پتانسیل‌های نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی (۵G)

بسیاری از افراد و کسب‌وکارها در انتظار سال ۲۰۲۰ بودند تا از تجربه نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی استفاده کنند. این تکنولوژی امکانات جدیدی را برای کاربران ارائه می‌دهد و انتظار می‌رود تحولی در تجربه کاربری ایجاد کند. اما در عمل، نسل پنجم شبکه‌های بی‌سیم به طور سریع وارد بازار شد، اما همزمان نشانه‌های ناامیدی نیز ظاهر شدند.

نظرسنجی‌های اخیر نشان می‌دهد که ۵G در به دست آوردن مزایا و خصوصیاتی که آن را از نسل قبلی متمایز می‌کند، به دشواری موفق خواهد شد. در سال ۲۰۱۹، ورود نخستین موج از این تکنولوژی و پتانسیل‌های آن به طور قابل توجهی مورد توجه قرار گرفت، اما محدودیت‌های دسترسی باعث ایجاد نگرانی شد.

اما سؤال اینجا مطرح می‌شود که این نشانه‌ها چه تأثیری بر توسعه و نوآوری در برنامه ۵G خواهد داشت؟ آیا اگر کاربران تغییرات نوآورانه‌ای که ۵G وعده داده بود را با سرعت مورد انتظار خود تجربه نکنند، توسعه این تکنولوژی با شکست مواجه خواهد شد؟

بررسی‌های انجام شده توسط مؤسسه Deloitte بر روی به‌روزرسانی‌های نسل قبل شبکه‌های بی‌سیم، به ویژه ۴G-LTE، نشان می‌دهد که بین استقرار زیرساخت شبکه ارتباطی و برنامه‌های نوآورانه و مدل‌های تجاری قابل اجرا بر روی این زیرساخت، فاصله‌ای به مدت دو تا سه سال وجود دارد.

با توجه به تحلیل تجربیات مشابه، Deloitte نتیجه می‌گیرد که یک شکاف مشابه برای ۵G بین اپراتورهای مخابراتی، ارائه‌دهندگان برنامه و سرویس، سرمایه‌گذاران و کاربران وجود دارد.

اهمیت این شکاف تنها در زمانی ظاهر می‌شود که زیرساخت لازم برای ۵G به طور کامل پیاده‌سازی شده باشد. دولت‌ها باید درک کنند که در این دوره از طراحی تا پیاده‌سازی زیرساخت، فرصتی مناسب برای ایجاد بازار و تقاضا وجود دارد که می‌تواند فرآیند استقرار ۵G را تسریع کرده و به نوآوری‌های بعدی کمک کند.

زیرساخت شبکه به عنوان زیربنای نوآوری، نقش مهمی در توسعه فناوری‌های بی‌سیم دارد. هر نسل جدید از فناوری‌های بی‌سیم باعث پیشرفت‌های قابل توجهی در دستگاه‌های تلفن همراه شده و اکوسیستم جدیدی از برنامه‌های تلفن همراه را به همراه داشته است. به عنوان مثال، زمانی که فناوری ۳G معرفی شد، تغییرات بزرگی در گوشی‌های همراه رخ داد و ارائه برنامه‌های جدیدی باعث تغییر در صنعت تلفن همراه شد. همچنین، استفاده روزافزون از داده‌ها باعث نیاز به ارتقای شبکه شد و کشورها به سمت استقرار فناوری ۴G-LTE حرکت کردند.

فناوری ۴G-LTE سرعت دسترسی به اینترنت پهن باند را بهبود بخشید و تأثیر قابل توجهی بر روی اقتصاد “تقاضا‌محور” داشت. این تکنولوژی با ایجاد سرویس‌های ویدئویی، رسانه‌های اجتماعی، فیلم و بازی‌های قابل دسترسی “در هر زمان و در هر مکان”، تغییرات بزرگی را به همراه داشت. انتظار می‌رود که فناوری ۵G با وعده ایجاد ارتباطات با تأخیر کم و سرعت بالا، نوآوری‌های مشابهی را به همراه داشته باشد.

به منظور دستیابی به مزایای فناوری ۵G، احتمالا به مدت چند سال نیاز است. فناوری ۴G-LTE در سال ۲۰۱۰ در ایالات متحده راه‌اندازی شد و تا سال ۲۰۱۲ به ۹۰ درصد جمعیت این کشور پوشش داده شد. در طول سال‌هایی که به استقرار فناوری ۴G-LTE پرداخته شد، دولت ایالات متحده با اختصاص طیف‌های فرکانسی مورد نیاز، اپراتورهای تلفن همراه را در استقرار سریع‌تر این فناوری یاری کرد.

در بازه زمانی ۲۰۰۶ تا ۲۰۰۸، کمیسیون ارتباطات آمریکا (FCC) مجموعاً ۱۴۲ مگاهرتز از باند ۷۰۰ و AWS-1 را در نظر گرفته و آن‌ها را در مزایده به اپراتورها اختصاص داد.

در سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۲، دولت آمریکا برای تسریع فرآیند استقرار شبکه LTE و افزایش استفاده از داده، بیش از ۲۰۰ مگاهرتز از طیف فرکانسی را به اپراتورهای مخابراتی اختصاص داد. همچنین، اپراتورها تقریباً ۴۰۰ میلیارد دلار برای تهیه تجهیزات و توسعه زیرساخت‌ها، شامل دکل‌ها، فیبر نوری و نیروی کار، هزینه کردند.

این سرمایه‌گذاری‌ها در زیرساخت‌ها و طیف فرکانسی، به منظور تأمین ظرفیت بی‌سیم پرسرعت برای برآورده کردن نیازهای کاربران در تماشای ویدئو، استفاده از شبکه‌های اجتماعی و ارائه خدمات gig-Economy، تأثیرگذار بوده است.

با این حال، بررسی‌ها نشان می‌دهد که برنامه‌ها و خدمات مشابهی به صورت همزمان با استقرار شبکه ۴G-LTE ظاهر نشده‌اند و بلکه چند سال پس از آن توسعه یافته‌اند. به عنوان مثال، سرویس Ridesharing در سال ۲۰۱۵ موفق شد ۱۶ میلیون کاربر را به دست آورد، که این اتفاق پنج سال پس از راه‌اندازی شبکه ۴G-LTE در ایالات متحده و سه سال پس از رسیدن آن به ۹۰ درصد پوشش ایالات متحده رخ داد.

همچنین، سرویس ویدئو در دو مرحله و در سال‌های ۲۰۱۴ و ۲۰۱۸ گسترش یافت. احتمالاً استقرار شبکه ۴G-LTE بیشترین تأثیر را در این گسترش داشته است، به این معنی که زمانی رخ داده که پوشش شبکه ۴G-LTE به ۹۰ درصد جمعیت ایالات متحده رسید. توسعه سرویس موسیقی نیز الگوی مشابهی را دنبال می‌کند و ۲ یا ۳ سال پس از استقرار زیرساخت‌های تلفن همراه گسترش یافته است.

بیشتر نوآوری‌ها و مدل‌های تجاری به پوشش شبکه ۴G-LTE همگانی وابسته هستند. این نوآوری‌ها زمانی پدیدار می‌شوند که شبکه با پوشش همه جا، سرعت بالا، قابلیت اطمینان و هزینه کمتر باستفاده از شبکه‌های همگانی آماده باشد.

وقتی یک نوآوری در زیرساخت‌های شبکه ارتباطی رخ می‌دهد، شرکت‌ها که از این زیرساخت‌ها استفاده می‌کنند، مزیت رقابتی دارند. این مزیت به آنها کمک می‌کند تا از سایر شرکت‌ها متمایز شوند. سرعت بالا در استفاده و ایجاد انگیزه برای نوآوری، عوامل مهمی هستند که در توسعه مدل‌های تجاری و ارائه سرویس‌های جدید نقش دارند.

سرمایه‌گذاری و تست‌های اولیه در زمان استقرار زیرساخت شبکه، برای ایجاد نوآوری و ارائه سرویس‌های جدید بسیار مهم هستند.

به عنوان مثال، با ظهور شبکه ۴G-LTE، شرکت‌هایی که از قابلیت مکان‌یابی دقیق این شبکه استفاده کردند، موفق‌تر بودند. همچنین، شرکت‌های رسانه‌های اجتماعی، پخش جریانی ویدئو، پیام‌رسان‌ها و بازی‌سازان نیز از شبکه ۴G-LTE برای نوآوری و ارائه خدمات جدید استفاده کردند.

در حال حاضر، با استقرار شبکه ۵G، ارائه‌دهندگان سرویس به دنبال استفاده از مزایای برش شبکه، تاخیر کم و افزایش تعداد دستگاه‌ها در شبکه ۵G هستند. این مزایا را به عنوان راه‌حلی قابل اعتماد و استاندارد برای ارائه سرویس در مکان‌های مختلف مانند فروشگاه‌ها، بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها و بنادر استفاده می‌کنند. این رویکرد به آنها کمک می‌کند تا از چالش‌هایی که راه‌حل‌های غیراستاندارد دارند، جلوگیری کنند.

همچنین، سایر صنایع و اکوسیستم‌ها نیز به دنبال ایده‌پردازی و آزمایش روش‌های استفاده از قابلیت‌های شبکه ۵G هستند. به عنوان مثال، تولیدکنندگان خودرو با تأمین کنندگان تجهیزات شبکه و رایانش لبه همکاری می‌کنند تا پتانسیل استفاده از شبکه ۵G در خودروهای هوشمند را بررسی کنند.

ایجاد نوآوری در زمان بین استقرار زیرساخت‌ها تا همه‌گیر‌شدن سرویس‌ها تنها به استارتاپ‌ها، ارائه‌دهندگان خدمات ابری و تولیدکنندگان برنامه‌های تلفن همراه محدود نمی‌شود، بلکه با توجه به مزیت‌ها و دانشی که ۵G به همراه دارد، اپراتورهای مخابراتی باید به زمینه‌های مناسب برای ارائه نوآوری در سایر بخش‌ها نیز توجه کنند.

اپراتورهای مخابراتی باید از زمان موجود برای ایجاد همکاری با سایر اکوسیستم‌ها در خلق سرویس‌های جدید و ارائه خدمات نوآورانه استفاده کنند و زمینه را برای استفاده از این تکنولوژی (۵G) در سایر اکوسیستم‌ها آماده کنند. اکوسیستم‌های مختلف نیز باید با توجه به ایجاد زیرساخت‌های جدید، نیازهای خود را شناسایی کرده و زمینه استفاده از فناوری‌های جدید مانند اینترنت اشیاء، پردازش ابری و یکپارچه‌سازی را مهیا کنند.

همه‌گیری و شیوع ویروس کرونا باعث شد تا مقررات سختگیرانه قبلی کاهش یابند و ترافیک شبکه در نسل فعلی شبکه‌های ارتباطی افزایش یابد. همچنین، دورکاری و ماندن شهروندان در خانه باعث شد تا استفاده از سرویس اینترنت و داده رشد سریعی داشته باشد.

این شرایط زمینه‌ای را برای گسترش پزشکی از راه دور فراهم کرده است که می‌تواند تحولی بزرگ در صنعت پزشکی به ارمغان بیاورد. همچنین، آموزش و یادگیری از راه دور نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته و باعث افزایش استفاده از ویدئو در تعاملات بین معلمان و دانش‌آموزان شده است.

در سال 2013، بعد از پوشش تقریباً 90 درصد جمعیت آمریکا توسط فناوری 4G-LTE، برخی از کاربران و کسب‌وکارها هنوز به قابلیت‌های فناوری بی‌سیم نسل چهارم شک داشتند.

از آن زمان تاکنون، سرعت شبکه‌های بی‌سیم به طور سریعی پیشرفت کرده است، اما کاربران متاسفانه برای استفاده از خدمات مبتنی بر این فناوری باید 2 تا 3 سال صبر کنند. احتمالاً این تأخیر زمانی برای نوآوری‌های مبتنی بر 5G نیز وجود خواهد داشت.

با این حال، این انتظار نیست که این تأخیر طولانی برای برنامه‌های 5G، اشتیاق کاربران و کسب‌وکارها را کاهش دهد. طبق یک نظرسنجی اخیر انجام‌شده توسط موسسه Deloitte در ایالات متحده، 67 درصد از پاسخ‌دهندگان اعلام کرده‌اند که هنگامی که سرویس 5G در منطقه آنها فراهم شود، احتمالاً تلفن هوشمند خود را به یک دستگاه سازگار با 5G ارتقا خواهند داد.

همچنین، 75 درصد از بیش از 400 مدیر کسب‌وکاری که در این نظرسنجی شرکت کرده بودند، اعلام کرده‌اند که راه‌حل‌های دسترسی پیشرفته مانند 5G را در طی 3 سال آینده بسیار مهم برای توسعه و استقرار 5G در ایالات متحده، فرصت‌های بی‌شماری وجود دارد. این فرصت‌ها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

1. بررسی راه‌حل‌های چندوندوری: این شامل بررسی معماری‌های شبکه دسترسی رادیویی باز است که می‌تواند منجر به ایجاد نوآوری‌هایی باشد که بر اساس دسترسی به شبکه رادیویی و نواحی مختلف عمل کنند.

2. بودجه و پشتیبانی تحقیق و توسعه 5G: این شامل تخصیص بودجه و پشتیبانی برای تحقیق و توسعه 5G است. این پشتیبانی ممکن است شامل همکاری با صنعت برای تأمین بودجه برای آزمایش تجهیزات جدیدی باشد که به شبکه‌های ارتباطی موجود اضافه شده و به کاهش فشارهای معمول تست راه‌حل‌های جدید کمک کند.

به طور کلی، استقرار 5G در ایالات متحده فرصت‌های بزرگی را برای سرمایه‌گذاری، ترویج و تجاری‌سازی این فناوری فراهم می‌کند. این فرصت‌ها می‌توانند عملکرد شبکه‌های بی‌سیم را بهبود بخشیده و امکان ایجاد نوآوری‌های تجاری جدید را در طول سال‌های آینده فراهم کنند.

تسریع در دسترسی به ظرفیت مورد نیاز برای پوشش ۵G به معنای ارتقاء سرعت و کارایی شبکه‌های ارتباطی مورد نیاز برای فناوری ۵G است. برای این منظور، اقداماتی می‌تواند انجام شود:

1. بهره‌برداری از طیف فرکانسی باند میانی: علاوه بر طیف mmWave که در ایالات متحده به مزایده گذاشته شده است، استفاده از حامل‌های طیف فرکانسی باند میانی نیز ضروری است. این باندها دارای ویژگی‌هایی مانند پوشش گسترده‌تر و انتشار بهتری هستند که به ماهواره های تلفن همراه کمک می‌کنند تا مناطق گسترده‌تری را پوشش دهند.

2. سرعت بخشیدن در مجوزدهی: برای ایجاد سلول‌های کوچک و شبکه‌های فیبر نوری، لازم است در روند مجوزدهی تسریع انجام شود. این اقدام امکان می‌دهد تا اپراتورهای زیرساخت سرعت بیشتری را در مستقر کردن سایت‌های سلولی و ارائه خدمات به بازار داشته باشند.

3. تمرکز بر دسترسی باند پهن ۵G در مناطق روستایی و تلفن همراه: توجه به ایجاد دسترسی به نوآوری‌های ۵G در تمامی مناطق ایالات متحده، از جمله مناطق روستایی و تلفن همراه، بسیار حائز اهمیت است.

4. ارائه مشوق‌های مالی: برای تشویق ادغام زیرساخت‌ها و برنامه‌های توسعه ۵G در پروژه‌های زیربنایی ملی مانند بازسازی فرودگاه، هوشمندسازی بندرها و انبارها و غیره، مشوق‌های مالی ارائه شود.

5. تشویق نوآوری و مدل‌های جدید تجاری: ترویج ایجاد نوآوری و مدل‌های تجاری جدید توسط مشاغل کوچک و شرکت‌های بزرگ با استفاده از فناوری ۵G. این اقدام باعث می‌شود زیرساخت‌های جدید بهتری توسط اکوسیستم‌های مختلف پذیرفته شوند. به عنوان مثال، در سنگاپور، فرودگاه Changi این کشور شبکه ۵G را برای بهبود تجربه کاربران در داخل فرودگاه و ارائه سرویس‌های جدیدتر، استقرار داده استبا توجه به شیوع کووید-۱۹ و نیاز به حل مشکلات بهداشتی و پزشکی، توسعه زیرساخت‌ها و دسترسی به نسل جدید شبکه‌های ارتباطی می‌تواند بسیار ضروری باشد. با استفاده از فناوری ۵G، می‌توان به داده‌های بهداشتی دسترسی پیدا کرده و به شناسایی افراد در معرض خطر کمک کرد. همچنین، این فناوری می‌تواند بهینه‌سازی ظرفیت مراکز درمان، امکان آزمایش و تشخیص از راه دور و بهبود زنجیره تأمین پزشکی را ساده‌تر و کارآمدتر کند.

از آنجا که هنوز موارد استفاده از ۵G که در حال حاضر تصور می‌شوند، در آینده رخ می‌دهد یا خیر، قطعی نیست، اما این قطعی است که ۵G می‌تواند به ایجاد مدل‌های تجاری نوآورانه کمک کند. با تشویق نوآوری و ایجاد مدل‌های تجاری جدید، می‌توان به ارتقاء زیرساخت‌ها و ایجاد پذیرش بهتر آنها توسط اکوسیستم‌های مختلف دست یافت.