خانه / شبکه داده / ارتباطات سیار / سیر تکامل نسل‌های مختلف شبکة داده (شبکه داده 47)

سیر تکامل نسل‌های مختلف شبکة داده (شبکه داده 47)

نویسنده: احد رجایی

     اخبار فناوری‌های مرتبط با شبکة داده در چند دهة اخیر همواره جذاب بوده و مردم با علاقه‌مندی آن را دنبال کرده‌اند. پیگیری سیر تحولات فناوری از آن رو مفید است که آگاهی از گذشته فناوری و پیگیری رویدادهایی که در اثر آن اتفاق افتاده است، برای پیش بینی رخدادهای آینده مؤثر است.

نسل اول(G1)

 شبکة داده در دوره‌ای نه چندان طولانی نسل‌های مختلفی را طی کرده است. شبکةG1 یا نسل اول در سال 1980 با ساختاری آنالوگ و فقط برای مکالمات صوتی معرفی شد. سرعت انتقال داده در آن 2.4 کیلوبیت بر ثانیه بود. به دلیل استفاده از هریک از سه فناوری آنالوگ، این نسل از شبکه، کیفیت، سرعت و امنیت بالایی نداشت و نویزپذیری‌از بزرگترین مشکلاتش بود. در آن زمان تصمیمی برای این که در کل دنیا از سیستم‌های با مؤلفه‌های مشترک و استانداردهای یکسان استفاده شود، گرفته نشده بود.

حتی در اروپا کشورهای مختلف از سیستم‌های متفاوتی استفاده می‌کردند. به عنوان نمونه کشورهای شمال و شمال غرب اروپا  سیستمی با نام NMT  داشتند و بریتانیا و ایرلند از سیستم TACS  استفاده می‌کردند. به علاوه امکان استفاده از رومینگ وجود نداشت و وقتی کاربری می‌خواست از خدمات اپراتوری استفاده کند، باید گوشی مخصوص آن اپراتور را نیز خریداری می‌کرد. به علاوه هنوز تمهیدی برای استفادة مؤثر و بهینه از پهنای باند به کار گرفته نشده بود.

نسل اول(G2)

در اواسط دهة80 میلادی کمیسیون اروپا فعالیت‌هایی را آغاز ‌کرد تا در حوزة ارتباطات و به ویژه ارتباطات موبایل پیشرفت حاصل شود. نتیجة این اقدامات تأسیس نهاد ETSI (نهاد استانداردهای مخابراتی اروپا) بود. نهاد استانداردهای مخابراتی اروپا یک سازمان استانداردسازی غیرانتفاعی مستقل در صنعت مخابرات(تولیدکننده‌‌های تجهیزات و اپراتورهای شبکه) در اروپا است که با شرکت‌های تخصصی و بنگاه‌های اقتصادی در سراسر جهان همکاری می‌کند و ستاد آن در پارک علم و فناوری سوفیا آنتی‌پولیس فرانسه است.

نهاد استانداردهای مخابراتی اروپا استانداردهای قابل اجرای جهانی را برای فناوری اطلاعات و ارتباطات، مانند فناوری‌های تلفن ثابت، تلفن همراه، رادیو و اینترنت فراهم می‌کند. نهاد استانداردهای مخابراتی اروپا در سال ۱۹۸۸ میلادی توسط کنفرانس اروپایی مدیریت مخابرات و پست پدید آمد و کمیسیون اروپا و دبیرخانه انجمن تجارت آزاد اروپا آن را  به رسمیت شناختند. اینک نهاد استانداردهای مخابراتی اروپا، مسئول استانداردسازی فناوری اطلاعات و ارتباطات در اروپا است. این رویداد به تولد نخستین فناوری‌های دیجیتال در مخابرات منجر شد که GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION  یا GSM  نام گرفت. بنابر‌این می‌توان گفت تحول در شبکه‌های داده از نسل دوم یا G2  شروع شد. زیرا در این نسل، فناوری دیجیتال جایگزین آنالوگ شد. در G2 سرعت انتقال داده به 64 کیلوبیت بر ثانیه رسید و سیستم ارسال پیامک (SMS)  به آن اضافه شد.

همچنین با فناوری GPRS  امکان انتقال داده با سرعت اسمی 170 کیلوبیت در ثانیه ایجاد شد. کشور فنلاند اولین کشوری بود که در سال 1991 نسل دوم شبکه را به کار گرفت.

 نسل اول(G3)

در فناوری‌های نسل دوم اگر چه انتقال داده در شبکه، سرعت قابل توجهی پیدا کرده بود، ولی انتقال بسته‌های داده در محیط بی سیم همچنان مانند مکالمات رایج تلفنی آن زمان با CIRCUIT SWITCH انجام می‌شد. بنابراین بخشی از کارایی مورد انتظار در انتقال داده به این علت کاهش می‌یافت. به علاوه استانداردهایی که برایG2   در اروپا توسعه یافته بودند، کماکان با بقیة دنیا تفاوت داشتند. بنابراین لازم بود که استانداردهایی برای شبکه تهیه شود که در سطح جهانی برای همة شبکه‌ها استفاده شود.

با افزایش انتظارات برای ارسال و دریافت فایل‌های چندرسانه‌ای با حجم بالا، بازی‌های آنلاین و برگزاری ویدئو کنفرانس با شروع قرن بیست و یکم مهندسان مخابرات و رایانه، نسل سوم شبکه‌های داده را معرفی کردند. نسل سوم به دنبال ارتقای کیفیت سرویس‌های داده بود و سه هدف را دنبال می‌کرد. افزایش کیفیت صدا، افزایش سرعت داده برای پیام رسانی، چندرسانه‌ای و دسترسی به اینترنت و بالاخره رسیدن نرخ تا 2 مگابیت در ثانیه برای کاربران ثابت و تا 384 کیلوبیت در ثانیه برای کاربران موبایل.

قرار بود فناوری نسل سوم برای همه دنیا استاندارد مشترکی ایجاد کند ولی چنین چیزی رخ نداد و سه استاندارد از نسل سوم سر برآوردند:

نخستین استاندارد به نام Wideband CDMA  که بیشتر در اروپا توسعه یافت و در کشور ما نیز از این فناوری استفاده می‌شود. این استاندارد از پهنای باند 5 مگاهرتز استفاده می‌کند و با سیستم GSM  می‌تواند کار کند ولی بدین معنا نیست که از GSM  به طور کامل پشتیبانی می‌کند و با آن سازگار است.

 استاندارد دیگر CDMA2000  است که عمدتاً در آمریکا توسعه یافته است. این استاندارد که از پهنای باند 5 مگاهرتز استفاده می‌کند، به این منظور طراحی شد که بتواند با IS-95  که استانداردی در G2 CDMA  بود و در آمریکای شمالی استفاده می‌شد، کار کند. بالاخره استاندارد دیگری به نام TD-SCDMA  نیز ارائه شد که نسخة چینی سیستم‌های G3 است.

      ارائة نسل سوم فناوری شبکه داده  نسبت به آنچه انتظار می‌رفت، بیشتر طول کشید. به همین دلیل در فاصلة بین فناوری نسل دوم و سوم، دو فناوری میانی برای GSM  ارائه شد. این دو فناوری به نام GPRS  و EDQE  شناخته می‌شوند. در حال حاضر ایرانسل و همراه اول از این فناوری‌ها برای ارائة سرویس داده استفاده می‌کنند. در حقیقت طراحان می‌خواستند هدفی را کهG3   به دنبال محقق شدنش بود با GSM  برآورده کنند، ولی به این هدف نایل نشدند. مثلاً GPRS  سرعتی در حد چند ده کیلوبایت در ثانیه و EDQE  هم سرعتی حداکثر تا 300 کیلوبیت در ثانیه دارند. در حالی که سرویسG3  بسیار پر سرعت است. برای آن که موقعیت فناوری G3 را بهتر درک کنیم چند گراف را مرور می‌کنیم.

 گراف 1 نشان می‌دهد از زمان ایجاد هر فن‌آوری، سرعت به کارگیری هر سه ماه چقدر بوده است- مثلاً منحنی پایینی که مربوط به GSM  است نشان می‌دهد بعد از 19 فصل (57 ماه) که از ایجاد فناوری GSM گذشته، بیست میلیون مشترک داشته است، ولی منحنی مربوط بهG3   بیانگر آن است که بعد از 19 فصل از عرضة تجاری‌اش، هفتاد میلیون مشترک را جذب کرده است. یعنی فناوری G3  نرخ رشد سریع تری نسبت به  GSM  داشته است. گراف 2 نیز تعداد کاربران G3  را به تفکیک قاره‌ها نشان می‌دهد. لازم به ذکر است این گراف در سال 2009 تهیه شده و از این سال تا سال 2013 اعداد گراف، پیش بینی رشد کاربران است. این گراف نیز تأیید می‌کند که سرعت رشد G3 بسیار بالاست. نمودار 3 نیز تعداد مشترکان موبایل به تفکیکG2  و G3  را نشان می‌دهد. نکتة جالب توجه در این نمودار اسن است که در سال 2015 بالغ بر 7 میلیارد نفر تلفن همراه داشته‌اند.

گراف1
گراف2
جدول 3

 

حتما ببینید

شبکه ارتباطات سیار: مؤلفة Core در استانداردGSM (شبکه داده 43)

در شمارة قبل بحث در خصوص مؤلفه‌های مهم استاندارد GSM را آغاز کردیم و گفتیم …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *