با پیشرفت تکنولوژی، دنیای نسل تلفن‌های همراه هم به طور مداوم در حال تکامل هستند. هر چند سال یکبار، یک نسل جدید شبکه تلفن همراه ظهور می‌کند و دارای مجموعه‌ای خاص از استانداردهاست که توسط اتحادیه بین‌المللی مخابرات (UTI) تعیین می‌شود. هر نسل شبکه تلفن همراه با پهنای باند استاندارد، عملکرد فرکانس، استاندارد شبکه و سیستم دسترسی چندگانه تعریف می‌شود. برای آشنایی بیشتر با این مباحث، در این مقاله به معرفی و مقایسه نسل‌های تلفن همراه خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.

شبکه‌های مخابرات سیار از نسل اول تا نسل ششم

 ۸۷۱ نفر  ۲۳ساعت

---

۱,۲۰۰,۰۰۰ تومان

خرید دوره

تاریخچه شبکه‌های تلفن همراه و مقایسه نسل های تلفن همراه

شبکه تلفن همراه اولین بار در آوریل ۱۹۷۲ با اولین تماس با یک گوشی ایجاد شد. تلفن‌های همراه هم با معرفی اولین تلفن همراه توسط موتورولا در ۳ آوریل ۱۹۷۳ به بازار آمدند. نسل این تلفن‌ها به G0 معروف بودند که در آن از فناوری‌های مختلفی مثل Push to talk، سیستم تلفن همراه، سیستم تلفن همراه بهبودیافته و غیره استفاده می‌شد. مارتین کوپر، یکی از کارمندان شرکت موتورولا، یک فرد تاثیرگذار در توسعه اولین تلفن همراه به حساب می‌آید. قبل از او از گوشی‌ها در وسایل نقلیه استفاده می‌شد اما او اولین تلفن همراه قابل حمل واقعی را به بازار عرضه کرد.

در حقیقت بشر، در نسل ارتباطات سیار تحول بسیار بزرگی را پشت سر گذاشته‌ است. مقایسه نسل‌های تلفن همراه، به راحتی به ما نشان می‌دهد که هر یک از نسل‌ها در مقایسه با نسل‌های قبلی، ارتباطات ما را تا چه حد سریع‌تر، ایمن‌تر و قابل اعتمادتر کرده‌اند. ما هم به همین منظور در ادامه به معرفی نسل‌های مختلف تلفن همراه و چگونگی پیدایش‌شان خواهیم پرداخت و به سراغ آخرین پیشرفت‌هایی که تا‌کنون انجام شده است، می‌رویم.

‏نسل جدید شبکه تلفن همراه به چه شبکه‌ای گفته می‌شود؟

اول از همه این را بگوییم که حرف “G” مخفف Generation است که به فناوری‌های بی‌سیم نسل بعدی اشاره دارد.

‏در واقع نسل جدید شبکه‌ تلفن همراه، به نوعی یک شبکه سلولی‏‏ است که به طور کلی با شماره‌اش مشخص می‌شود. از G1 شروع می‌شود و تا  G7.5‌(البته از نظر تئوری) ادامه دارد. در واقع  شبکه‌های تلفن همراه اولیه، در درجه اول برای برقراری ارتباط صوتی در نظر گرفته شده بودند اما کارشناسان شبکه فکر کردند که باید سرعت انتقال داده‌ها بیشتر، پوشش شبکه بهتر و تاخیر کمتر شود. آنها برای برآورده کردن این نیاز، نسل‌های جدیدتری از شبکه‌های تلفن همراه را به وجود آوردند و استانداردهای خاصی را برای شبکه تعیین کردند. این نسل‌ها همگی اجزای مشخصی دارند که عبارتند از:

•       فرکانس
•       پهنای باند
•       سیستم دسترسی چندگانه
•       تکنولوژی استاندارد

این مقاله در مورد نسل‌های تلفن همراه است، اما نسل‌های G0، G1 و G2 را به دلیل قدیمی‌بودنشان پوشش نخواهد داد. در ادامه مقایسه نسل‌های تلفن همراه، از G3 شروع می‌کنیم.

نسل سوم شبکه تلفن همراه (۳G)

شبکه ۳G که در سال ۲۰۰۱ توسط SK Telecom کره جنوبی به صورت تجاری منتشر شد، پیشرفت‌های قابل توجهی را نسبت به نسل‌های قبل از نظر سرعت به همراه داشت. این نسل از تکنولوژی سوئیچینگ بسته استفاده می‌کرد که امکان انتقال سریع‌تر داده‌ها و استفاده کارآمدتر از منابع شبکه را به وجود می‌آورد.

با بهبود نرخ انتقال داده‌ بهتر، کاربران ۳G می‌توانستند به راحتی در وب بچرخند، ایمیل ارسال و از برنامه‌ها و خدمات پیشرفته‌تر در دستگاه‌های تلفن همراه خود استفاده کنند.

اولین استاندارد شبکه ۳G دسترسی چندگانه تقسیم کدی پهن باند، WCDMA بود که به عنوان UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) شناخته می‌شد. WCDMA توسط پروژه مشارکت نسل سوم (۳GPP)، همکاری بین چندین سازمان استاندارد مخابراتی توسعه یافت.

هنگام مقایسه نسل‌های تلفن همراه، می‌بینیم که شبکه ۳G برای اولین بار از سیستم دسترسی چندگانه تقسیم کد برای ارسال اطلاعات استفاده می‌کند. این مکانیسم برای چندگانه‌سازی استفاده می‌شود و مدل سوئیچینگ بسته، با استفاده از سه باند فرکانس اصلی ۸۵۰، ۱۹۰۰ و ۲۱۰۰ مگاهرتز را به کار می‌گیرد.

حداکثر سرعت این نسل، به تحرک‌پذیری دستگاه بستگی داشت. برای دستگاه‌های سیار مثل تلفن‌های همراه، حداکثر سرعت ۳۸۴ کیلوبیت در ثانیه و برای دستگاه‌های غیرسیار، حداکثر سرعت ۲ مگابیت در ثانیه بود.

یکی از ویژگی‌های برخی از نسل‌های شبکه تلفن همراه، داشتن چندین نسل میانی است. مثلا شبکه ۳G و ۴G، به ترتیب ۲ و ۳ نسل میانی دارند. در ادامه مقایسه نسل‌های تلفن همراه، برای اینکه با این مفهوم بیشتر آشنا شوید، به معرفی نسل‌های میانی ۳.۵G و ۳.۷۵G می‌پردازیم.

شبکه ۳.۵G )HSPA)

شبکه ۳.۵G، به عنوان شبکه دسترسی بسته با سرعت بالا (HSPA) شناخته می‌شود، ورژن پیشرفته ۳G است. این تکنولوژی ترکیبی از دو تکنولوژی است: دسترسی به بسته‌های Downlink با سرعت بالا (HSDPA) و دسترسی به بسته‌های Uplink با سرعت بالا (HSUPA).

HSPA برای اولین بار در سال ۲۰۰۶ معرفی شد و امکان افزایش نرخ انتقال داده‌ها، کاهش تاخیر و بهبود کیفیت تماس صوتی را در مقایسه با ۳G فراهم کرد. با HSDPA، نرخ انتقال داده تا ۱۴.۴ مگابیت در ثانیه قابل دستیابی بود اما HSUPA باعث شد داده‌ها امکان آپلود تا ۵.۸ مگابیت در ثانیه را داشته باشند.

شبکه ۳.۷۵G )+HSPA+)

HSPA نسخه تکامل یافته HSPA است که از استاندارد شبکه MIMO (خروجی چندگانه-ورودی چندگانه) استفاده می‌کند. این استاندارد، سرعت شبکه را به مقدار فرضی ۲۲Mbps برای ارسال سیگنال و ۱۶۸Mbps برای دریافت سیگنال افزایش داد.

از جذابیت‌های مقایسه نسل‌های تلفن همراه اینست که متوجه می‌شوید این شاخه از رشته مخابرات، فقط به همین اطلاعات کمی که داریم، خلاصه نمی‌شود و جزئیات زیادی دارد.

اگر می‌خواهید به طور مفصل با جزئیات هر کدام از شبکه‌ها آشنا شوید، بهتر است PDF نسل‌های تلفن همراه که به راحتی در اینترنت در دسترس است را سرچ و دانلود کنید.

نسل چهارم شبکه تلفن همراه (۴G)

شبکه ۴G که برای اولین بار در سال ۲۰۰۹ در اسلو نروژ به صورت تجاری منتشر شد، یک تکنولوژی پهنای باند بی‌سیم است که اتصال به اینترنت سریع‌تر و قابل‌اعتمادتر را در مقایسه با نسل‌های پیشین خود فراهم می‌کند.

یکی از ویژگی‌های اصلی ۴G، قابلیت انتقال داده‌ها با سرعت بالا است. این ویژگی این امکان را می‌داد تا سرعت دانلود تا ۱ گیگابیت در ثانیه افزایش یابد که به طور قابل توجهی سریع‌تر از تکنولوژی قبلی ۳G است. این سرعت بیشتر، امکان پخش فیلم‌های باکیفیت، اجرای بازی‌های آنلاین، و دانلود سریع‌تر فایل‌های بزرگ را فراهم می‌کند.

یکی دیگر از ویژگی‌های مهم ۴G در مقایسه نسل‌های تلفن همراه، تاخیر کم آن است. این یعنی تاخیر کمتری در انتقال داده‌ها بین دستگاه‌ها وجود دارد. پایین بودن تاخیر برای برنامه‌هایی مثل ویدئو کنفرانس و بازی‌های آنلاین که نیاز به اتصال آنی و در لحظه دارند، مهم است.

نسل چهارم شبکه تلفن همراه از یک استاندارد شبکه به نام Long-Term Evolution (LTE) استفاده می‌کند که استانداردی برای ارتباطات و شبکه های بی‌سیم پهن‌باند است. این سیستم از یک مدل دسترسی چندگانه به نام دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس متعامد (OFDMA) استفاده می‌کند که با اجازه دادن به چندین دستگاه برای انتقال داده‌ها استفاده کارآمدتر از پهنای باند را به طور همزمان امکان‌پذیر می‌کند.

ارتباطات بى‌سیم

 ۸ نفر  ۱۱ساعت

---

۱,۰۰۰,۰۰۰ تومان

خرید دوره

۴G علاوه بر اتصال سریع‌تر و قابل اعتماد به اینترنت، ویژگی‌های امنیتی مثل پروتکل‌های رمزگذاری و احراز هویت را هم دارد. این ویژگی باعث می‌شود که داده‌های کاربران از دسترسی و رهگیری غیرمجاز محافظت شوند.

نسل پنجم شبکه تلفن همراه (۵G)

نباید در مقایسه نسل‌های تلفن همراه، از نسل پنجم شبکه (۵G) که در حال حاضر در ایران، آخرین و پیشرفته‌ترین تکنولوژی شبکه تلفن همراه است؛ غافل شد. این نسل، برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون افزایش سرعت انتقال و قابل اطمینان‌تر کردن داده‌ها، ایجاد شده است.

از مزایای کلیدی نسل پنجم شبکه تلفن همراه می‌توان به سرعت بالاتر برای انتقال داده‌ها، تاخیر کمتر، افزایش ظرفیت شبکه و بهبود اتصال اشاره کرد. با ۵G، کاربران می‌توانند فایل‌های بزرگ را دانلود، فیلم‌های با کیفیت بالا را پخش و در کنفرانس‌های ویدئویی با‌کیفیت بالا شرکت کنند. از لحاظ تئوری، تخمین زده می‌شود که سرعت دانلود ۵G، ۲۰ برابر سریعتر از ۴G است.

علاوه بر عملکرد سریع، ۵G امکان استفاده از فناوری‌های جدید مثل اتومبیل‌های خودران، واقعیت افزوده و اینترنت اشیاء (IoT) را هم میسر می‌کند. این فناوری‌ها، نیاز به یک شبکه با سرعت بالا و تاخیر کم برای عملکرد مناسب دارند و ۵G دقیقا همین کار را انجام می‌دهد.

هنگام مقایسه نسل‌های تلفن همراه، می‌بینیم که ۵Gاز فناوری‌‌های چندگانه‌ای مثل تقسیم فرکانس متعامد (OFDM)، ورودی چندگانه، خروجی چندگانه (MIMO) و باندهای فرکانس موج میلی‌متری (mmWave) استفاده می‌کند.

۶G؛ نسلی فراتر از شبکه‌های ۵G

اگرچه شبکه‌های ۵G برای رسیدگی به برخی از مشکلاتی که در نسل‌های قبلی شبکه وجود داشتند؛ به وجود آمدند اما تحقیقات برای شبکه‌ دیگری که بر محدودیت‌های شبکه‌های ۵G غلبه کند، آغاز شده است. انتظار می‌رود این شبکه‌ها سرعت داده‌ها را بالاتر، تاخیر را کمتر و اتصال را قابل‌اعتمادتر از ۵G کنند.

یکی از فناوری‌های کلیدی که فراتر از شبکه‌های ۵G مورد بررسی قرار می‌گیرد، ارتباطات تراهرتز (THz) است که از باند فرکانس بسیار بالاتر از ۱۰۰ گیگاهرتز، استفاده می‌کند. ارتباطات THz پتانسیل بالا بردن میزان داده منتقل‌شده (نرخ انتقال داده) تا چندین ترابیت در ثانیه را دارد که چندین برابر سریع‌تر از حداکثر میزان نرخ انتقال داده‌های شبکه‌های فعلی ۵G است.

تکنولوژی دیگری که فراتر از شبکه‌های ۵G شناخته شده و مورد تحقیق قرار گرفته است، ارتباطات نوری فضای آزاد (FSO) است که از امواج نور برای انتقال داده‌ها از طریق جو استفاده می‌کند. در نتیجه نرخ انتقال داده‌ها بسیار بالاتر و تاخیر کمتر خواهد بود.

۶Gدر مقایسه نسل‌های تلفن همراه سربلند بیرون آمد زیرا شامل دسترسی چندگانه غیرمتعامد (NOMA) است که یعنی به چندین کاربر اجازه می‌دهد تا منابع رادیویی مشابه را در هر لحظه به اشتراک بگذارند و از تکنیک‌های هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML) برای بهینه‌سازی عملکرد شبکه و افزایش بازده انرژی استفاده کنند.

مبانی RF

 ۷ نفر  ۹ساعت

---

۱,۰۰۰,۰۰۰ تومان

خرید دوره

جدول مقایسه نسل‌های تلفن همراه

جدول زیر تفاوت نسل‌های اینترنت از ۱G تا ۵G را بر اساس سرعت، استاندارد شبکه و سیستم‌های دسترسی چندگانه، با هم مقایسه می‌کند:

نسل چهارم شبکه مخابرات سیار در ایران

حال که با نسل چهارم شبکه مخابرات سیار آشنا شدید و متوجه شدید که ۴g چیست نوبت به آن رسیده که به بررسی تاریخچه نسل چهارم شبکه مخابرات سیار در ایران بپردازیم و ببینم نسل چهارم شبکه تلفن همراه و دو نسل بعدی آن چه مسیری را طی کردند تا به دست کاربران ایرانی برسند.

در ابتدا ایرانسل با محاسبه امواج موبایل نسل چهارم، اینترنت نسل چهار خود را در مشهد و نقاطی از تهران و راه‌اندازی کرد و در نمایشگاه تله‌کام مهرماه ۹۳ اینترنت نسل چهارم شبکه تلفن همراه خود را برای عموم به اشتراک گذاشت و سرعتی حدود ۱ Mbps (ایرانسل) در حال حاضر ارائه میشود. همچنین در بهمن ماه ۹۳ نسل ۴ ایرانسل در شیراز راه اندازی شد. همراه اول به عنوان دومین ارائه‌دهندهٔ ۴G در ایران شد و مناطقی از شهرهای شمالی کشور ایران را پشتیبانی کرد. برای رسیدن به حداکثر سرعت به سیم کارتهای جدید USIM نیاز است. اینترنت نسل چهار ایرانسل از زمستان ۹۳ با فرکانس ۱۸۰۰ مگاهرتز در باند ۳ و باند ۷ برای LTE-A از نوع FDD فعال شد و همچنین فرکانس ۳۵۰۰ مگاهرتز در باند۴۲ برای (TDD(TD-LTE فعال شده‌است.

بلافاصله اپراتور اول ایران به افتتاح نسل چهارم شبکه تلفن همراه ایرانسل، واکنش نشان داد و پروژه اینترنت ۴g همراه اول را کلید زد. همراه اول در ابتدا به‌صورت آزمایشی سیم‌کارت‌های ۴G خود معروف به USIM را در فروشگاه مرکزی خود واقع در تهران عرضه کرد و بعد از گذشت چند ماه عرضه عمومی این سیم‌کارت‌ها آغاز شد. با راه‌اندازی شبکه نسل ۴ همراه اول در بهار ۱۳۹۴، مشترکین تلفن همراه و کاربران خدمات باند پهن همراه اول که پیشتر نمی‌دانستند ۴g چیست این امکان را داشتند تا یک  گوشی نسل ۴ خریداری کنند و از اینترنت نوترینو نسل چهارم (شبکه LTE) و سرعت بالای سرویس اینترنت ۴g همراه اول تا حداکثر ۱۵۰ مگابیت در ثانیه بهره‌مند شوند.

نسل پنجم شبکه های تلفن همراه در کشور

نخستین سایت ۵G ایران، با همکاری وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات و ایرانسل، در محل پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات، واقع در خیابان کارگر شمالی تهران راه اندازی شد. ایرانسل چهارشنبه اول مرداد ۱۳۹۹ به طور رسمی خبر راه اندازی نسل پنجم تلفن همراه به عنوان یک تحول بزرگ حوزه دیجیتال معرفی کرد.

همراه اول اوایل مهرماه خبر از امضا تفاهم نامه چند جانبه برای ارائه اینترنت ۵G داد. مراسم رونمایی از کاربست های ۵G در ایران صبح روز یکشنبه ۶ مهرماه همان سال در پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات با حضور بازیگران اصلی حوزه ICT و وزیر ارتباطات و فناوری اطلاعات برگزار شد.

بر اساس استانداردهای GPP3 در نسل پنجم شبکه تلفن همراه شاخص هایی نظیر میانگین سرعت، حداکثر سرعت، ظرفیت شبکه، بهره وری طیف، بهره وری مصرف انرژی، تحرک و کاهش ضریب تاخیر، استانداردهایی دارند که نسل چهارم شبکه مخابرات سیار توانایی دستیابی به آنها را نداشته است. شبکه نسل پنجم تلفن همراه، دارای مزایایی نظیر سرعت بیشتر، تاخیر کمتر، تعداد و تراکم کاربر بالاتر و شبکه پایدارتر است که این مزایا، منجر به مدیریت خدمات حیاتی، دستیابی به پهن باند سریعتر در همه جا و بهره گیری از اینترنت اشیای انبوه می‌شود. این تکنولوژی می تواند در خصوص مواردی چون بهداشت و سلامت، دولت همراه، کشاورزی، حمل و نقل، انرژی و مسائل مالی راهگشا باشد و پیش بینی می شود که در آینده نزدیک، ۵G اثر قابل توجهی بر اقتصاد جهان داشته باشد.

فناوری ۵G ضمن افزایش سرعت و کیفیت خدمات دیجیتال، ارائه خدمات جدید و کاهش شکاف دیجیتالی بین شهرها و مناطق کم برخوردار و محروم را در پی دارد. با استفاده از این فناوری می توان با ایجاد زیرساخت های لازم، برای ارائه خدماتی مانند جراحی از راه دور، دسترسی به محتوای با کیفیت ۴K، توسعه خدمات شهر هوشمند و خدمات مبتنی بر فناوری اینترنت اشیا، استفاده از هوش مصنوعی برای کمک به بهره وری تولید و مدیریت مصرف انرژی در کشاورزی اقدام کرد.

مقایسه نسل چهارم شبکه تلفن همراه و دو نسل بعدی در اپراتور‌های ایرانی 

در عصر حاضر، تلفن همراه به ابزاری ضروری در زندگی روزمره تبدیل شده است. به همین خاطر، انتخاب اپراتور مناسب که خدمات باکیفیت و متناسب با نیازهای ما را ارائه دهد، اهمیت زیادی دارد. این در حالی است که هر روز اپراتور جدیدی به لیست بهترین اپراتورهای تلفن همراه در ایران اضافه می‌شود. آیا می‌دانید برای هر نوع شبکه اینترنت همراه کدام یک بهترین گزینه است؟

اگر به دنبال خرید جدیدترین گوشی نسل ۴ به بالا و پیدا کردن بهترین ارائه دهنده اینترنت ۴g و ۵g هستید، پیشتر در مقاله‌ای مفصل تحت عنوان « بهترین اپراتور تلفن همراه در ایران کدام است؟ » به مقایسه نسل چهارم شبکه تلفن همراه در ۵ اپراتور برتر پرداخته‌ایم که بهتر است برای پاسخ دادن به سوال خود به این مقاله مراجعه کنید اما اگر بخواهیم بخش مربوط به مقایسه نسل چهارم شبکه تلفن همراه و یک نوع شبکه اینترنت همراه را در اپراتورهای ایرانی باهم مقایسه کنیم، می‌توانیم نتایج را در جدول زیر خلاصه کنیم؛

همان‌طور که می‌بینید، در اغلب فاکتورها، همراه اول بسیار بهتر از بقیه عمل کرده و به همین خاطر هم سهم بزرگی از بازار را به خود اختصاص داده است. آمارها نشان می‌دهند که همراه اول حدود ۱۰۶ میلیون سیم‌کارت به کاربران واگذار کرده است. این در حالی است که اپراتورهای ایرانسل ۹۳ میلیون و رایتل ۸ میلیون سیم‌کارت فروخته‌اند.

از طرفی، مردم اظهار می‌کنند که همراه اول به‌خاطر پوشش‌دهی گسترده و سرعت بالایی که در تماس‌ها و اینترنت ارائه می‌دهد، بهترین اپراتور تلفن همراه در ایران است. در واقع، این اپراتور توانسته به‌خوبی به نیازهای مخاطبین خود توجه و پاسخ دهد. پس بی‌راه نیست که محبوبیت آن در میان مردم بسیار بالا بوده و طرفداران زیادی دارد. 

جمع‌بندی

همانطور که در مقایسه نسل‌های شبکه تلفن همراه از نسل ابتدایی ۱Gدر دهه ۱۹۸۰ تا به الان که از نسل ۵G استفاده می‌شود؛ دیدید، این فناوری رشد قابل توجهی از نظر نرخ انتقال داده‌ها، پوشش شبکه و کیفیت تماس داشته است. مثلا ۵G توانسته ایرادات نسل‌های قبلی خود را برطرف و استفاده از اپلیکیشن‌های سنگین و حجیم جدید را ممکن کند. در این مبحث حرف برای گفتن زیاد است اما اگر شما هم مایلید در مورد ساختار شبکه تلفن همراه و نسل‌های مختلف آن به صورت تخصصی مطالعه کنید، توصیه می‌کنیم حتما در دوره شبکه‌های مخابرات سیار از نسل اول تا نسل ششم که به صورت جامع و کامل به معرفی نسل‌های مختلف پرداخته است، شرکت کنید. در این دوره، هر آنچه لازم است در مورد این شبکه‌ها بدانید، در اختیارتان قرار داده شده است.