معرفی نسل‌های شبکه تلفن همراه از 1G تا 5G
تکامل شبکه‌های موبایل: از 1G تا 5G | راهنمای کامل
وقتی با تلفن همراه خود به اینترنت متصل می‌شوید، سرعت اتصال شما به قدرت سیگنال دریافتی بستگی دارد. ارتباط شبکه تلفن همراه به اینترنت به‌صورت بی‌سیم برقرار می‌شود. در دهه‌های گذشته کیفیت ارتباطات بی‌سیم افزایش قابل توجهی پیدا کرده و تا حد زیادی به کیفیت ارتباط فیبر نوری نزدیک شده است. نخستین نسل شبکه تلفن همراه در سال 1979 میلادی معرفی شد. امروز که در سال 2023 میلادی به‌سر می‌بریم، زیرساخت‌های نسل پنجم شبکه تلفن همراه توسط اپراتورهای مختلف در کشورهای جهان به‌سرعت در حال توسعه یافتن هستند. در این مطلب قصد داریم به معرفی هر یک از نسل‌های شبکه تلفن همراه از 1G تا 5G بپردازیم. دعوت می‌کنیم در ادامه با ما همراه باشید.
نسل‌های شبکه تلفن همراه از 1G تا 5G در یک نگاه
حرف G در شبکه تلفن همراه مخفف کلمه Generation به‌معنی نسل است. هر نسل از شبکه‌های تلفن همراه، اشاره به اساندارد‌های خاصی دارند که تکنولوژی‌های لازم برای اتصال موبایل به اینترنت را در بر می‌گیرند. هر نسل جدید شبکه تلفن همراه با تحقیق و توسعه که بر پایه نسل قبلی بنا شده، تعریف می‌شود. نسل اول شبکه تلفن همراه برای شناسایی فناوری بی‌سیم در اتصال به اینترنت مورد استفاده قرار نگرفت و با تولد اینترنت 2G این مهم اتفاق افتاد. انتقال فاز شبکه‌های بی‌سیم تلفن همراه از فناوری‌های آنالوگ به دیجیتال، یک جهش بزرگ در زمینه فناوری‌های مرتبط با اینترنت بود.
آنچه در افکار عمومی مردم به‌عنوان نماد نسل‌های شبکه تلفن همراه شناخته می‌شود، سرعت و پایداری اتصال به اینترنت است. بر این اساس سرعت اتصال به اینترنت با هر یک از نسل‌های شبکه تلفن همراه از 1G تا 5G به‌شرح زیر است:
- اینترنت 1G: 2.4 کیلوبیت در ثانیه
| ویژگی | 1G | 2G | 3G | 4G | 5G |
| زمان آغاز / تکامل | 1970/1984 | 1980/1999 | 1990/2002 | 2000/2010 | 2010/... |
| فناوری | AMPS, NMT, TACS | GSM | WCDMA | LTE, WiMax | MIMO, mm Waves |
| سیستم دسترسی | FDMA | TDMA/CDMA | CDMA | CDMA | OFDM/BDMA |
| هسته شبکه | PSTN | PSTN | Packet Network | Internet | Internet |
- اینترنت 2G: 64 کیلوبیت در ثانیه
- اینترنت 3G: 144 کیلوبیت در ثانیه تا 2 مگابیت در ثانیه
- اینترنت 4G: 100 مگابیت در ثانیه
- اینترنت 5G: 1 گیگابیت در ثانیه
در جدول زیر می‌توانید خلاصه‌ای از فناوری‌ها و اطلاعات فنی مرتبط با هریک از نسل‌های شبکه تلفن همراه از 1G تا 5G را مشاهده کنید.
معرفی نسل اول شبکه تلفن همراه (1G)
1G اولین نسل از فناوری شبکه تلفن همراه بود که در پایان دهه 70 میلادی معرفی شد. هرچند که پیاده‌سازی استانداردهای مرتبط به این فناوری باعث شده تا رونمایی از آن به‌صورت عمومی به دهه 80 میلادی کشیده شود. یک شرکت استرالیایی به‌نام تلکام (Telecom) برای اولین بار این شبکه تلفن همراه را با استفاده از سیستم آنالوگ 1G دریافت کرد. بنابراین توجه داشته باشید که نسل اول شبکه تلفن همراه، یک فناوری آنالوگ است.
تلفن‌های همراه در آن دوره معمولا باتری‌های ضعیفی داشتند. ضمن اینکه کیفیت انتقال صدا در مکالمات تلفنی بسیار بد بود. قطعی تماس‌ها نیز موضوعی عادی در آن زمان به‌شمار می‌رفت. استانداردهای مخابراتی آنالوگ در دهه 80 میلادی معرفی شدند. حداکثر سرعت انتقال داده در بستر نسل اول شبکه تلفن همراه 2.4 کیلوبیت در ثانیه بود.
معرفی نسل دوم شبکه تلفن همراه (2G)
اولین جهش بزرگ در نسل شبکه‌های تلفن همراه با ابداع شبکه 2G رخ داد. تفاوت اصلی بین این دو شبکه تلفن همراه، انتقال تبدیل سیگنال‌های رادیویی مورد استفاده از آنالوگ به دیجیتال است. نسل دوم، کانال ارتباطی مطمئن و امنی به‌حساب می‌آمد. نخستین بار ارسال پیامک از طریق تلفن‌های همراه با رونمایی از نسل دوم شبکه تلفن همراه امکان‌پذیر شد.
پایه‌گذاری استانداردهای مرتبط با این شبکه نخستین بار در سال 1991 توسط یک شرکت فنلاندی با نام Radiolinja صورت گرفت. فناوری 2G امکان دسترسی چندین کاربر را در یک کانال واحد از طریق مالتی پلکسی فراهم می‌کند. به همین دلیل قابلیت‌های کاربردی دیگری مانند رومینگ داخلی، نگهداری تماس و ... نیز به وجود آمدند که تا همین امروز نیز از آن‌ها استفاده می‌کنیم. حداکثر سرعت شبکه 2G با سرویس رادیویی مبتنی بر فناوری GPRS برابر 65 کیلوبیت در ثانیه بود.
معرفی نسل سوم شبکه تلفن همراه (3G)
بسیاری از استانداردهای فناوری بی‌سیم با ابداع نسل سوم شبکه تلفن همراه تعیین شدند. مرورگرهای وب، ایمیل، دانلود ویدیو، اشترک‌گذاری تصاویر و بسیاری دیگر از قابلیت‌های تلفن‌های همراه هوشمند با ابداع نسل سوم شبکه تلفن همراه معرفی شدند. فناوری 3G به‌صورت تجاری در سال 2001 میلادی معرفی شد. این فناوری اهدافی نظیر بهبود کیفیت ارتباط صوتی، افزایش ظرفیت انتقال داده، پشتیبانی از طیف وسیعی از برنامه‌ها و همچنین کاهش هزینه‌های دسترسی به اینترنت را دنبال می‌کرد.
استاندارد 3G از یک فناوری جدید با نام UMTS برای معماری شبکه اصلی خود استفاده می‌کند که تحت عنوان سیستم جهان مخابرات سیار شناخته می‌شود. بنای اصلی این فناوری، مبتنی بر نسل دوم شبکه تلفن همراه است. صرفا فناوری‌ها و پروتکل‌های جدیدی را با استانداردهای قبلی ترکیب کرده و امکان انتقال داده با سرعت بیشتر را فراهم می‌کند.
اتحادیه بین‌المللی مخابرات (IMT) در سال 2000 میلادی اعلام کرد که شبکه‌ای که ظرفیت انتقال داده با حداقل سرعت 200 کیلوبیت در ثانیه را ایجاد کند، می‌تواند عنوان شبکه سوم تلفن همراه را به خود اختصاص دهد. شبکه 3G در عمل امکان دسترسی جهانی به اینترنت با استفاده از تلفن‌های همراه هوشمند را فراهم کرد. ضمن اینکه با فشرده سازی صدا حین مکالمه، کیفیت انتقال صوت را نیز بهبود بخشید. ضمن اینکه امکان برقراری تماس‌های همزمان بیشتری را در یک محدوده فرکانسی به وجود آورد.
معرفی نسل چهارم شبکه تلفن همراه (4G)
4G یک فناوری کاملا متفاوت در مقایسه با 3G است. ابداع این شبکه تلفن همراه به دلیل توسعه فناوری در قرن 21 امکان‌پذیر شده است. این شبکه اهدافی نظیر انتقال داده با سرعت بالا و همچنین امکان برقراری مکالمات صوتی امن با کیفیت مطلوب است. ضمن اینکه خدمات تماس تلفنی و اتصال به اینترنت نیز با فناوری 4G ارزان‌تر می‌شود.
نسل چهارم شبکه تلفن همراه امکان تولید و اجرای بازی‌های آنلاین، تماشای برنامه‌های تلویزیونی از طریق تلفن همراه، ویدئو کنفرانس، تلویزیون سه‌بعدی و محاسبات ابری را فراهم کرد. فناوری‌های کلیدی که در ایجاد چنین قابلیت‌های مهمی نقش دارد، MIMI (ورودی چندگانه خروجی چندگانه) و OFDM (تقسیم فرکانس متعامد) هستند. استاندارد LTE همزمان در حال حاضر برای نسل چهارم شبکه تلفن همراه اجرایی شده است. این استاندارد امکان دسترسی به اینترنت برای تلفن‌های همراه حتی در حال حرکت را نیز فراهم می‌کند. حداکثر سرعت انتقال داده در یک دستگاه در حال حرکت برابر 100 مگابیت بر ثانیه است.
دقت داشته باشید که آنچه امروز به‌عنوان فناوری نسل چهارم شبکه تلفن همراه شناخته می‌شود، با آنچه در گذشته وجود داشت یکسان نیست. سرعت دانلود و آپلود شبکه 4G در حال حاضر نسبت به گذشته افزایش قابل توجهی پیدا کرده است. در اجرای این شبکه از فناوری OFDM استفاده می‌شود که نوعی مدولاسیون دیجیتال است. به کمک این فناوری یک سیگنال در چندین کانال باند در فرکانس‌های مختلف تقسیم می‌شود. در حال حاضر زیرساخت فناوری 4.5G نیز در کشور ما توسط همراه اول وجود دارد. برای آشنایی بیشتر با این فناوری، دعوت می‌کنیم که مقاله فناوری 4.5G چیست را مطالعه کنید.
معرفی نسل پنجم شبکه تلفن همراه (5G)
نسل پنجم شبکه تلفن همراه در حال توسعه پیدا کردن است. در حال حاضر زیرساخت اتصال به اینترنت نسل پنجم در برخی از شهرهای کشور توسط همراه اول ایجاد شده است. فناوری 5G امکان اتصال به اینترنت پایدار با سرعت انتقال داده زیادی را فراهم می‌کند. تاخیر در اتصال به اینترنت در نسل پنجم شبکه تلفن همراه به مراتب کاهش پیدا می‌کند. ضمن اینکه مصرف باتری تلفن همراه هوشمند در اتصال به این شبکه کمتر می‌شود. سرعت انتقال داده در نسل پنجم با حدود 1 گیگابیت در ثانیه بیش از 10 برابر نسل چهارم است. برای آشنایی بیشتر با نسل پنجم شبکه تلفن همراه دعوت می‌کنیم مقاله اینترنت 5G را مطالعه کنید.
کلام پایانی
در این مطلب به معرفی نسل‌های شبکه تلفن همراه از 1G تا 5G پرداختیم. یک تلفن همراه با نسل پایین‌تر نمی‌توانید از طریق شبکه با نسل بالاتر ارتباط برقرار کند؛ اما عکس این موضوع امکان‌پذیر است. در حال حاضر زیرساخت‌های نسل پنجم شبکه تلفن همراه با سرعت توسط همراه اول در شهرهای مختلف کشور در حال توسعه هستند. پیشنهاد می‌کنیم برای خرید موبایل، حتما به‌سراغ گزینه‌هایی بروید که از نسل پنجم شبکه تلفن همراه پشتیبانی می‌کنند. به این ترتیب در آینده نیازی به تعویض گوشی موبایل خود نخواهید داشت. ضمن اینکه می‌توانید از اتصال پرسرعت به اینترنت لذت ببرید.
