نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی (5G) و آینده پایدار: نگاهی به سال 2025

ارائه خدمات از طریق نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی، خیلی سریع‌تر از آنچه در نسل‌های قبلی رخ داده است، اتفاق می‌افتد. پیش‌بینی شده است که 5G تا سال 2025، به عنوان شبکه و پلتفرم غالب ارائه ارتباطات باشد. در میان، صنایع و شرکت‌های مختلف به دنبال استفاده از مزایای ارائه شده از طریق این نسل از شبکه‌های ارتباطی در ارائه خدمات خود هستند. اما این سؤال نیز وجود دارد که 5G چه مزایایی برای جوامع انسانی و نیز کره زمین به همراه دارد؟ کاربردهای مختلف نسل پنجم ارتباطات در حوزه‌های مختلف زندگی مردم، باعث فراهم شدن امکان همکاری چند جانبه مجازی، افزایش انعطاف‌پذیری اقتصادی و کاهش و از بین بردن شکاف دیجیتالی و در نهایت، ارتقاء کیفیت زندگی (Quality-of-Life) پایداری جهانی می‌شود. این در حالی است که امنیت چه در شبکه‌های تک وندوری و چه در شبکه‌های چند وندوری و باز، تضمین می‌شود.

بهبود همکاری از راه دور با استفاده از ایجاد تجربه مجازی فراگیر

با شروع سال 2020 و شیوع ویروس COVID-19، دورکاری و انجام فعالیت‌های اداری از راه دور، به شدت افزایش یافت. این در حالی است که تجربه برخی از شرکت‌ها، نشان‌دهنده این واقعیت است که ممکن است با قطع همه‌گیری و از بین رفتن همه‌گیری‌ها، دورکاری به عنوان یک قاعده، ادامه پیدا کند. اگر چه دورکاری و انجام فعالیت‌ها از منزل می‌تواند مثمرثمر باشد، اما اگر بخواهید همانند فعالیت‌های حضوری از همه مزایای جلسات و همکاری‌های حضوره بهره‌مند شوید، لازم است زیرساخت‌های لازم نیز فراهم شود.

ر این مورد (ایجاد تجربه متفاوت در دورکاری)، جایی است که استفاده از واقعیت افزوده و مجازی (AR/VR) می‌تواند تفاوت شگرفی در ارائه خدمات و تجربه همکاری در دورکاری، ایجاد نماید. تا سال 2025، ارائه خدمات بر بستر شبکه‌های ارتباطی نیازمند پارامترهایی چون پهنای باند بالا (تا 100 مگابیت بر ثانیه)، تأخیر کم (تا 5 میلی ثانیه) و قابلیت اطمینان فوق‌العاده بالا (پنج 9 یا همان 999/99 %)، به صورت همزمان هستند. از آنجا که هر سرویس، پارامترها و شاخص‌های مختلفی دارد، این پارامترها نیز در صورت لزوم قابل تنظیم است. در نتیجه، افراد قادر خواهند بود نسخه دیجیتالی بسیار دقیق و با عملکرد بالا از خود را در محیط‌های فیزیکی و در هر جای جهان، ارائه دهند. این در حالی است که تجارت و کسب و کار مجازی، مزیت زیست‌محیطی را نیز به همراه دارد. همه‌گیری ویروس کرونا باعث شد تا مسافرت و تردد‌ها کاهش یابد و افراد در خانه بمانند که کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای را به همراه داشت. لذا استفاده از تکنولوژی AR/VR مبتنی بر 5G می‌تواند با ایجاد جلسات مجازی به اندازه کافی واقعی، به پایدار ماندن این شرایط کمک کند.

افزایش انعطاف‌پذیری اقتصادی با استفاده از داده‌های زمانی و مکانی به‌هنگام و دقیق

نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی این اجازه را می‌دهد تا پاسخ‌دهی به دو سؤال «کجا» و «چه زمانی»، با دقت بیشتری نسبت به هر زمان دیگری، صورت گیرد. این شاخص در حال حاضر سیستم‌های ناوبری و لجستیک را کارآمدتر نموده و زمینه را برای ایجاد خدمات حمل و نقل اتوماتیک و مستقل فراهم می‌کند. از سویی دیگر، ذکر این نکته لازم است که بسیاری از زیربخش‌های اقتصادی (از دارایی تا انرژی و مخابرات)، به داشتن داده‌های دقیق در زمان واقعی وابسته است. در عین حال، می‌توان به کاربردی‌های بالقوه‌ای اشاره نمود که می‌تواند پایداری محیط‌زیست و اقتصادی را افزایش دهند. داده‌های دقیق مکانی نیز باعث توسعه ربات‌های مستقلی می‌شوند که می‌توانند باعث تغییر روند تولید و ارائه خدمات شود. توسعه ربات‌ها در مزارع و کشاورزی، می‌تواند کنترل مستمر علف‌های هرز را به همراه داشته باشد که در نتیجه، استفاده از علف‌کش‌ها توسط کشاورزان را به میزان قابل توجهی کاهش خواهد داد و تأثیر بسزایی در کیفیت آب/خاک و محافظت از تنوع زیستی دارد. وقتی همه این جنبه‌ها را با هم ترکیب کنیم، می‌بینیم که وابستگی جامعه به داده‌ها و اطلاعات دقیق مکانی و زمانی به طور قابل توجهی رشد خواهد کرد.

نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی می‌تواند با ارائه ویژگی‌های خاص ارتباطی، قابلیت اطمینان از داده‌ها و اطلاعات دقیق زمانی و مکانی را افزایش داده و ضمن کمک و تکمیل عملکرد سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری جهانی (GNSS)، انعطاف‌پذیری اقتصادی را نیز تقویت نماید. لازم به ذکر است که GNSS تنها در محیط‌های باز (آسمان باز) کار می‌کنند و نمی‌توان از آنها در محیط‌های بسته و سرپوشیده مانند تونل‌ها و یا ساختمان‌ها استفاده نمود. لذا 5G اطلاعات موقعیت و زمانی را می‌تواند ارائه دهد که GNSS می‌تواند ارائه نماید ولی پوشش داخلی نیز دارد.

از بین بردن شکاف دیجیتالی از طریق ایجاد اتصال مقرون به صرفه در همه جا حاضر

ارتباطات پهن‌باند در زندگی اجتماعی و اقتصاد امروز دنیا (چه در سطح ملی و چه در سطح محلی) ضروری شده است. با این همه، هنوز نقاط زیادی در جهان وجود دارد که به نقاط سفید معروف هستند و هیچ پوشش پهن‌باندی ندارند. اگر افراد بیشتری می‌خواهند از فرصت‌ها و مزایای اقتصادی دسترسی به تلفن همراه بهره‌مند شوند، باید این نقاط سفید کاهش یافته و شکاف دیجیتالی تا حد ممکن بر طرف گردد. در آینده نزدیک، رشد اقتصادی به ارتباطات و ارائه خدمات پیشرفته، وابسته است. در این شرایط، وجود نقاط بدون پوشش (نقاط سفید)، اثرات مضر حادتری در اقتصاد خواهد داشته و در ارائه خدمات به صنایع مختلف تأثیرگذار است. لکه‌های سفید در زمین‌های کشاورزی مانع مدیریت داده-محور منابع (به عنوان مثال مدیریت آب) در صنعت کشاورزی می‌شود. تخمین زده شده است که 42 درصد از آب شیرین قابل دسترسی در جهان از طریق سیستم آبیاری و روش‌های ناکارآمد در زراعت، از بین می‌رود. کمبود آب شیرین هم برای سلامتی انسان مضر خواهد بود و هم یکی از عوامل مهار رشد اقتصادی در کشورها است.

کشاورزان با استفاده از مزایای که 5G در اختیار می‌گذارد می‌توانند بر نشتی سیستم آبیاری نظارت نمایند. همچنین می‌توانند با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده، برای تولید محصولات مختلف بر اساس تغییرات محیطی تصمیم‌گیری نمایند. 5G این پتانسیل را دارد که امکان اتصال پهن‌باند (با پهنای باند میانی) ارزان قیمت را در یک منطقه جغرافیایی بسیار گسترده فراهم کند. تا سال 2025، ایستگاه‌های پلتفرم با ارتفاع بالا (high-altitude platform stations (HAPS)) می‌تواند دسترسی به شبکه را افزایش دهند و اپراتورها می‌توانند خدمات خود را با کمترین هزینه برای کاربران نهایی، ارائه نمایند. این در حالی است که ترکیب مذکور برای ارائه خدمات اینترنت اشیاء نیز قابل استفاده است.

اطمینان از امنیت از طریق هوش مصنوعی و اتوماسیون

بسیاری از سناریوهای 5G مبتنی بر رابط‌های باز (Open Interfaces)، تجمیع‌های پویا (Dynamic Associations) و به‌کارگیری‌های توزیع شده (Distributed Deployments) است که برای محافظت از آن‌ها نیاز به یک معماری امنیتی پیشرفته است. با تعبیه هوش مصنوعی و یادگیری ماشین (AI/ML) در هر لایه شبکه، این امکان فراهم می‌گردد که ارائه‌دهندگان سرویس بتوانند رویکرد امنیتی فعالانه‌‌تری داشته باشند که به طور خودکار ناهنجاری‌ها را تشخیص داده و اقدامات متقابل را به کار گیرند. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین همچنین به منظور تضمین امنیت بیشتر، به بسیاری از جنبه‌های فرآیندهای توسعه سیستم، کمک می‌کند تا ضمن ایجاد اتوماسیون و بهینه‌سازی، از پیچیدگی مربوط به مدیریت شبکه‌های چند وندوری و باز کاسته شود.

زمان مناسب برای بزرگ اندیشی با 5G

افزایش پایداری جهانی یکی از زمینه‌هایی است که 5G به پیشرفت آن کمک می‌کند. همکاری مجازی (راه‌کارهای دورکاری)، تاب‌آوری اقتصادی و شکاف دیجیتالی چالش‌های پیچیده دنیای امروز هستند. با برداشتن گام‌های درست، سازمان‌ها می‌توانند زیرساخت‌های ایمن 5G را ایجاد نمایند و از آن برای حل چالش‌ها فعلی و آینده استفاده نمایند. همچنین لازم به ذکر است که 5G قابلیت ارائه خدمات جدید را فراهم نموده و با ایجاد ارتباطات سریع و به‌هنگام، امکان استفاده از اطلاعات و داده‌های دقیق زمانی و مکانی را مهیا می‌کند. شبکه 5G لازمه ایجاد اتصال جهانی مقرون به صرفه برای پایدارتر ساختن جهان در سال 2025 است.

نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی در ایران

از سال 1393، تحقیقات در خصوص شبکه‌های ارتباطی نسل پنجم در کشور آغاز و گزارش‌های آن منتشر گردیده است[2]. در طی چند سال گذشته، اپراتورهای تلفن همراه کشور، نمونه‌ای از شبکه کامل‌ 5G (End-to-End) شامل هسته شبکه و رادیو را به صورت آزمایشی راه‌اندازی و آزمایش نموده‌اند[3]. در مرداد ماه سال 99، اولین سایت 5G به صورت رسمی در کشور راه‌اندازی شد. در آئین راه‌اندازی این سایت، به این نکته اشاره شده است که «نسل ۵ فقط یک ابزار ارتباطی نیست و در کنار هوش مصنوعی، سکوی پرش اقتصاد دیجیتال ایران است[4]».

اما چیزی که در این میان حائز اهمیت به نظر می‌رسد، ضرورت ایفای نقش فعال کاتالیزوری توسط خبرگان حوزه سیاست‌گذاری و سرمایه‌گذاری در فناوری به منظور توسعه این فناوری و مشاهده آثار استفاده از 5G در کیفیت زندگی مردم است. با توجه به مدت نسبتاً کوتاهی که از توسعه نسل چهارم در ایران می‌گذرد و به احتمال زیاد، بازگشت سرمایه اپراتورها روی این فناوری محقق نشده است، صحبت از 5G و استفاده گسترده آن در سطح کشور، بدون در نظر گرفتن ابزارهای مالی و قانون‌گذاری حمایت از سرمایه‌گذاری در این فناوری، بیهوده است. از سوی دیگر، نگاه راهبردی به صنایع به عنوان مشتریان سازمانی 5G و آشنا نمودن بخش‌های مختلف صنایع و خدمات با قابلیت‌ها و امکانات آخرین نسل ارتباطات سیار، در تحریک تقاضا و در نتیجه، سرعت راه‌اندازی این فناوری در مقیاس‌ وسیع موثر خواهد بود.