاً جدید فراهم می‌کند. از آنجایی که بر روی 4G ساخته شده بود، این مرحله میانی که از 4G به 5G منتقل می‌شود؛ به عنوان 5G غیر مستقل شناخته می‌شود.
با تکامل این فناوری، شرکت‌های مخابراتی شروع به حرکت به سمت 5G مستقل کرده‌اند، به این معنی که دستگاه‌ها به‌جای استفاده از هسته 4G LTE، مستقیماً با هسته شبکه 5G بومی ابری ارتباط برقرار می‌کنند. علاوه بر این، ارتباط مستقیم می‌تواند منجر به عملکرد بسیار بالاتری شود.
شبکه 5G مستقل چیست؟
فناوری 5G مستقل به طور مستقیم از هسته 5G استفاده می‌کند و یک شبکه هسته‌ای انعطاف پذیرتر را فراهم می‌کند. از آنجایی که این معماری لایه‌های کمتری نسبت به شبکه‌های سلولی قبلی دارد، می‌تواند کارآمدتر از 4G LTE با 5G غیرمستقل باشد.
هسته 5G مستقل شامل ویژگی‌های بسیاری از جمله برنامه‌های نرم‌افزاری، شبکه و ذخیره‌سازی است. از آنجایی که شرکت‌هایی مانند Verizon هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشینی (ML) را در شبکه 5G خود ایجاد کرده‌اند، منابع را می‌توان به سرعت براساس تقاضا تخصیص دهند.
مزایای 5G مستقل چیست؟
شبکه 5G مستقل، دقیقا مزایایی را که با توسعه تکنولوژی به آن نیاز داریم فراهم می‌کند. در حال حاضر 5G سرعت دانلود و آپلود بالاتری را به ایجاد می‌کند؛ اما در حقیقت این مزیت با Non-Standalone هم امکان‌پذیر است. وقتی SA-5 G برای شبکه‌ها فراهم شود، ارتقاهای بسیار بیشتری در دسترس هستند که تحولی در تمام خدمات فناورانه ایجاد می‌شود.
این مزایا شامل قابلیت اطمینان بهبودیافته، شبکه‌های پاسخگوتر، تأخیر کمتر، تخلیه باتری کمتر در وسایل، سیگنال‌های داخلی قوی‌تر و امنیت بهتر است. زیرا یک شبکه هسته 5G می‌تواند فرآیند پیشرفتهای را برای عملیات رمزگذاری از ابتدا این نوع عملیات توسط یک کاربر تا پایان دریافت، توسط کاربر نهایی و همچنین برای نرم‌افزارهای امنیتی نسل جدید ارائه دهد.
5G مستقل همچنین می‌تواند در مناطق شلوغ و پرجمعیت مفید باشد، زیرا برای اتصال همزمان دستگاه‌های بسیاری طراحی شده است. بنابراین کمتر احتمال دارد که با مشکل کند بودن یا در دسترس نبودن شبکه در مکان‌های شلوغ مانند مراکز شهری که در یک بازه زمانی مشخص عده زیادی حضور دارند مثل استادیوم‌ها، مواجه شوید.
عملکرد بهبودیافته و با اطمینان
هسته مبتنی بر ابر می‌تواند شبکه را قادر سازد تا به‌طور مداوم عملکرد شبکه را تجزیه و تحلیل کند. با شناسایی و پیشگیری مشکلات احتمالی که می‌تواند سرعت شبکه را کند کند، شبکه مستقل 5G می‌تواند عملکرد بهبودیافته‌ای داشته باشد.
تجزیه و تحلیل در لحظه به شبکه اجازه می‌دهد تا عملاً خود را بهبود بخشد و به صورت پویا منابع را تخصیص دهد. مشتریان به جای تجربه تاخیر پردازش، اکنون می‌دانند که در لحظه چه اتفاقی می‌افتد. این موضوع برای بسیاری از موارد، مانند ارائه اطلاعات به‌روز و کاهش زمان تاخیر در تحویل محصولات زنجیره تامین استفاده اساسی دارد .
انعطاف‌پذیری بیشتر
5G مستقل، انعطاف‌پذیری بالاتری دارد و به نیازهای متغیر پاسخ می‌دهد. این فناوری با استفاده از اتوماسیون، منابع شبکه را تقریباً به صورت لحظه‌ای مدیریت می‌کند. به این‌صورت که می‌تواند بین سرورهای هماهنگی بار ایجاد کنند یا حتی در صورت لزوم، برخی از آنها را خاموش کند. این مدیریت مؤثر، هم عملکرد شبکه‌ی رادیویی (RAN) و هم بخش مجازی آن را بهبود می‌بخشد. در نتیجه، این ویژگی سبب می‌شود که سرعت و کارایی بالاتری را ایجاد کند.
فعال کردن موارد استفاده بیشتر
از آنجایی که 5G مستقل نسبت به شبکه‌های قبلی تأخیر کمتری دارد، اکنون داده‌ها می‌توانند تقریباً در زمان واقعی در دسترس باشند. با 5G مستقل، کسب‌وکارها اکنون می‌توانند راه‌حل‌های پیچیده‌ای را پیاده‌سازی کنند که به تاخیر کم و قابلیت‌های محاسباتی عظیم نیاز دارند. به عنوان مثال، اجرای واقعیت افزوده، واقعیت مجازی (AR/VR) و واقعیت ترکیبی در مقیاس بزرگتر با این فناوری امکان‌پذیر خواهد بود.
کاهش زمان توقف
5G مستقل به شبکه کمک می‌کند تا متوجه الگوهایی شود که به طور فعال خرابی‌های شبکه را پیش‌بینی کنند. با استفاده از تخصیص منابع پویا، شبکه در صورت نیاز به‌طور فعال بارهای کاری را به سرور دیگری منتقل می‌کند. سپس شبکه را می‌توان پیش از بروز مشکل بزرگتر به‌جای پاسخ دادن به یک مشکل، به طور فعال تعمیر کرد و به کاهش زمان خرابی کمک کرد.
امنیت تقویت شده
با عملکردهایی مانند امنیت ارتباطات و مدیریت هویت، 5G مستقل در مقایسه با غیر مستقل، امنیت بیشتری را ارائه می‌کند. به عنوان مثال، هسته مبتنی بر هوش مصنوعی به شبکه اجازه می‌دهد تا به طور خودکار تغییرات الگو را که نشان دهنده حمله یا نقض باشد، را شناسایی کند.
5G مستقل چه فناوری‌هایی را فعال یا بهبود می‌بخشد؟
شبکه‌های 5G مستقل (SA) طیف وسیعی از فناوری‌ها را به‌طور چشمگیری بهبود بخشیده و یا برای اولین بار امکان پیاده‌سازی آنها را فراهم می‌کنند. این بهبودها ناشی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این نسل از شبکه‌ها، به‌ویژه کاهش چشمگیر تأخیر (Latency) است.
با ایجاد هسته مستقل بر روی 5G، مدت زمانی که شبکه به یک درخواست پاسخ می‌دهد، کاهش می‌یابد. داده‌ها با سرعت بیشتری انتقال پیدا می‌کنند. به‌طور مثال تأخیر بالا در سایر شبکه‌ها می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند تأخیر در بازی‌های آنلاین و یا بافرینگ در پخش ویدیو شود. این فناوری با کاهش این تأخیرها، تجربه کاربری را در این موارد بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال، در بازی‌های آنلاین، تأخیر کمتر به معنای واکنش سریع‌تر و تجربه‌ی روان‌تر بازی است و در پخش ویدیو، زمان بافرینگ به حداقل می‌رسد.
در این صورت اهمیت کاهش تأخیر در کاربردهای جدی‌تر، حیاتی‌تر می‌شود. فناوری‌هایی مانند خودروهای خودران و جراحی از راه دور، نیازمند پردازش داده‌ها به صورت تقریباً آنی انجام می‌شود. در این موارد، تأخیر کم می‌تواند به معنای واقعی کلمه، تفاوت بین موفقیت و شکست و حتی زندگی و مرگ باشد. عملکرد ایمن این فناوری‌ها، مستقیماً به سرعت و دقت انتقال داده‌ها وابسته است و 5G مستقل این امکان را فراهم می‌کند.
علاوه‌براین، این شبکه بستری مناسب برای توسعه‌ی فناوری‌هایی مانند واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR) فراهم می‌آورد. این فناوری‌ها نیازمند پهنای باند بالا و تأخیر بسیار کم هستند که توسط شبکه‌های SA به بهترین شکل تأمین می‌شود. همچنین، صنایعی مانند کارخانه‌های خودکار و رباتیک دقیق نیز از قابلیت‌های 5G مستقل بهره‌مند خواهند شد. یکی دیگر از ویژگی‌های کلیدی 5G مستقل، قابلیت «برش شبکه» (Network Slicing) است. این ویژگی به اپراتورهای تلفن همراه اجازه می‌دهد تا شبکه خود را به بخش‌های مختلف با ویژگی‌های متفاوت تقسیم کنند و هر بخش را برای کاربرد خاصی بهینه کنند.
کدام شبکه کشورها 5G مستقل را ارائه می‌دهند؟
ایجاد SA-5G در بریتانیا
5G مستقل در حال حاضر در O2 و Vodafone در دسترس است، اما نه در همه جا یا برای هر دستگاه و برنامه‌ای ارائه شود.
وودافون، اولین شبکه مستقل 5G بریتانیا
در مورد Vodafone که اولین شبکه بریتانیا بود که یک سرویس مستقل 5G را راه‌اندازی کرد. فناوری به عنوان 5G Ultra به بازار عرضه شد و در مکان‌های انتخاب شده در بخش‌هایی از لندن، منچستر، گلاسکو و کاردیف با پوشش در دسترس است تا در طول زمان بهبود یابد.
Vodafone سرمایه گذاری زیادی در این انتقال انجام داده است و با فروشندگانی مانند Ericsson ،Nokia و Huawei (بسته به بازار) برای استقرار این شبکه‌های اصلی جدید همکاری می‌کند. در حالی که استقرار اولیه 5G اغلب بر معماری غیر مستقل (NSA) متکی بود که از هسته 4G موجود در این Vodafone NR مستقل را به کار می‌برد.
این به‌معنای ایجاد شبکه‌های دسترسی رادیویی 5G است که مستقیماً به هسته 5G متصل می‌شوند و پتانسیل کامل 5G را ممکن می‌سازند. دسترسی به‌طیف کافی برای استقرار 5G ضروری است. Vodafone مجوزهایی را در باندهای فرکانسی مختلف (به‌عنوان مثال، 700 مگاهرتز، 3.5 گیگاهرتز، 26 گیگاهرتز) برای پشتیبانی از NSA و SA 5G دریافت کرده است.
راه‌اندازی سرویس 5G مستقل با اپراتور O2
O2 دومین شبکه بریتانیایی بود که سرویس 5G مستقل را راه‌اندازی کرد و در ابتدا در بخش‌هایی از منچستر، لیورپول، لندن، لینکلن، بیرمنگام، شفیلد، گلاسکو، نیوکاسل، لیدز، یورک، بلفاست، کاردیف، ناتینگهام و اسلاو در دسترس است. همانند Vodafone، پوشش مستقل 5G O2 همچنان به رشد خود ادامه خواهد داد، و در واقع در زمان نگارش ممکن است در مکان‌های بیشتری در دسترس باشد، اما O2 لیست به روز رسانی ارائه نکرده است. اگرچه این شبکه گفته است که قصد دارد تا سال 2030 شبکه 5G مستقل را به تمام مناطق پرجمعیت برساند.
بازیگران کلیدی شبکه‌های 5G مستقل در اتحادیه اروپا
در اتحادیه اروپا، بازیگران کلیدی مانند وودافون، دویچه تلکام و اورنج، بر تخصیص هماهنگ طیف فرکانسی در بین کشورهای عضو و ایجاد کریدورهای 5G فرامرزی برای تضمین اتصال بدون وقفه تمرکز دارند. همچنین، تأکید ویژه‌ای بر توسعه‌ی شبکه‌های خصوصی 5G برای کاربردهای صنعتی و کشاورزی وجود دارد. با این حال، وجود قوانین و مقررات متفاوت در کشورهای عضو و پراکندگی در رویکردهای ملی، چالش‌هایی را در مسیر توسعه‌ی هماهنگ 5G در این منطقه ایجاد کرده است.
اپراتورهای اصلی ایالات متحده، ایجاد شبکه 5G مستقل
اپراتورهای اصلی ایالات متحده یعنی ورایزون، AT&T و تی موبایل، رویکردهای متفاوتی را در پیاده‌سازی 5G در پیش گرفته‌اند. سرمایه‌گذاری سنگین در طیف موج میلی‌متری (mmWave) برای ارائه سرعت‌های بسیار بالا در مناطق شهری متراکم، از جمله اقدامات اصلی بوده است.
در این میان، تی موبایل با راه‌اندازی اولین شبکه 5G مستقل سراسری در سال ۲۰۲۰، پیشگام بود. این اپراتور از طیف باند پایین برای پوشش گسترده و از باند میانی برای ارائه سرعت و ظرفیت بیشتر بهره می‌برد. با این وجود، چالش‌هایی مانند هزینه‌های بالای پیاده‌سازی و تضمین پوشش مناسب در مناطق روستایی همچنان پابرجا هستند.
برنامه چین در ایجاد فناوری شبکه مستقل
اپراتورهای بزرگ چین، شامل چاینا موبایل، چاینا یونیکام و چاینا تلکام، با حمایت قاطع دولت و تکیه بر فناوری‌های بومی، به سرعت شبکه‌های 5G مستقل را در سراسر کشور گسترش داده‌اند. تمرکز اصلی آنها بر ادغام 5G با صنایع کلیدی مانند تولید هوشمند، مراقبت‌های بهداشتی و حمل‌ونقل است. سیاست‌های توسعه‌ی تهاجمی زیرساخت‌ها و تخصیص مناسب طیف فرکانسی، نقش مهمی در پیشتازی چین در پذیرش فناوری 5G ایفا کرده است. با این حال، حفظ تعادل بین توسعه‌ی شهری و روستایی و در عین حال، مدیریت هزینه‌ها، از چالش‌های پیش روی این کشور است.
کره جنوبی، از اولین کشورهای شبکه 5G مستقل
کره جنوبی به‌عنوان یکی از اولین کشورهایی که شبکه‌های 5G مستقل را راه‌اندازی کرد، رویکردی متمرکز بر مناطق شهری پرسرعت و با تراکم جمعیتی بالا را اتخاذ کرده است. اپراتورهای اصلی این کشور، SK تلکام، شرکت KT و LG U+، تلاش می‌کنند با ارائه خدمات متمایز از طریق برنامه‌هایی مانند واقعیت افزوده/واقعیت مجازی (AR/VR) و بازی‌های ابری، رقابت‌پذیری خود را افزایش دهند. وجود جمعیتی آشنا با فناوری و همکاری نزدیک بین دولت و صنعت، از عوامل کلیدی موفقیت کره جنوبی در پیاده‌سازی 5G بوده است.
تلفیق 5G مستقل و مدیریت بحران ژاپن
ژاپن رویکردی مبتنی بر ادغام 5G مستقل با فناوری‌های پیشرفته مانند رباتیک، لجستیک و مدیریت بحران را در پیش گرفته است. اپراتورهای اصلی این کشور، NTT دوکومو، KDDI و سافت‌بانک، همکاری نزدیکی با تولیدکنندگان تجهیزات دارند تا راه‌حل‌های سفارشی برای کارخانه‌های هوشمند و سایر صنایع توسعه دهند. محدودیت در دسترسی به طیف فرکانسی و هزینه‌های بالای پیاده‌سازی، از جمله موانع اصلی در توسعه‌ی 5G در ژاپن به شمار می‌روند.
گذر از شبکه غیرمستقل به مستقل اپراتورهای هندی
اپراتورهای هندی مانند Reliance Jio، بهارتی ایرتل و وودافون آیدیا، در حال گذار از معماری غیرمستقل (NSA) به 5G مستقل هستند. آنها از نوآوری‌های بومی و راهبردهای پیاده‌سازی مقرون‌به‌صرفه برای کاهش هزینه‌ها استفاده می‌کنند. به‌طور خاص، Reliance Jio راه‌اندازی 5G مستقل را در شهرهای بزرگ هند اعلام کرده است. با این حال، رقابت شدید در بازار و لزوم ارائه خدمات با قیمت مناسب برای کاربران نهایی، از چالش‌های اصلی اپراتورهای هندی محسوب می‌شود.
برنامه اپراتورهای خاورمیانه در ایجاد شبکه‌های
اپراتورهای خاورمیانه، از جمله STC (عربستان سعودی) و اتصالات (امارات متحده عربی)، بر استفاده از 5G مستقل برای توسعه‌ی شهرهای هوشمند، به ویژه پروژه‌هایی مانند شهر NEOM در عربستان سعودی، تمرکز دارند. این شبکه‌ها برای پشتیبانی از دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) و برنامه‌های نیازمند پهنای باند بالا در شرایط محیطی سخت طراحی شده‌اند. توسعه‌ی زیرساخت‌ها در مناطق دورافتاده و کم‌جمعیت، از چالش‌های اصلی پیش روی اپراتورها در این منطقه است.
5G مستقل راه حلی مقیاس‌پذیر برای تغییر نیازهای کسب و کار خواهد بود، صنعت ارتباطات از راه دور به‌طور مداوم برای ارائه پوشش و عملکرد بیشتر تکامل یافته است. 5G مستقل، راه‌حل شبکه‌ای انعطاف‌پذیر و مقیاس‌پذیر را برای کسب‌وکارها در هر اندازه و صنایع ارائه می‌دهد.
فعالیت همراه اول در ایجاد شبکه 5G مستقل
همراه اول به‌عنوان بزرگترین اپراتور تلفن همراه در ایران، فعالیت‌هایی را برای توسعه و پیاده‌سازی فناوری 5G، از جمله نوع مستقل آن (SA)، انجام داده است. از آنجایی که دسترسی مستقیم به اطلاعات دقیق و جزئیات فنی فعالیت‌های داخلی همراه اول نداریم، بر اساس اطلاعات عمومی موجود و روندهای جهانی، می‌توانم به‌موارد زیر اشاره کنم:
-
تست و آزمایش‌های فنی: همراه اول مانند سایر اپراتورهای پیشرو در جهان، احتمالاً آزمایش‌ها و تست‌های فنی مختلفی را برای ارزیابی عملکرد و قابلیت‌های فناوری 5G در شرایط مختلف انجام داده است. این آزمایش‌ها شامل تست سرعت، تأخیر (Latency)، ظرفیت شبکه و سازگاری با تجهیزات مختلف می‌شود. همچنین، تست‌های مربوط به معماری مستقل 5G (SA) نیز برای بررسی ویژگی‌های خاص این نوع از شبکه‌ها، مانند برش شبکه (Network Slicing) و قابلیت‌های مرتبط با اینترنت اشیا (IoT)، انجام شده است.
-
همکاری با شرکت‌های فناوری: برای پیاده‌سازی 5G، همراه اول احتمالاً با شرکت‌های بزرگ فناوری و تولیدکننده تجهیزات مخابراتی مانند هواوی، اریکسون و نوکیا همکاری داشته است. این همکاری‌ها می‌تواند شامل تامین تجهیزات، انتقال دانش فنی و اجرای پروژه‌های مشترک باشد.
-
دریافت مجوز و طیف فرکانسی: برای ارائه خدمات 5G، اپراتورها نیازمند دریافت مجوزهای لازم از سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی و همچنین دسترسی به طیف فرکانسی مناسب هستند. همراه اول نیز در این راستا اقداماتی را انجام داده است.
-
توسعه‌ی زیرساخت‌ها: پیاده‌سازی 5G نیازمند توسعه‌ی زیرساخت‌های شبکه، از جمله نصب و راه‌اندازی آنتن‌های جدید و ارتقاء تجهیزات موجود است. همراه اول در این زمینه سرمایه‌گذاری‌هایی را انجام داده است.
-
تمرکز بر کاربردهای خاص: همراه اول بر روی کاربردهای خاص 5G، مانند اینترنت اشیا (IoT)، شهرهای هوشمند، صنایع هوشمند و ویدیوهای با کیفیت بالا (مانند 8K)، تمرکز دارد. این تمرکز به منظور ارائه خدمات ارزش افزوده به کاربران و صنایع مختلف است، هرچند که این محصولات هنوز به تجاری‌سازی نرسیده‌اند.
-
آموزش و اطلاع‌رسانی: برای آشنایی کاربران با فناوری 5G و مزایای آن، همراه اول احتمالاً برنامه‌های آموزشی و اطلاع‌رسانی را در دست اجرا دارد.
