تفاوت‌های بین شبکه های 4G و 5G : محدویت ها و قابلیت

مقدمه ای بر شبکه های ارتباطی

در دنیای تکنولوژی، هر نسلی بهترین ویژگی های نسل های قبلی خود را بهبود می بخشد و به گونه ای پیشرفت می کند که نسل های قبلی نتوانسته بودند.این پیشرفت به گونه ای است که نسل های جدید به مسائلی که نسل های قدیمی ایجاد کرده اند پاسخ می دهند.

در مورد 4G در مقابل 5G، هدف 5G این است که نه تنها از قابلیت های شبکه 4G پیشی بگیرد، بلکه اهداف 4G را برای سرعت، تأخیر و تراکم عمومی برآورده و حتی از آن فراتر بگیرد.

در عصر 4G شاهد نوآوری در روندهای مختلف شبکه بودیم، مانند رشد اینترنت اشیا، تعداد بیشتر گوشی های هوشمند، و نیروهای دورکار و سیارکه همیشه نیازمند اتصال به شبکه پرسرعت هستند. این روند در طول 2010 پیشرفت کرد، که نیاز به پشتیبانی از سرعت بیشتر و تراکم سلولی بیشتر را ایجاد کرد. کارشناسان امیدوارند که آخرین نسل، 5G، مشکلات معرفی شده و بست داده شده 4G را برطرف کند.

همانطور که سازمان ها استفاده از شبکه 5G را در نظر می گیرند، باید تفاوت های بین معماری شبکه 4G و 5G را درک کنند و تعیین کنند که هر دو معماری چگونه می تواند بر عملیات های تجاری و شبکه ای تأثیر بگذارد. این مقاله عمیقاً به آن تفاوت ها می پردازد و در مورد معنای این تمایزات کلیدی به توضیح میپردازد.

تفاوت بین LTE ،4G و 5G

شبکه 4G

4G چهارمین نسل از فناوری شبکه تلفن همراه و نسل قبلی فناوری 5G است. در دسال 2010، 4G به عنوان جدیدترین و نوآورانه‌ترین نسل فناوری سلولی عرضه و گسترش پیدا کرد و در این دهه به تمامی پتانسیل خود رسید. برخی از وعده های 4G شامل، افزایش تراکم سلولی، بهبود قابلیت های VoIP و پهنای باند بیشتر بود.

شبکه LTE

LTE به عنوان یک استاندارد مطابق شبکه 4G در طی دوران 4G توسعه یافت. LTE استاندارد طلایی و جهانی برای پهنای باند بی سیم است و پایه و اساس شبکه های 5G را ایجاد می کند. هر دو فناوری 4G و LTE از انواع مختلف ترافیک پشتیبانی می‌کنند، کاری که نسل‌های قبلی برای انجام آن تلاش زیادی داشتند و اکنون باید 5G آن را بهبود بخشد.

شبکه 5G

5G آخرین نسل از فناوری شبکه تلفن همراه است. راه اندازی اولیه این فناوری در اواخر دهه 2010 آغاز شد، اما اپراتورها هنوز هم در حال توسعه زیرساخت های 5G خود هستند. از مزایای 5G می توان به سرعت شبکه بیشتر و قابلیت های ارتباطی بدون تاخیر اشاره کرد.

5G چگونه کار می کند؟

5G با ویژگی‌ها و قابلیت‌های جدید و مختلف از جمله برش شبکه، تقسیم فرکانس متعامد مالتی پلکس (OFDM) و ورودی چندگانه عظیم، خروجی چندگانه را ارائه می‌دهد.

5G همچنین استاندارد جدیدی به نام 5G New Radio (5G NR) معرفی می کند که هدف آن جایگزینی LTE است. 5G NR از بهترین قابلیت‌های LTE بهره می‌برد و مزایای جدیدی، مانند افزایش صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای دستگاه‌های متصل و اتصال پیشرفته و پرسرعت نبست به نسل های پیشین را به ارمغان می‌آورد.

5G همچنین می‌تواند بر روی یک طیف فرکانس بالا و جدید (موج میلی‌متری_mmWave) که در طول موج‌های بین 30 گیگاهرتز تا 300 گیگاهرتز است، کار کند، در مقایسه با طول موج‌های 4G و LTE که کمتر از 6 گیگاهرتز است، این عدد بسیار قابل توجه است. با توجه به طیف mmWave ،5G برای کار و عملکرد به ایستگاه های پایه سلولی کوچک جدید نیاز دارد.

تفاوت های کلیدی بین معماری شبکه 4G و 5G شامل موارد زیر است :

1. مدت زمان تاخیر اتصال
2. سرعت دانلود بالقوه
3. ایستگاه های پایه
4. رمزگذاری OFDM
5. تراکم سلولی

مدت زمان تاخیر اتصال

بزرگترین تفاوت بین 4G و 5G مدت زمان تأخیر اتصال است. 5G می‌تواند تأخیر کمتر از 5 میلی‌ثانیه ارائه دهد، در حالی که تأخیر 4G از 60 میلی‌ثانیه تا 98 میلی‌ثانیه متغیر است. تأخیر کمتر باعث پیشرفت در زمینه های دیگر، مانند افزایش سرعت دانلود می شود.

سرعت دانلود بالقوه

در حالی که 4G قابلیت‌های مختلف VoIP را معرفی کرد، 5G بر روی آن وعده‌های سرعت دانلود بالقوه و سریع ساخته شده و آن را افزایش می‌دهد. سرعت دانلود 4G به 1 گیگابیت در ثانیه رسید و هدف 5G افزایش ده برابری برای حداکثر سرعت دانلود 10 گیگابیت بر ثانیه است.

ایستگاه های پایه

یکی دیگر از تفاوت های کلیدی بین 4G و 5G، ایستگاه پایه مورد نیاز برای انتقال سیگنال است. مانند نسل های قبلی خود، 4G سیگنال ها را از برج های سلولی منتقل می کند. با این حال، 5G به دلیل سرعت‌ بیشتر و باندهای فرکانس mmWave از فناوری سلول‌های کوچک استفاده می‌کند، بنابراین اپراتورها در حال استقرار 5G باند بالا در سلول‌های کوچک به اندازه جعبه‌های پیتزا در مکان‌های مختلف هستند. 5G همچنان از برج‌های سلولی برای طیف‌های فرکانس پایین‌تر خود نیز استفاده می‌کند.

حامل ها به دلیل فرکانس mmWave باید سلول های کوچکی را در مناطق مختلف مستقر کنند. در حالی که فرکانس بالاتر از فناوری سلولی است که تاکنون استفاده شده است، mmWave سیگنال‌های ضعیف‌تری دارد که در فواصل کوتاه‌تری حرکت می‌کنند. ایستگاه های سلولی کوچک باید به طور مکرر در مناطقی با قابلیت 5G قرار و منتشر شوند تا اطمینان حاصل شود که سیگنال ها به کاربران منتقل میشود.

رمزگذاری OFDM

OFDM سیگنال های بی سیم مختلف را به کانال های جداگانه تقسیم می کند تا از تداخل جلوگیری کند، که همچنین پهنای باند بیشتری را فراهم می کند. از آنجایی که OFDM داده‌ها را روی فرکانس‌های مختلف رمزگذاری می‌کند، این مورد می‌تواند سرعت دانلود 4G و 5G را تقویت کند، زیرا این شبکه‌ها به جای کانال مشترک بین خود، کانال‌های سیگنال مختص خود را دارند. 4G از کانال های 20 مگاهرتز استفاده می کند، در حالی که 5G از کانال های 100 مگاهرتز تا 800 مگاهرتز استفاده می کند.

تراکم سلولی

فناوری سلول‌های کوچک، شبکه 5G را قادر می‌سازد تا تراکم سلولی بیشتری را فراهم و ظرفیت شبکه را افزایش دهد. در حالی که این موارد از وعده های 4G بودند، 5G احتمالاً در مواردی که نسل قبلی خود باز ماند، موفق خواهد شد، زیرا 4G هرگز به طور کامل به اهداف بالای خود برای افزایش سرعت کلی نرسید. شبکه‌های 5G تراکم بیشتری دارند و این مورد به این معنی است که که ظرفیت بیشتری برای پشتیبانی از کاربران و دستگاه‌های متصل به وجود می آید که منجر به افزایش ظرفیت دستگاه تلفن همراه و اتصال می‌شود.

علیرغم پیشرفت های 5G،این شبکه همچنان نتوانسته برخی از انتظارات را برآورده کند. اپراتورها برای رفع ایرادات و پیچیدگی های ایجاد شده توسط شبکه 5G در حال تحقیق هستند و سعی میکنند این موارد را در سریع ترین زمان، برخلاف شبکه 4G، رفع کنند.

انتظارات 5G در مقابل واقعیت

دستیابی به وعده های اولیه فناوری های جدید، همیشه تضمین شده نیست. سازمان‌هایی که می‌خواهند تفاوت‌های بین 4G و 5G را برای معماری شبکه‌شان ارزیابی کنند، باید یک گام به عقب بردارند و به آنچه که 4G وعده داد و آنچه که 4G در واقع ارائه می‌دهد،نیم نگاهی داشته باشند، سپس به شبکه 5G کوچ کنند.

به عنوان مثال، یکی از اهداف 4G این بود که سرعت عمومی از 100 مگابیت بر ثانیه به 1 گیگابیت در ثانیه برساند. اما در عمل، این سرعت ها به طور متوسط بین 7 مگابیت در ثانیه تا 43 مگابیت بر ثانیه بودند. این بدان معنا نیست که 4G بد است یا اینکه اهداف اولیه این شبکه دستیافتنی نبوده، اما در عوض، این اهداف زمینه را برای آنچه که 5G باید و می تواند به دست آورد را تعیین می کند. به عنوان مثال، سرعت دانلود 5G و سرعت اتصال با تأخیر کمتر، از اهداف اصلی 4G هستند.

با این حال، 5G در چند سال اول به همه اهداف خود نرسیده است. دستیابی به این اهداف ممکن است سال ها طول بکشد یا اصلاً اتفاق نیفتد. برای سازمان ها و تیم های شبکه بسیار مهم است که درک کنند که انتظارات و واقعیت های 4G و 5G متقابلاً منحصر به فرد هستند. با وجود این، 5G این پتانسیل این را دارد که عملکردها را بهبود بخشد و کاستی هایی را که 4G نتوانست آنها را برطرف کند، برطرف کند.

نظر شما چیست آیا شبکه 5G میتواند مطابق وعده های داده شده به طور کامل عملیانی شود؟ نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید.

منبع: techtarget