نسل ها و فناوری های شبکه های تلفن همراه

رشد سامانه های تلفن سیار, افزایش کاربران اینترنت و بالا رفتن انتظار و نیازهای کاربران مثل تقاضای دسترسی به اینترنت با کیفیت بالا از طریق سامانه های بی سیم, منجر به طراحی سامانه هایی شده است که بتوانند این نیازها را برآورده کنند کاربران خدمات مخابراتی در آینده, ترجیح می دهند که خدمات مشابهی را که از شبکه های ثابت دریافت می کنند از یک محیط بی سیم نیز در اختیار داشته باشند

رشد سامانه‌های تلفن سیار، افزایش کاربران اینترنت و بالا رفتن انتظار و نیازهای کاربران مثل تقاضای دسترسی به اینترنت با کیفیت بالا از طریق سامانه‌های بی‌سیم، منجر به طراحی سامانه‌هایی شده است که بتوانند این نیازها را برآورده کنند. کاربران خدمات مخابراتی در آینده، ترجیح می‌دهند که خدمات 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 زیرادر هرصورت از ابزارهای مخابراتی ساکن هم استفاده خواهند کرد. بنابراین بهترین راه‌کار این است‌که سامانه‌های 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 هستند.

●شبکه‌های نسل ۱ ، ۲ و ۵/۲ :

امروزه شبکه‌های گوناگون بی‌سیم با ویژگی‌های مختلف درحال ارائه خدمات به مشترکان هستند که هریک از آنها مزایا و معایب خاص خود را دارند. (اولین سامانه مخابرات سلولی جهان در سال ۱۹۸۳ در آمریکا با نام AMPS شروع به کار کرد؛ این سامانه که 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 شبکه تا چندین ثانیه طول می‌کشد و سرعت آن به Kbps ۶/۹ محدود است. اما درGPRS زمان دسترسی، کمتر از یک ثانیه است و سرعت انتقال داده‌ها تا مرز kbps۱۷۰ نیز می‌رسد. همچنین سرعت انتقال داده‌ها درEDGE (یکی دیگر از شبکه‌های گسترش‌یافته GSM)، به 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 کاربران شبکه‌های GSM، سرعت انتقال داده بسیار پایین، برقراری تماس بسیار دشوار و زمان آن طولانی است.از نظر فنی مشکل از اینجا ناشی می‌شود که خدمات بی‌سیم موجود براساس سوئیچینگ مداری کار می‌کنند.

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

در بخش رابط هوایی سوئیچینگ مداری، در کل طول تماس، یک کانال ترافیکی کامل به مشترک اختصاص داده می‌شود. این در حالی است که در موارد ترافیک خوشه‌ای نظیر اینترنت، این کار بسیار ناکارآمد است. ولی در سامانه‌های سوئیچینگ بسته‌ای، یک کانال تنها در زمان مورد نیاز به کاربر اختصاص داده می‌شود و بلافاصله بعد از هر ارسال بسته‌ای، آزاد می‌گردد بنابراین کاربران مختلف می‌توانند از یک کانال فیزیکی بطور مشترک استفاده کنند. فناوری بسته‌ای GPRS برمبنای سامانه GSM موجود برای رفع این مشکل ابداع شده است بنابراین کاربران GPRS از سرعت دسترسی و نرخ داده بالاتری برخوردار می‌شوند.

نکته دیگر اینکه در سامانه‌های مبتنی بر سوئیچینگ مداری، کارکرد بر اساس مدت زمانی که کاربر به شبکه متصل است، محاسبه می‌شود چراکه پهنای باند فقط برای کاربر اختصاص داده شده است، بنابراین یک کاربر حتی برای زمانی که اطلاعاتی مبادله نمی‌کند هم باید هزینه بپردازد. به همین دلیل این خدمات برای بیشتر مشترکین هزینه بسیار بالایی درپی دارد. اما در GPRS که مبتنی بر سوئیچینگ بسته‌ای است، کارکرد بر اساس حجم اطلاعات مبادله شده محاسبه می‌شود و مشترک می‌تواند مدت زیادی بدون اینکه بسته‌ای ارسال یا دریافت کند متصل باقی بماند و فقط هزینه مربوط به بسته‌های ارسالی و دریافتی را بپردازد زیرا فناوری 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 خدمات مختلف GPRS مثل دسترسی به پست الکترونیکی، وِب و سایر خدمات داده ای در کنار خدمات صوتی برای کاربران 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 را که نسلهای ۲ و ۵/۲ با آن روبرو شده بودند برطرف کنند. همان طوری که گفتیم، از جمله این مشکلات، سرعت‌های پایین ارسال، قیمت زیاد و وجود فماوری ‌های ناهمخوان و سازگارناپذیر (TDMA/CDMA) در کشورهای مختلف است. بنابراین، به منظور فعال‌سازی استفاده از خدمات چندرسانه‌ای جدید، حتی پهنای باندها نیز باید با کمترین هزینه نسبت به سامانه‌های پیشین ارائه شوند.

---