نسل چهارم شبکه های تلفن همراه سال آینده به بازار می آید

رشد سیستم های تلفن سیار, افزایش كاربران اینترنت و بالا رفتن انتظار و نیازهای کاربران مثل تقاضای دسترسی به اینترنت با كیفیت بالا از طریق سیستم های بی سیم, منجر به طراحی سیستم هایی شده است كه بتوانند این نیازها را برآورده كنند

کاربران سرویس‌های مخابراتی در آینده، ترجیح می‌دهند که سرویس‌های مشابهی را که از شبکه‌های ثابت دریافت می‌کنند از یک محیط بی‌سیم نیز در اختیار داشته باشند. البته انتظار نمی‌رود که کاربران تمایل داشته باشند که عملکرد بهتر را قربانی حرکت پذیری بیشتر نمایند، زیرا آنها در هرصورت از ابزارهای مخابراتی ساکن هم استفاده خواهند کرد. بنابراین بهترین راه‌کار این است که سیستم‌های بی‌سیم با شبکه‌های ثابت نیز مجتمع شده باشد، به همین منظور شبکه‌های بی‌سیم به سرعت در حال تکامل و حرکت به سمت شبکه‌های تماما" IP می‌باشند.

شبکه‌های نسل ۱ ، ۲ و ۵/۲ :

امروزه شبکه‌های گوناگون بی‌سیم با ویژگی‌های مختلف درحال ارائه سرویس به مشترکان هستند که هریک از آنها مزایا و معایب خاص خود را دارند. اولین سیستم مخابرات سلولی جهان در سال ۱۹۸۳ در آمریکا با نام AMPS شروع به کار کرد؛ این سیستم که یک سیستم آنالوگ بود به تدریج در اکثر مناطق جهان مورد استفاده قرار گرفت و از آن به عنوان نسل اول مخابرات سیار یاد می‌شود. شبکه‌های تلفن همراه GSM که در سال ۱۹۹۰ در اروپا آغاز به کار کرد نسل دوم مخابرات سیار بودند. در این شبکه‌ها زمان برقراری تماس با شبكه تا چندین ثانیه طول می‌كشد و سرعت آن به Kbps ۶/۹ محدود است. اما درGPRS زمان دسترسی، كمتر از یك ثانیه است و سرعت انتقال داده‌ها تا مرز kbps۱۷۰ نیز می‌رسد. همچنین سرعت انقال داده‌ها در EDGE (یکی دیگر از شبکه‌های گسترش‌یافته GSM)، به مقدار kbps۳۷۰ ارتقاء یافته است. در نسل سوم سرعت انتقال اطلاعات به۲ تا Mbps ۱۰ و در نسل چهارم به ٢٠ تا Mbps١٠٠ خواهد رسید. به همین دلیل از دیدگاه كاربران شبکه‌های GSM، سرعت انتقال داده بسیار پایین، برقراری تماس بسیار دشوار و زمان آن طولانی است.از نظر تكنیكی مشكل از اینجا ناشی می‌شود كه سرویس‌های بی‌سیم موجود براساس سوئیچینگ مداری كار می‌كنند.

شبکه‌های سلولی نسل دوم مانندGSM، که فقط برای انتقال صوت مورد استفاده قرار می‌گیرند، ذاتا" دارای تکنولوژی سوئیچ مداری هستند و شبکه‌های نسل ۵/۲ مانند GPRS، مدل گسترش یافته شبکه‌های نسل دوم هستند که از تکنولوژی سوئیچ مداری برای انتقال صوت و از سوئیچ بسته‌ای برای تبادل دیتا استفاده می‌کنند.

در بخش رابط هوایی سوئیچینگ مداری، در كل طول تماس، یك كانال ترافیكی كامل به مشترك اختصاص داده می‌شود. این در حالی است كه در موارد ترافیك خوشه‌ای نظیر اینترنت، این كار بسیار ناكارآمد است، ولی در سیستم‌های سوئیچینگ بسته‌ای، یك كانال تنها در زمان مورد نیاز به كاربر اختصاص داده می‌شود و بلافاصله بعد از هر ارسال بسته‌ای، آزاد می‌گردد بنابراین كاربران مختلف می‌توانند از یك كانال فیزیكی بطور مشترك استفاده كنند. تكنولوژی بسته‌ای GPRS برمبنای سیستم GSM موجود برای رفع این مشكل توسعه یافته است، بنابراین كاربران GPRS از سرعت دسترسی و نرخ داده بالاتری برخوردار می‌شوند.

نکته دیگر اینکه در سیستم‌های مبتنی بر سوئیچینگ مداری، كاركرد بر اساس مدت زمانی كه كاربر به شبكه متصل است، محاسبه می‌شود چراکه پهنای باند فقط برای کاربر اختصاص داده شده است، بنابراین یك كاربر حتی برای زمانی كه اطلاعاتی مبادله نمی‌كند هم باید هزینه بپردازد. به همین دلیل این سرویس‌ها برای بیشتر مشتركین هزینه بسیار بالایی درپی دارد. اما در GPRS كه مبتنی بر سوئیچینگ بسته‌ای است، كاركرد بر اساس حجم اطلاعات مبادله شده محاسبه می‌شود و مشترك می‌تواند مدت زیادی بدون اینكه بسته‌ای ارسال یا دریافت كند متصل باقی بماند و فقط هزینه مربوط به بسته‌های ارسالی و دریافتی را بپردازد زیرا تکنولوژی سوئیچ بسته‌ای، پهنای باند را بیشتر مورد استفاده قرار داده و به بسته‌های هر کاربر اجازه رقابت برای بدست آوردن پهنای باند را می‌دهد بنابراین سرویس‌های مختلف GPRS مثل دسترسی به پست الكترونیك، وِب و سایر خدمات دیتا در کنار سرویس‌های صوتی برای كاربران مقرون‌به‌صرفه‌تر خواهد بود. با این تفاصیل، می‌توان گفت که حرکت به سمت استفاده از سوئیچ بسته‌ای و به تبع آن شبکه‌های IP یک امر طبیعی است.

شبکه‌های نسل ۳ و ۴: شبکه‌های نسل سوم مانند UMTS قصد داشتند مشکلات متعددی که نسلهای ۲ و ۵/۲ با آن روبرو شده بودند را برطرف کنند. همانطوریکه گفتیم، از جمله این مشکلات، سرعت‌های پایین ارسال، قیمت زیاد و وجود تکنولوژی‌های ناهمخوان و سازگارناپذیر (TDMA /CDMA ) در کشورهای مختلف است. بنابراین، به منظور فعال‌سازی استفاده از سرویس‌های چندرسانه‌ای جدید، حتی پهنای باندها نیز باید با کمترین هزینه نسبت به سیستم‌های پیشین ارائه شوند.

انتظاراتی که از نسل ۳ وجود داشت، افزایش پهنای باند بهKb/s ۱۲۸ در ماشین‌ها وMb/s ۲ در کاربردهای ثابت بود. ولی در واقعیت، خروجی نسل سوم نه روشن بود و نه مشخص. البته یک قسمت از این مشکل به استفاده تامین کنندگان و ارائه دهندگان شبکه‌ها از استانداردهای مجزا برای نگهداری و پشتیبانی سیستم‌ها برمی‌گردد زیرا بدنه این استانداردها باعث ایجاد تفاوت‌هایی در تکنولوژی واسط‌های هوایی می‌شود. در ضمن سوالات مالی متعددی هم وجود دارد که باعث تردید در مرغوبیت شبکه‌های نسل ۳ می‌شود و این نگرانی وجود دارد که در بسیاری از کشورها، نسل ۳ مورد توجه واقع نشود. این نگرانی‌ها در نهایت باعث ایجاد رقابت و تمایل به استفاده از تکنولوژی‌های‌ بی‌سیم ‌نسل چهارم شد. شبکه‌های نسل چهارم یا G۴، نامی است که به سیستم‌های موبایل مبتنی‌برIP که دسترسی را از طریق یک مجموعه از واسطه‌های رادیویی تامین می‌کنند، داده شده است. این شبكه‌ها متکی بر تکنولوژی‌های سوئیچ بسته‌ای هستند و به طور کلی مبتنی بر مجموعه پروتکل IP در هر دو بخش شبکه‌های باسیم و بی‌سیم می‌باشند. شبکه G۴ برقراری بهترین سرویس اتصال و رومینگ و فراگشت بی‌سیم را تعهد می‌کند و از طرف دیگر چندین واسط دسترسی رادیویی مانند:HIPERLAN ،WLAN ، GPRS وBLUETOOTH را به یک شبکه واحد که کاربر از آن استفاده می‌کند تبدیل خواهد کرد.

با این ویژگی، کاربران خواهند توانست به سرویس‌های مختلف دسترسی پیدا کرده و پوشش بیشتری داشته باشند؛ در ضمن، راحتی استفاده از یک وسیله واحد را نیز تجربه کنند. از طرف دیگر یک صورتحساب را با کاهش کل هزینه دسترسی داشته و دسترسی بی‌سیم قابل اعتمادی را حتی در صورت از دست دادن یک یا چند شبکه، داشته باشند. در حال حاضر G۴ یکی از ابتکارات مراکز R&D برای فائق آمدن بر محدودیت‌های موجود و برطرف کردن مشکلات G۳ است که نتوانسته به وعده‌های خود در زمینه عملکردها و خروجی های مختلف عمل کند.

انتظار می‌رود که با ارائه سرویسهای G۴ در سال ۲۰۰۶ در آمریکا، انتظار کاربران تلفن همراه در زمینه دسترسی به کلیه امکانات بی‌سیم با قیمت ارزان به پایان خواهد رسید.