آشنایی با کاربردهای 5G

شاید برای شما هم سوال باشد که کاربردهای اینترنت 5G چیست و این تکنولوژی نوظهور چگونه می‌تواند در زمینه‌های مختلف مفید باشد؟ تکنولوژی 5G نسل پنجم اینترنت‌های بی‌سیم و شبکه‌های سلولی‌ست که با اتکا بر سرعت بالا و کاهش تأخیر بین صدور فرمان و اجرای دستور، می‌تواند باعث ایجاد تحولی عظیم در حوزه‌های متعددی شود. در این مقاله به بررسی کاربردهای 5G و پتانسیل‌های بالقوه این تکنولوژی جذاب می‌پردازیم.

بهبود سرعت و عملکرد شبکه‌های تلفن همراه

5G از باندهای فرکانسی مختلفی استفاده می‌کند که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند. بهبود سرعت و کارایی شبکه‌های تلفن همراه برای انتقال داده‌های سنگین، مانند ویدئو و عکس، از شاخص‌ترین کاربردهای 5G محسوب می‌شود. گیمرها هم برای اجرای بازی‌های سنگین آنلاین نیاز به سرعت بالا و تأخیر پایین دارند که از جمله ویژگی‌های این تکنولوژی‌ست.
برای استفاده از تکنولوژی 5G تلفن همراه کاربر باید از این قابلیت پشتیبانی کند؛ همچنین منطقه زندگی او باید تحت پوشش این نوع شبکه باشد. در صورت برقراری این دو شرط، کاربر می‌تواند از قسمت تنظیمات اینترنت گوشی خود، نوع شبکه مورد استفاده را انتخاب کند. کاربردهای اینترنت 5G می‌تواند براساس نوع باند فرکانسی متفاوت باشد؛ چرا که این تکنولوژی شامل سه نوع فرکانس پایین، متوسط و بالاست. در ادامه این فرکانس‌ها را بررسی می‌کنیم:

فرکانس پایین

رنج فرکانسی باندهای پایین زیر یک گیگاهرتز بوده که این رنج در 5G معمولاً بین 600 تا 900 مگاهرتز است. نکته منفی در مورد این رنج، سرعت پایین‌تر آن نسبت به انواع دیگر است؛ با این حال پوشش این باند گسترده است و تنها با یک آنتن می‌تواند صدها کیلومتر مربع را پوشش‌دهی کند.
پوشش گسترده این باند به دلیل قابلیت فرکانس‌های این محدوده در نفوذ به موانع موجود در مسیر امواج است. سرعت این رنج تنها کمی بالاتر از4G  است و 5G با باند پایین می‌تواند به سرعت 50 تا 250 مگابایت در ثانیه برسد.

فرکانس متوسط

رنج این فرکانس از یک گیگاهرتز تا 6 گیگاهرتز متغیر است. این رنج سرعت بالاتری در اختیار کاربران قرار می‌دهد؛ اما در عین حال پوشش‌دهی کم‌تری دارد. هدف‌گذاری اپراتورها برای این رنج حداکثر سرعت 2 گیگابایت بر ثانیه است؛ اما در حال حاضر سرعت واقعی این رنج 600-900 مگابایت بر ثانیه است.

فرکانس بالا

وقتی صحبت از کاربردهای اینترنت 5Gباشد، معمولاً رنج فرکانس بالا مد نظر است. این رنج بالاترین سرعت را در انتقال داده‌ها دارد و به عنوان طول موج میلی‌متری (mmWave) شناخته می‌شود. محدوده فرکانسی این گروه از 24 تا 40 گیگاهرتز است و در حال حاضر سرعتی بین یک تا 3 گیگابایت در ثانیه دارد که در آینده این رقم می‌تواند بیشتر شود. محدودیت اصلی این گروه این است که تنها می‌توانند مسافت محدودی را تحت پوشش خود قرار دهند.

استفاده از 5G در ارتباطات ماشین به ماشین (M2M)

ارتباط ماشین به ماشین یا M2M شامل مجموعه‌ای از ارتباطات ماشین‌ها با کمک شبکه اینترنت است. در این نوع ارتباط ماشین‌ها می‌توانند اطلاعاتی مربوط به خود و شرایطی را که در آن قرار دارند به سایر ماشین‌ها منتقل کنند؛ در این صورت، نوعی تعامل و یادگیری بین آن‌ها ایجاد خواهدشد.

تعدادی از مهم‌ترین کاربردهای M2M

• خودروهای خودران
• ردیابی و پیگیری ناوگان
• کنترل وضعیت ترافیک
• کنترل ربات‌های صنعتی و تجهیزات کارخانه از راه دور
• کنترل ماشین‌آلات صنعتی در مناطق صعب‌العبور
• شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN)
• ردیابی تجهیزات
• کنترل مرسولات پستی

اجزای مهم در ارتباطات ماشین به ماشین

• ماشین هوشمند
• اسکنرها و حسگرها
• شبکه ارتباطی (اینترنت)
• سرور مرکزی
• فضای ذخیره‌سازی
• پروتکل واسطه برای برقراری ارتباط بین اجزا

وجود تمام موارد بالا برای شکل‌گیری یک ارتباط مؤثر بین ماشین‌ها ضرورت دارد و افزایش کیفیت هر مورد می‌تواند این تعامل را بهبود دهد. یک شبکه بی‌سیم معمولاً بهترین گزینه برای برقراری این ارتباط است؛ بنابراین کیفیت و سرعت بالای آن بسیار مهم است و به‌صورت کاملاً مستقیم کارایی سیستم را افزایش می‌دهد.

فناوری 5G با تاخیری کم، سرعتی بالاتر و پهنای باندی بیشتر، راه حل مناسبی برای نیازهای ارتباطی M2M به‌حساب می‌آید. به عنوان مثال، وسایل نقلیه خودران با استفاده از فناوری 5G با تاخیری کم و اطمینانی بالا عمل می‌کنند و احتمال خطا و پاسخ نامناسب بسیار کم خواهد شد. در همین راستا اتحادیه اروپا پروژه‌ای با محوریت تکنولوژی 5G به نام METIS راه‌اندازی کرده که هدف آن دسترسی به سه سرویس عمومی زیر است:

1. سرویس xMBB (extreme Mobile BroadBand):

   سرویس xMBB نرخ داده بالایی را برای برنامه‌هایی مانند واقعیت افزوده (AR) یا حضور و کنترل از راه دور فراهم می‌کند. قابلیت اطمینان سیستم با متوسط‌شدن نرخ داده‌ها بهبود می‌یابد.

2. سرویس uMTC (ultra-reliable Machine-Type Communication):

   uMTC به سیستم‌هایی پاسخ می‌دهد که به خدمات فوق‌العاده قابل اعتماد و حساس به زمان نیاز دارند؛ مانند ارتباطات یک وسیله نقلیه با سایر وسایل نقلیه، زیرساخت‌ها یا سیستم‌های کنترل صنعتی که در آن‌ها حداقل میزان تأخیر، نکته‌ای کلیدی محسوب می‌شود.

3. سرویس mMTC (massive Machine-Type Communication):

   سرویس mMTC به تعداد زیادی از دستگاه‌هایی با هزینه و انرژی محدود با نرخ داده پایین مانند سیستم‌های نظارت یا شبکه ناحیه بدنه پاسخ می‌دهد. 5Gاز فناوری‌ای به نام برش شبکه (Network slicing) برای ارائه طیف گسترده‌ای از خدمات مانند خدمات پیشنهادی پروژه METIS استفاده می‌کند. برش شبکه اجازه می‌دهد تا چندین شبکه منطقی روی یک زیرساخت فیزیکی مشترک ایجاد کنید. هر شبکه منطقی نیازهای تجاری خاصی را برآورده و امکان مدیریت کارآمد و اقتصادی شبکه را فراهم می‌کند.
   برش شبکه با استفاده از فن‌آوری‌هایی مانند شبکه‌های تعریف‌شده با نرم‌افزار (SDN) برای کاربر شفاف است؛ همچنین به اپراتور تلفن همراه اجازه می‌دهد تا یک شبکه منطقی مستقل سرتاسری (end-to-end) را اجرا کند که نیازهای خاص مشتری را تأمین می‌کند.
   با برش شبکه، 5G خدماتی را برای هر سه برنامه پیشنهادی پروژه METIS ارائه خواهد کرد؛ بنابراین با این تکنولوژی سیستم M2M را می‌توان به‌جای استفاده از فناوری‌های ارتباطی مختلف برای هر نوع سیستم یا برنامه‌ای، با استفاده از یک فناوری ارتباطی واحد پیکربندی کرد.

   

   توسعه اینترنت اشیا (IoT) با استفاده از تکنولوژی 5G

   اینترنت اشیا مجموعه‌ای پیچیده شامل تکنولوژی‌های مختلف سخت‌افزاری، نرم‌افزاری و ارتباطی‌ست. M2M یکی از زیرساخت‌های اصلی اینترنت اشیا به‌شمار می‌رود که برای اتصال ماشین‌ها به ماشین‌های درون‌شبکه‌ای سلولی یکسان استفاده می‌شود. این تکنولوژی با ایجاد تحولی در زمینه‌های مختلف می‌تواند باعث بهبود کیفیت زندگی انسان‌ها و خدمات‌رسانی بهترشود.
   اینترنت اشیا به‌سرعت در حال پیشرفت است و اهمیت آن هر روز بیش از پیش مورد بحث قرار می‌گیرد. تقریباً هر شیئی که امکان اتصال به اینترنت را داشته باشد، پتانسیلی ذاتی دارد تا بدون دخالت انسان به تبادل اطلاعات و داده‌ها در شبکه بپردازد؛ حتی می‌توان این اشیا را از طریق اینترنت و از راه دور کنترل کرد. بنابراین این تکنولوژی از خاموش و روشن‌کردن چراغ‌های منزل گرفته تا کنترل دستگاه‌های یک کارخانه با مقیاس وسیع و ناوگان‌های عظیم حمل‌ونقل بین‌المللی، کاربرد دارد.

   مزایای استفاده از 5G در اینترنت اشیا

• سرعت بیشتر در انتقال اطلاعات

  سرعت انتقال داده در اینترنت 5G می‌تواند به 20 گیگابایت بر ثانیه برسد و این موضوع به‌عنوان پررنگ‌ترین ویژگی این تکنولوژی شناخته می‌شود. با بهره‌گیری از سرعت بیشتر می‌توان در تعاملات گسترده، بهترین هماهنگی را ایجاد کرد. شاید در استفاده‌های خانگی، اینترنت‌های نسل قبل هم تا حدودی پاسخگو باشند؛ اما در مقیاس صنعتی استفاده از 5G بهترین گزینه ممکن است.

• تأخیر کمتر در برقراری ارتباط

  منظور از تأخیر، فاصله بین صدور دستور و اجرای فرمان است که هر چه این فاصله کوتاه‌تر باشد، ارتباط بهینه‌تر خواهد بود. تأخیر در 5G حداقل ده برابر کم‌تر از اینترنت 4G است که این رقم بسیار قابل توجه است. به لطف تأخیر کم‌تر و افزایش سنسورها، امکان کنترل دستگاه‌های یک کارخانه صنعتی، کنترل لجستیک یا حمل‌ونقل از راه دور و حتی عمل‌های جراحی که پزشک در محل حاضر نیست، وجود دارد.

• تعداد بیشتر دستگاه‌های متصل

  تعداد دستگاه‌هایی که می‌توانند به شبکه متصل شوند با کمک 5G به‌شدت افزایش پیدا کرده است و حتی می‌تواند به مقیاس میلیون در هر کیلومتر مربع برسد. در این حالت تمام دستگاه‌های متصل به اینترنت به اتصالات فوری دسترسی خواهند داشت و در زمان واقعی اطلاعات را با هم مبادله می‌کنند.

• شبکه‌های مجازی

  5G امکان پیاده‌سازی شبکه‌های مجازی و ایجاد زیرشبکه‌ها را هم فراهم می‌کند تا اتصالی متناسب با نیازهای ویژه به‌وجود آید. زیرشبکه‌ها ویژگی‌های خاصی را به قسمتی از شبکه می‌دهند تا شبکه امکان اولویت‌بندی و برنامه‌ریزی اتصالات را داشته باشد؛ از این طریق، درخواست‌های کاربران را در بخش‌های خاصی از شبکه بهتر مدیریت خواهد کرد.
  با توجه به افزایش روزانه‌ این دستگاه‌های متصل به اینترنت، درآینده شبکه G4 اینترنت توانایی پاسخگویی به این حجم وسیع از دستگاه‌ها برای اتصال به اینترنت را ندارد. در مقابل، ظرفیت شبکه 5G می‌تواند پاسخگوی تعداد بالای این دستگاه‌ها باشد و تکنولوژی IoT را به حد کمال برساند.

کاربردهای اینترنت 5G در شهر هوشمند

شهر هوشمند، شهری مدرن است که از فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) جهت افزایش میزان بهره‌وری عملیاتی، بهبود کیفیت خدمات و بالابردن سطح رفاه افراد جامعه استفاده می‌کند. برنامه‌های شهر هوشمند شامل مواردی مانند مدیریت ترافیک، به‌روزرسانی فوری آب‌وهوا، پخش محلی، مدیریت انرژی، روشنایی هوشمند خیابان، مدیریت منابع آب، پاسخ اضطراری و غیره است.
همه موارد گفته‌شده باید با هم هماهنگ باشند و هیچ باگی متوجه این سیستم عظیم و یکپارچه نباشد. هماهنگی در یک شهر هوشمند حرف اول را می‌زند و لازمه آن زیرساختی قدرتمند، قابل اطمینان و پرسرعت مثل تکنولوژی 5G است.

قابلیت اتصال دستگاه‌های بیشتر

هر چه دستگاه‌های بیشتری بتوانند از طریق شبکه پایدار با هم در ارتباط باشند، آرمان‌های شهر هوشمند به واقعیت نزدیک‌تر خواهد شد. به عنوان مثال هرچه دوربین‌های راهنمایی و رانندگی بیشتری در سطح شهر با هم در ارتباط باشند، مدیریت ترافیک راحت‌تر خواهد شد. ارتباط تعداد زیادی از تابلوهای اطلاعاتی در سراسر ایستگاه‌ها و میادین اصلی برای اطلاع‌رسانی سریع‌تر تحت یک شبکه یکپارچه، در مواقع اضطراری بسیار مفید خواهد بود.

پهنای باند بسیار وسیع

پهنای باند وسیع جهت پشتیبانی و دانلود خدمات بر بستر شبکه‌های بی‌سیم و حجم زیادی از داده‌ها، مورد نیاز است. این حمایت توسط فناوری نسل پنجم صورت می‌گیرد. استفاده از 5G می‌تواند به افزایش پهنای باند کمک زیادی کند.

تأخیر بسیار کم

مدیریت یک شهر هوشمند نیاز به هماهنگی بسیار قوی دارد و در صورتی که نظم بین اجزاء به‌هم بخورد، هرج‌ومرج ایجاد می‌شود. تأخیر کم‌تر از یک‌میلی‌ثانیه‌ای فناوری نسل پنجم می‌تواند تا حد زیادی به برقراری نظم بین اجزای شهر هوشمند کمک کند.

اتصال همواره فعال

این ویژگی از مهم‌ترین کاربردهای اینترنت 5G محسوب می‌شود که به کاربران امکان اتصالی پایدار در محیط‌هایی مانند خودروها و قطارهای سریع‌السیر را می‌دهد. این تکنولوژی برای نظارت بر خودروهای بدون سرنشین و مانیتورینگ تجهیزات در مسیرهای صعب‌العبور بسیار مفید خواهد بود.

چگونه استفاده از تکنولوژی 5G می‌تواند در بهبود سلامت جامعه اثر بگذارد؟

بهبود سطح سلامت جامعه از مهم‌ترین بخش‌ها برای پیشرفت یک کشور است. توسعه فناوری نسل پنجم اینترنت کمک شایانی به نظام سلامت خواهد کرد و می‌تواند از رفت‌وآمدهای غیرضروری و هزینه‌های اضافی تا حد زیادی جلوگیری کند.
راه‌اندازی خدمات سلامتی و پزشکی آنلاین با استفاده از تکنولوژی 5G و ارتباط با پزشکان و مراکز درمانی به‌صورت آنلاین، باعث بهبود نظام سلامت می‌شود؛ همچنین اعضای کادر درمان در کوتاه‌ترین زمان ممکن از نظرات کارشناسانه یکدیگر استفاده خواهند کرد. در این میان، بیمار نیازی نخواهد داشت ساعت‌ها وقت خود را در مطب‌های مختلف بگذراند و چند متخصص می‌توانند همزمان وضعیت او را بررسی کنند.

کاربردهای اینترنت 5G در راه‌اندازی خدمات سلامتی و پزشکی آنلاین

چگونگی راه اندازی 5G و استفاده بهینه از آن در نظام سلامت هنوز در دست بررسی و آزمون‌وخطاست. با این حال، آینده متعلق به تکنولوژی‌ست و سرعت بالای انتقال اطلاعات از جنبه‌های اصلی این موضوع است. در ادامه با چند مورد از مهم‌ترین کاربردهای 5G در بخش خدمات سلامتی و پزشکی آنلاین آشنا می‌شویم.

انتقال سریع فایل‌های سنگین تصویربرداری

نتایج MRI و سایر فایل‌های تصویربرداری پزشکی معمولاً بسیار حجیم و سنگین هستند. این فایل‌ها در حال حاضر معمولاً توسط بیمار تحویل گرفته می‌شوند و او ساعت‌ها در مطب منتظر نوبت خود برای تفسیر جواب می‌نشیند. با استفاده از 5G که پهنای باند بالاتری را ایجاد می‌کند، این تصاویر به‌صورت مستقیم توسط مرکز تصویربرداری به پزشکان مربوط ارسال می‌شوند؛ در این صورت نتایج به‌سرعت تفسیر و اطلاعات لازم به بیمار برای سایر مداخلات درمانی داده می‌شود.

گسترش پزشکی از راه دور

پزشکی از راه دور به شبکه‌ای نیاز دارد که قابلیت پشتیبانی از ویدئوهایی با کیفیت بالا در زمان را داشته باشد. کاربردهای اینترنت 5G در گسترش پزشکی از راه دور بسیار مفید است و کیفیت ویزیت‌های آنلاین را چندین برابر می‌کند. کاربردهای 5G در این زمینه نه‌تنها برای بیمار مفید خواهد بود بلکه برای پزشکان و اعضای کادر درمان هم نتایج بسیار مثبتی به همراه دارد.
عمل‌های جراحی از راه دور بدون حضور فیزیکی پزشک نیازمند پهنای باندی وسیع، سرعتی بسیار بالا و تاخیری بسیار اندک است؛ بنابراین با بهره‌گیری از کاربردهای 5G می‌توان در این زمینه پیشرفت زیادی داشت. شبکه اینترنت در این زمینه باید کاملاً قابل اطمینان و در نقاط روستایی دور هم پوشش کافی داشته باشد.

مزایای پزشکی از راه دور برای بیماران

• کاهش هزینه‌ها
• صرفه‌جویی در زمان
• کاهش رفت‌وآمدهای غیرضروری
• به‌حداقل‌رسیدن تداخلات زندگی شخصی و کاری
• کم‌شدن احتمال ابتلا به بیماری‌های واگیردار در محیط‌های بیمارستانی
• کاهش سطح اضطراب
• دسترسی به بهترین پزشکان و درمانگران، بدون توجه به فاصله جغرافیایی

مزایای پزشکی از راه دور برای کادر درمان

• افزایش میزان درآمد خالص
• انعطاف ساعت کاری
• پیگیری کارآمدتر وضعیت سلامت بیمار
• کاهش احتمال لغو نوبت از جانب مراجعه‌کنندگان
• امکان مشورت آنی با سایر همکاران

شبکه حسگر ناحیه‌ای بی‌سیم بدنی (WBAN)

شبکه حسگر ناحیه‌ای بی‌سیم بدن یکی از جدیدترین و مفیدترین پیشرفت‌های حوزه تکنولوژی سلامت است. این حسگرها می‌توانند پوشیدنی باشند یا زیر پوست کاشته شوند؛ وظیفه آن‌ها جمع‌آوری اطلاعات از بدن است.
این اطلاعات به‌صورت مستقیم از طریق اینترنت به مراکز درمانی یا پزشک معالج ارسال می‌شوند. ارسال این اطلاعات می‌تواند براساس زمان‌بندی باشد؛ اما در بیماری‌های خاص به‌صورت مستمر صورت می‌گیرد. به همین خاطر استفاده از کاربردهای 5G می‌تواند دقت و سرعت این فرایند را تا حد زیادی افزایش دهد.
این حسگرها می‌توانند در موارد زیادی از جمله اندازه‌گیری سطح قند، فشار خون، وضعیت عصبی، سطح اکسیژن و موارد این‌چنینی مورد استفاده قرار گیرند. این تکنولوژی برای بیماران گروه‌های خاص بسیار مفید است و به پزشک امکان بررسی لحظه‌ای وضعیت آن‌ها را می‌دهد.
این فناوری برای سالمندانی که تنها زندگی می‌کنند یا افرادی که محدودیت حرکتی دارند هم منافع زیادی دارد. پزشک متخصص می‌تواند به‌سرعت از حال آن‌ها باخبر شود و در صورت لزوم از راه دور ویزیت کند. کاربردهای اینترنت 5G در این زمینه بسیار قابل توجه است و به حسگر برنامه‌ریزی‌شده این امکان را می‌دهد تا با کم‌ترین تأخیر، در صورت بروزشرایط بحرانی، اورژانس را خبر کند.

استفاده از تکنولوژی 5G در صنایع و سازمان‌ها

بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها و افزایش سرعت فرآیندهای تولیدی، از مهم‌ترین کاربردهای اینترنت 5G در صنایع و سازمان‌هاست. 5G امکان اتوماسیون لجستیک، جابه‌جایی مواد و اتوماسیون کارخانه را از طریق فناوری بی‌سیم و ارتباط ماشین‌به‌ماشین فراهم می‌کند. این ارتباط از تحویل مواد تا تولید، انبارداری و تحویل محصولات نهایی، امکان کنترل و نظارت از راه دور را فراهم می‌کند.
کاربردهای 5G در ارگان‌ها و سازمان‌های مختلف هم بسیار زیاد است و باعث ایجاد یکپارچگی حداکثری بخش‌های مختلف می‌شود. این تکنولوژی زمینه کارکردن از راه دور را فراهم می‌کند که این مسئله باعث صرفه‌جویی در زمان و منابع می‌شود و می‌توان از هر قسمت از کشور کارمندهایی را با بالاترین سطح تخصص استخدام کرد.
با استفاده از فناوری برش شبکه، به شرکت‌ها این امکان داده می‌شود تا شبکه‌های اختصاصی خود را متناسب با نیازهایی خاص پیاده‌سازی کنند. این موضوع باعث بهبود سرعت، افزایش هماهنگی و کاهش تأخیر می‌شود؛ در نتیجه کارهای اداری با اتلاف وقت حداقلی به سرانجام می‌رسند.

جمع‌بندی

سرعت بالاتر و کیفیت اتصال بهتر خواسته هر کاربر اینترنت است و استفاده از 5G یکی از منطقی‌ترین گزینه‌ها برای رفع این نیاز محسوب می‌شود. دسترسی به اینترنت خانگی پرسرعت تنها یکی از کاربردهای 5G به‌شمار می‌رود و این تکنولوژی می‌تواند در زمینه‌های زیادی تحول اساسی ایجاد کند.
با استفاده از خدمات 5G همراه اول شما می‌توانید کیفیت متفاوتی نسبت به نسل‌های قبلی اینترنت تجربه کنید. کاربردهای اینترنت 5G می‌تواند باعث بهبود تکنولوژی‌های قبلی یا حتی ظهور فناوری‌های جدید شود. بهبود سرعت و عملکرد تلفن‌های همراه، توسعه اینترنت اشیا، شهرهای هوشمند، افزایش بازدهی در بخش‌های صنعتی و سازمان‌ها و بهبود خدمات سلامتی و پزشکی آنلاین، تنها گوشه‌ای از کاربردهای اینترنت نسل پنجم است.