بررسی تفاوت شبکه های سلولار و Wi-Fi


در برهه حساسی در زمینه شبکه های بی سیم به سر می بریم. تکنولوژی های اصلی در زمینه شبک های بی سیم در حال ارتقا به ورژن بعدی خود هستند. این ارتقا قابلیت تغییر در تمامی ابزارآلات مورد استفاده بشر در روی کره زمین را داراست.

Wi-Fi یا شبکه محلی بی سیم، در حال گذر به سمت Wi-Fi 6 و شبکه سلولار یا شبکه داده های همراه در حال بروزرسانی به نسل 5 هستند. این بهبودها درهای تازه ای از فرصت را برای کسب و کارها و کاربران ایجاد خواهد نمود. ارتقاء به شبکه های محلی و تلفن همراه به روش های مختلفی به ما خدمات ارائه خواهد داد، زیرا آنها برای وضعیت ها و موقعیت های مختلف طراحی شده اند.

چرا وضعیت های متفاوت؟ سه بعد کلیدی را می توان برای طراحی بی سیم برشمرد: بعد فیزیکی، اقتصادی و رفتاری انسان. درک این عوامل به ما کمک می کند تا متوجه چگونگی استفاده از این چشم انداز بی نظیر در حال رشد، به بهترین وجه ممکن شویم.

چشم انداز امواج رادیویی

از اوایل سال 2019، استاندارد جدید بی سیم محلی، Wi-Fi 6، در برخی از دستگاه های تلفن همراه گنجانده شده است. در پایان سال جاری، این تکنولوژی تقریبا در تمامی دستگاه های میان رده جدید و گوشی های هوشمند پیشرفته، تبلت و نوت بوک ها بکار گرفته خواهد شد. همچنین ، انتظار می رود که اکسس پوینت های Wi-Fi 6 (AP) تا اواخر امسال به طور گسترده روانه بازار شود.

دستگاه های Wi-Fi برای ارائه پوشش عالی، حتی در شرایط با فشردگی بالای درخواست های سرعت بالا بهینه سازی شده اند.

تکنولوژی نسل 5 در تلفن های پرچمدار و پیشرو شروع به کار نموده و رفته رفته استفاده از آن تا سال آینده افزایش خواهد یافت. بسته به دسته بندی بازار ایستگاه های 5G یا base station توسعه یافته و همگرایی به سمت این تکنولوژی افزایش می یابد.

در مقایسه با Wi-Fi، شبکه سلولی به منظور پوشش همه گیر بیرونی مثل جا به جایی میان اپراتورهای مختلف و جا به جایی بین دو کشور طراحی شده است.

بر اساس این مفروضات نگاهی به سه فاکتور فوق الذکر خواهیم داشت تا پیش نیازهای موثر بر طرای بی سیم را درک نماییم.

فیزیک

تمامی سیستم های انتقال بی سیم از قانون فیزیک واحدی پیروی می کنند. ولی مادامی که از مهندسی برای بهینه سازی یک جنبه از آن استفاده می کنیم شاهد یک بده بستان بین سایر جنبه ها خواهیم بود. در شبکه های بی سیم یک بالانس ثابتی میان نرخ انتقال اطلاعات، طیف سیگنال، انتشار موج در بناها و ساختمانها، اندازه آنتن و سایر مشخصه ها وجود دارد.

در زمینه انتخاب فرکانس رادیویی دو پارامتر اساسی باید در نظر گرفته شود: باند فرکانس رادیویی و عرض این باند که تحت عنوان پهنای باند موجود برای انتقال داده، شناخته می شود. در کل هر چه فرکانس پایینتر انتخاب شود قدرت انتشار سیگنال بهتر خواهد بود. رادیو و شبکه های تلوزیونی که فرکانسهای 500 کیلوهرتز تا 800 مگاهرتز را در اختیار دارند، امواج خود را برای فواصل طولانی به داخل ساختمانها منتشر میکنند و شبکه های مدرن انتقال اطلاعات اجازه استفاده از این باند را ندارند. به همین علت پروتکل های شبکه های بی سیم از باند بالایی 800 مگاهرتز استفاده می نمایند. اولیت باند برای شبکه سلولی 800 مگاهرتز و باندهی Wi-Fi از 2.4 گیگاهرتز شروع می شوند.

مقایسه طول موج با فرکانس
مقایسه طول موج با فرکانس

خوشبختانه در فرکانسهای بالا پهنای باند بیشتری برای نتقال داده ها وجود دارد. پهنای باند بیشتر به معنای کنترل بیشتر برای اعمال تغییرات سریعتر(مودوله سازی) بر روی سیگنال می باشد. این قدرت بیشتر منجر به ارسال سریعتر اطلاعات خواهد بود.

مزیت دیگر فرکانسهای بالا نیاز آنها به آنتن های کوچکتر می باشد. زیرا اندازه آنتن مرتبه ای از طول موج است و طول موج نسبت عکس با فرکانس دارد، طول موج هر چه کمتر شود فرکانس افزایش می یابد. این قابلیت کمک به طراحی مدارها بصورت کوچکتر می کند. بنابراین فرکانس بالا علاوه بر سرعت تبادل بالا کمک به طراحی مدارهای فشرده تر با سایز کوچکتر می کند. اما مشکل بزرگ قدرت انتشار پایین سیگنالهای فرکانس بالا در نفوذ به ساختمانهاست. یک سیگنال قوی شبکه سلولی در محوطه بیرونی ممکن است با ورود شما به داخل ساختمان ضعیف شود.

ممکن است متوجه ضعیف بودن قدرت سیگنال در فضاهای داخلی نباشیم و این به علت عدم نیاز پهنای باند برای فعالیت هایی نظیر چک کردن ایمیل و یا صحبت با تلفن باشد، ولی گوشی شما متوجه خواهد شد. در صورتی که شما در فضای داخل باشید ارسال یک بسته برای ایستگاه شبکه سلولی همراه با مصرف بیشتر شارژ باتری تلفن همراهتان نسبت به مواقعی که در بیرون هستید، خواهد بود. بعلاه نرخ ارسال پایینی هم خواهید داشت. در موقعیت های indoor گوشی شما از حداکثر نرخ انتقال داده ای که قادر به انتقال آن هست، بهره نخواهد جست.

اقتصاد

علیرغم اینکه شبکه های سلولی و Wi-Fi از یک نوع تکنولوژی بهره می گیرند(روشهای مشابه برای رمز کردن داده به امواج رادیویی و تکنینک های زمانبندی برای دریافت و ارسال داده) مسایل اقتصادی برای طراحی شبکه های سلولی در مقایسه با شبکه های مبتنی بر Wi-Fi به شدت متفاوت است. علت این امر کارایی متفاوت آنها با توجه به موقعیت و شرایط است.

در سمت اپراتوری شبکه، مهیا کردن زیر ساخت لازم برای ایجاد یک شبکه سلولی با قابلیت پوشش فراگیر امری بشدت هزینه بر است. عمده شرکت های مخابراتی در ایالات متحده از صرف چند ده میلیار دلار برای بروزرسانی سیستم های خود به 5G خبر می دهند. همچنین کریرها در سال 2019 میلیاردها دلار صرف مسایل حقوق برای استفاده از فرکانسها شبکه سلولی کرده اند.

رای پوشش هزینه ها و تولید ارزش برای کمپانی های صاحب 5G، کاربران با حق اشتراک به صورت ماهانه یا بر اساس میزان مصرف کمک به بازگشت سرمایه و خلق سود می کنند.

در مقایه با شبکه های سلولی، تجهیزات شبکه های Wi-Fi به طرز تعجب آوری ارزان هستند. روترهای Wi-Fi کوچک بوده و تمام تجهیزات لازم را یکجا می توان خرید. به خاطر استفاده در مکانهای محدود نیاز به پوشش گسترده ندارد. فرکانسهای مورد استفاده نیز نیاز به کسب مجوز از نهادهای قانونی ندارد.

نکته دیگر امکان تعامل ادوات مبنی بر Wi-Fi 6 با اکسس پوینت های ورژن پایینتر می باشد. طبق گزارش سیسکو در کشورهای توسعه یافته تعداد هات اسپات های عمومی در حال رشد بوده و بین سالهای 2017 تا 2022 با افزایش 4.5 برابری به 549 میلیون اکس پوینت نصب شده در مکانهای عمومی خواهد رسید. Wi-Fi ارزان و به راحتی در مکانهای داخای نصب شده و دارای ثبات است.

استانداردهای مربوط به شبکه سلولی برای سازه ها و فروش محصولات در مقایسه با Wi-Fi متفاوت است. محصولات شبکه های سلولی نیاز به اخذ مجوز و پرداخت هزینه بالاتری دارند. برای محصولات شبکه های مبتنی بر Wi-Fi که بر اساس استانداردهای IEEE هستند هزینه مجوز بازای هر وسیله بشدت پایین تر از LTE/4G یا 5G خواهد بود.هزینه اضافه کردن رادیوی Wi-Fiیه یک کامپیوتر حدود 10$ ، ولی نصب مودم LTE برای یک IPad بیش از 100$ هزینه به همراه دارد.

Wi-Fi همیشه ارزان خواهد بود علیت هم عدم نیاز به مجوز و ایجاد زیرساخت های هزینه بر است. هزینه پایین بسیار مهم است زیرا در مدل اقتصادی برای شبکه های Wi-Fi هزینه اشتراک ماهانه در نظر گرفته نشده است.

از نظر اقتصادی شبکه های سلولی قدرت رقابت با Wi-Fi را ندارد از طرف دیگر Wi-Fi نیز توانایی پوشش دهی شبکه های سلولی را ندارد. دو مدل اقتصادی متفاوت باعث موفقیت هر دو شبکه را در پی داشته است.

میزان مصرف شبکه های سلولی و Wi-Fi هر دو بشدت رو به افزایش است
میزان مصرف شبکه های سلولی و Wi-Fi هر دو بشدت رو به افزایش است


اما نه فناوری و نه اقتصاد، چگونگی استفاده مردم از محصولات بی سیم را مشخص نمی کنند. در عوض تکنولوژی ها ومدلهای کسب و کار برای پشتیبانی از این تکنولوژهای برای رفع نیازهای مردم (کسانی که از آنها استفاده می کنند) توسعه داده شده که ما را به جنبه سوم نحوه استفاده از محصولات بی سیم هدایت می کند.

رفتار

مهمترین دلیل برای به وجود آمدن این شبکه های متفاوت، نیازهای مختلف کاربران می باشد. این شبکه ها برای برطرف کردن این نیازها به وجود آمده اند.

کابران سیار- کاربرانی که به صورت مدام در حال جا به جایی و استفاده از ادوات همراه هستند، نیاز به اصتال پیوسته و پایا دارند. موقعیت هایی نظیر گوش دادن به یک پادکست در حال رانندگی و یا ایمیل زدن در اتوبوس یا تماس گرفتن در حال جا به جایی قطعی پوشش شبکه ناشی از رومینگ غیر قابل پذیرش خواهد بود. در زمینه شبکه های سلولار درجه پیشامد موارد با مصرف بالای پهنای باند خیلی ضعیف است. نهایتا برای تصاویر HD یا 4K نیاز به 2 تا 20 مگابیت بر ثانیه می باشد. اغلب اوغات رزولوشن تصاویر ویدیویی برای وسایل موبایل پایین بوده که در نتیجه به نرخ ارسال داده پایینی نیاز خواهد داشت. به علاوه اکثر کارهای مردم بر روی دستگاههای موبایل مصارف داده پایینی دارند. مردم نیازهای سرپایی را با موبایل رفع می کنند هر از گاهی تیکه کوچکی از اطلاعات را جا به جا می نمایند.

شبکه های سلولی این نوع از رفتار را پشتیبانی می کند. این نوع از شبکه های برای برقرای اتصال پایدار مادامی که در حال جا به حایی از یک نقطه به نقطه دیگر هستید خوب کار می کنند. برای مصارف مختصر داده همراه دارای توجیه اقتصادی است ولی برای اشغال مداوم پهنای باند مقرون به صرفه نیست.

نتیجه گیری

در این مقاله بر مدل استفاده کاربران از تکنولوژی شبکه های بی سیم با استفاده از سه پارامتر فیزیک، اقتصاد و رفتار پرداخته شد. نوع رفتار و موقعیت و شرایط استفاده بشدت با بعد فیزیکی، اقتصادی و رفتاری کاربران گره خورده است. قابلیت های جدید بکارگرفته شده در Wi-Fi 6 و 5G فرصت های بیشتری پیش روی کسب و کارها قرار خواهد داد.