دیر زمانی از روزهایی که اینترنت موبایل به معنای استفاده از تکنولوژی GPRS و EDGE بود سپری نشده و حتی در بسیاری از نقاط کشور ما هنوز هم پوشش اینترنت همراه محدود به همین فناوری‌هایی است که به تاریخ پیوسته‌اند؛ با این حال در سالیان اخیر، بسیاری از نقاط کشور ما تحت پوشش شبکه‌های نسل سوم و چهارم (۳G و ۴G LTE) قرار گرفته‌اند تا در عصری که زمزمه تکنولوژی نسل پنجم از دنیا به گوش می‌رسد، بتوانیم از مزایای شبکه‌های پرسرعت مدرن (هرچند در ظاهر قضیه) برخوردار شویم. شاید برای بسیاری از شما این پرسش مطرح باشد که این شبکه‌های جدید چه ویژگی‌ها و تفاوت‌هایی با نسل‌های گذشته دارند؟ در ادامه مطلب با ما همراه باشید تا با مفهموم ۴G LTE بیشتر آشنا شویم.

برای این که به سرعت شبکه ۴G پی ببریم باید یک قدم به عقب برگردیم؛ تکنولوژی ۳G که در سال ۲۰۰۰ میلادی اختراع شد، در زمان خود یک تحول بسیار بزرگ بود و دسترسی به اینترنت را از طریق تلفن همراه آسان‌تر کرد. این تکنولوژی مطابق با استاندارد IMT-2000 سازمان بین‌المللی ارتباطات سیار بود که سرعت دانلود ۲۰۰ کیلوبایت بر ثانیه یا به عبارت دیگر ۰.۲ مگابایت برثانیه را فراهم می‌کرد. هم اکنون ممکن است این سرعت خیلی کم به نظر برسد، (نه در کشور ما!) اما در آن زمان برای ارسال و دریافت ایمیل کافی بود. مطابق انتظار ،گام بعد از ۳G باید نسل چهارم (۴G) باشد.

بخش ارتباطات رادیویی (ITU-R ) مربوط به سازمان جهانی ارتباطات، مجموعه‌ای از الزامات شبکه ۴G LTE را تعریف می‌کند:

در این شبکه با استفاده از تلفن همراه و تبلت امکان دسترسی به حداکثر سرعت ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه وجود دارد و دستگاه‌های ثابت مانند مراکز دسترسی به اینترنت باید بتوانند حداکثر سرعت ۱ گیگابایت بر ثانیه را فراهم کنند! در چند سال اخیر تکنولوژی ۳G نیز پیشرفت‌هایی داشته است؛ (High Speed Packet Access HSPA) که شبکه ۳/۵G یا ۳G توربو هم نامیده می‌شود می‌تواند سرعت دانلود حداکثر تا ۷.۲ مگابایت بر ثانیه را ارایه نماید. پس از آن شبکه ۴G به صورت (Evolved High Speed Packet Access) یا +HSPA (به معنای دسترسی به بسته‌های تکامل یافته سرعت بالای اینترنت، یا Long-Term Evolution)   LTE) به وجود آمد. البته آنچه که ما آن را ۴G می‌دانیم به استاندارد ITU-R نرسیده و نمی‌تواند سرعت ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه را فراهم کند.

سرعت بالاتر تنها مزیت ۴G LTE نسبت به شبکه ۳G نیست و تا اینجای کار یک شبکه نسل سوم تکامل یافته را تعریف کردیم! به عبارت دیگر زمانی ۴G چهره واقعی خود را نشان می‌دهد که تکنولوژی هم برای استفاده از این سرعت بالا به اندازه کافی تکامل پیدا کند. یکی از دلایلی که سرعت واقعی شبکه ۴G LTE را مشاهده نمی‌کنیم تصمیم ITU-R مبنی بر اجازه استفاده از عنوان ۴G، توسط تولید کنندگان تلفن همراه برای دستگاه‌هایی است که سرعتی بیشتر از شبکه ۳G را ارایه نمایند، حتی اگر به قابلیت LTE مجهز نبوده و فقط از +HSPA برخوردار باشند.

شبکه ۴G LTE واقعا چه سرعتی را تامین می‌کند؟

تا اینجا تاریخچه شبکه ۴G را مرور کردیم، حال اجازه بدهید پرسش دیگری را مطرح کنیم: ۴G LTE در حال حاضر واقعا چه سرعتی را پوشش می‌دهد؟ پاسخ این سوال خیلی واضح است؛ بستگی دارد به جایی که هستید و اوپراتوری که از آن استفاده می‌کنید! بر اساس یک  گزارش از Open Signal متوسط سرعت دانلود شبکه LTE در ایالات متحده ۹/۹ و متوسط سرعت جهانی آن ۱۳/۵ مگابایت بر ثانیه است که با استاندارد این شبکه یعنی ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه فاصله بسیاری دارد اما نسبت به ۳G از سرعت خوبی برخوردار است.  در رقابت بین چهار اپراتور بزرگ ایالات متحده بالاترین سرعت شبکه LTE فقط کمی بالاتر از ۱۲ مگابایت بر ثانیه و متعلق به Verizon بوده است. البته در نظر داشته باشید که سرعت‌ها بر اساس میانگین محاسبه شده‌اند و سرعت واقعی شما می‌تواند بیشتر یا کمتر باشد.

همانطور که در تصویر مشاهده می‌کنید، یک تست سرعت با استفاده از اپلیکیشن Speedtest روی آیفون ۶S انجام شده است؛ (این اپلیکیشن برای اندروید هم در دسترس است) این تست با اپراتور T-Mobile در ایالت فلوریدا صورت گرفته و نتایج حاصله سرعت بالاتری از میانگین را نشان می‌دهند، البته هنوز خیلی کمتر از ۱۰۰ مگابایت بر ثانیه هستند.

توجه کنید که فقط سرعت مطرح نیست، بلکه پوشش هم خیلی مهم است، جدای از همه این‌ها تا زمانی که عبارت LTE روی نوار اطلاع رسانی موبایل شما دیده نشود به شبکه پرسرعت وصل نشده‌اید. پوشش شبکه هم بستگی به اوپراتور دارد، هر کدام از اوپراتورهای بزرگ آمریکایی AT&T, Sprint ,Verizon ,T-Mobile از باندهای فرکانسی متفاوتی استفاده می‌کنند تا سیگنال‌های خود را از یکدیگر جدا کنند. باند فرکانسی شامل گروهی از فرکانس‌های رادیویی است که برای برقراری ارتباط با دستگاه‌های موبایل به کار می‌رود؛ LTE به اپراتورها امکان می‌دهد تا اطلاعات را در بلوک‌های مختلفی از پهنای باند مبادله کنند. در واقع یک بلوک پهنای باند، فضایی است که در یک شبکه به یک اپراتور اختصاص دارد. در حال حاضر دو اپراتور  Verizon و T-Mobile گسترده‌ترین کانال‌های شبکه LTE را در اختیار دارند. پوشش شبکه در فرکانس‌های پایین‌تر و به صورت مشخص در محدوده ۷۰۰ مگاهرتز دسترسی به LTE را در فضاهای بیشتری از جمله ساختمان‌ها و فضاهای سرپوشیده امکان‌پذیر می‌کند. در واقع از نظر پوشش شبکه و تعداد مشترکین قادر به دریافت سیگنال‌های LTE، سه اپراتور بزرگ ایالات متحده وضعیت تقریبا مشابهی دارند.

بر اساس گزارش OpenSignal اپراتور Verizon با پوشش نزدیک به ۸۷ درصد بهترین عملکرد را دارد و به دنبال آن اپراتورهای  AT&T با ۸۲/۶ و T-Mobile با ۸۱/۲ درصد قرار دارند و Sprint هم با پوشش ۷۰ درصد به سرعت در حال نزدیک شدن به آنهاست. به خاطر داشته باشید که این اعداد و ارقام درباره تعداد مشترکینی است که در مکان و زمان واحد، امکان دریافت خدمات شبکه LTE را دارند و مربوط به پوشش جغرافیایی نیست.

آینده، LTE Advanced و ۵G

آنچه که خواندید مربوط به وضعیت حال حاضر است اما آینده چگونه خواهد بود؟ بی‌تردید سرعت شبکه موبایل به اندازه فعلی محدود نخواهد ماند و شاهد پیشرفت آن خواهیم بود. LTE Advanced یک استاندارد جدید بوده و هدف آن رسیدن به سرعت واقعی ۴G است؛ سرعتی که قرار بود بر اساس استاندارد ۴G دریافت کنیم!  ۵G هم نسل بعدی ارتباطات خواهد بود و با سرعت ۱۰ گیگابایت بر ثانیه امکان دانلود یک فیلم کامل با رزولوشن HD را در زمان ۱ ثانیه نوید می‌دهد! بر خلاف ۴G که فقط از باندهای فرکانس پایین استفاده می‌کند، ۵G به صورت همزمان از باندهای فرکانس پایین و بسیار بالا بهره خواهد برد؛ در مقابل به دلیل استفاده از فرکانس‌های بالا به خوبی ۴G نمی‌تواند مسافت‌های دور را پوشش دهد و برای این کار به تقویت نیاز دارد. البته مسایل اینچنینی مانع رشد و گسترش نسل آینده ارتباطات موبایل نخواهند شد اما مسایل فنی و استانداردهای مورد نیاز هنوز نیاز به کار دارند و این شبکه تا قبل از سال ۲۰۲۰ میلادی نهایی نخواهد شد.

در حال حاضر شبکه ۴G برای بیشتر کاربران موبایل به اندازه کافی خوب به نظر می‌رسد و احتمالا تا چند سال آینده هم به همین صورت ادامه خواهد یافت و حتی اگر این شبکه به سرعت واقعی خود برسد بسیاری از مردم به ۵G احساس نیاز نخواهند کرد.

نوشته آشنایی با فناوری نسل چهارم ارتباطات (۴G LTE) اولین بار در - آی‌تی‌رسان پدیدار شد.