شبکه‌های سلولی و اینترنت اشیا
شبکه‌های تلفن همراه اساس عملکرد بسیاری از فعالیت‌هایی که در طول روز با آن مواجه هستیم می‌باشد. به‌عنوان‌مثال این شبکه به ما اجازه می‌دهند به اینترنت دسترسی پیدا کنیم، از سرویس‌های اتومبیل مانند اسنپ استفاده نماییم، با دوستانمان ارتباط برقرار کنیم و فیلم‌های موجود در اینترنت را تماشا کنیم. علاوه بر مزایای شخصی که همه ما آشنایی داریم، شبکه‌های سلولی نیز نقش مهم و رو به رشدی در بسیاری از برنامه‌های کاربردی اینترنت دارند. اگرچه فناوری‌های ارتباطی اینترنت اشیا ( IOT) همچنان در حال بهبود و تکامل هستند اما در نهایت همواره بین مصرف برق، دامنه و پهنای باند اینترنت تقابل وجود خواهد داشت.
در این راستا شبکه های سلولی بر روی محدوده و پهنای باند با مصرف انرژی متمرکز شده‌اند، به این معنی که می‌توان اطلاعات زیادی را در طول مسیرهای طولانی با استفاده از شبکه‌های سلولی انتقال داد اما درعین‌حال این کار منجر به مصرف شدید باتری می‌گردد. این روند برای دستگاه‌هایی که به منبع برق وصل شده‌اند یا می‌توانند شارژ شوند، خوب است، اما در مورد برنامه‌های اینترنت اشیا ( IOT) که نیاز به سنسورها و دستگاه‌های از راه دور برای ماه‌ها یا سال‌های طولانی دارند، مناسب به نظر نمی‌رسد.
شبکه‌های تلفن همراه چگونه کار می‌کنند؟
هنگام تماس، ارسال متن یا دسترسی به اینترنت از طریق دستگاه‌های تلفن همراه ما، سیگنال‌های بی‌سیم به برج‌های سلولی در نزدیکی خود ارسال می‌کنیم. این برج‌های سلولی همزمان سیگنال‌های ما را دریافت و آنها را ارسال می‌کنند. برج‌های سلولی بخشی از ایستگاه‌های پایه هستند که اتصالات سیمی به سایر ایستگاه‌های پایه و اینترنت را در اختیار دارند و اطلاعات را در فاصله‌های بیشتر از پوشش برج سلولی به صورت جداگانه حمل می‌کنند. همانند تمامی فناوری‌های ارتباطات بی‌سیم، شبکه‌های تلفن همراه برای ارسال اطلاعات از امواج الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند. درست همانطور که رادیو شما دارای فرکانس متفاوت است که می‌توانید تنظیم کنید، فناوری‌های ارتباطات بی‌سیم نیز دارای باند فرکانس خاصی هستند که در آن عمل می‌کنند.
اگر تمام ارتباطات بی‌سیم دریک فرکانس حمل شوند منجر به ایجاد تداخل می‌گردد. به همین ترتیب، FCC تنظیم می‌کند که چه دسته‌های فرکانسی می‌تواند توسط آنها استفاده شود و حامل‌های امواج سلولی هر یک دارای گروه خاصی هستند که مجاز به کار در آن هستند. اما حتی با گروه‌های اختصاصی خود، هنوز باید مداخله را مدنظر قرار دهند. اگر یک حامل با دو برج سلولی نزدیک و با همان فرکانس کار کنند. سیگنال‌های آنها با یکدیگر اختلال ایجاد می‌کنند. و برای هرکسی که سعی در استفاده از شبکه در آن منطقه دارد، مشکل ایجاد می‌شود.
چرا این یک شبکه “سلولی” نامیده می‌شود؟
این یک شبکه تلفن همراه است و اپراتورهای شبکه مناطق را به “سلول” تقسیم می‌کنند. هر سلول دارای یک برج سلولی است که در فرکانس متفاوت از برج‌های سلولی مجاور عمل می‌کند. برای مثال، اگر از یک شش ضلعی استفاده کنید. این به این معنی است که شما تنها نیاز به 7 فرکانس مختلف دارید. تا اطمینان حاصل شود که از همان فرکانس در سلول‌های مجاور استفاده نمی‌شود.
مساحت هر یک از این سلول‌ها به تراکم استفاده بستگی دارد. در یک شهر، هر یک از این سلول‌ها ممکن است فقط دارای یک نیم مایل باشند. درحالی‌که سلول‌ها در مناطق روستایی ممکن است تا 5 مایل فاصله داشته باشند. همانطور که کاربران بین سلول‌ها حرکت می‌کنند. فرکانس آنها به طور خودکار تغییر می‌یابد. تا به برج‌های سلولی جدید تغییر پیدا کند.
چیزهای بیشتری پشت صحنه وجود دارد. تا تعداد زیادی از کاربران در حال حرکت از همان شبکه “موبایل” به طور همزمان استفاده کنند. اما ما می‌خواهم این پست را در همین حد نگه دارم.
سیستم‌های 1G، در اوایل دهه 1980 معرفی شد. هر نسل، باند فرکانس جدید، سرعت داده بالاتر و تکنولوژی انتقال جدید را به ارمغان آورده است. از آنجاکه هر نسل متمایز است، به همین دلیل است که شما ممکن است پوشش 4G را در تلفن خود نداشته باشید اما بااین‌وجود، شبکه‌های نسل سوم هنوز هم فعال هستند.
آیا شبکه‌های سلولی گزینه خوبی برای IoT محسوب می‌شوند؟
مناسب بودن این شبکه به استفاده خاص شما بستگی دارد. همانطور که در پست قبلی ذکر شده است. شبکه‌های سلولی برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی IoT مناسب نیستند. چراکه علاوه بر مصرف انرژی زیاد هزینه‌ی بالایی هم دارند. در نتیجه این شبکه‌ها برای اپلیکیشن‌هایی که به منبع تغذیه مستقیم وصل می‌شوند، داده‌های زیادی را ارسال می‌کنند و باید در مکان‌های شلوغ عمل نمایند، اما در طرف دیگر برای دستگاه‌هایی که از طریق سنسورها به یکدیگر متصل می‌شوند، شبکه‌های سلولی نمی‌تواند انتخاب مناسبی به حساب بیاید.
برای حل این مشکل حامل‌ها با تکنولوژی‌های جدید سلولی مثل NB-IoT و LTE-M که به طور خاص برای اینترنت اشیا در نظر گرفته شده‌اند، پیش می‌روند. به رغم اینکه برای برقراری ارتباط این حامل‌ها باید همچنان نزدیک به برج‌های سلولی قرار گرفت. این تکنولوژی‌ها هزینه کم، پهنای باند کم و نیاز به شارژ کمتر را فراهم می‌کنند. که امکان استفاده از تکنولوژی‌های جدید IoT را امکان‌پذیر می‌نمایند.
نسل بعدی ارتباطات سلولی انقلابی با ارائه سرعت تا Gbps 100 ایجاد می‌کند. این پهنای باند وسیع برای بسیاری از کاربردهای آینده از جمله وسایل نقلیه خودران، واقعیت افزوده و واقعیت مجازی و غیره مناسب خواهد بود.
شاید یکی از اثرات تغییر پذیری 5G جایگزینی برای کابل فیزیکی باشد. به جای زمان و منابع فشرده ساخت زیرساخت‌های کابل، شهرها و شرکت‌ها می‌توانند از 5G برای پاسخگویی به نیازهای خود استفاده کنند. همچنین برنامه‌های کاربردی جدید را برای استفاده از تکنولوژی ابر فراهم می‌کند. که قبلاً توسط مقدار داده‌های موردنیاز برای فرستادن محدود شده. و به جای آن به پردازش محلی متوسل شده بود.
علاوه بر پهنای باند بالا، 5G همچنین تأخیر فوق العاده کم و درجه بالایی از قابلیت اطمینان را وعده داده است. که آن را قادر به اجرای برنامه‌های کاربردی صنعتی IoT می‌نماید. کارخانه‌های آینده می‌توانند اترنت سیمی را در محیط‌های صنعتی تولید کنند. تا به کارخانه‌های پویا و قابل تنظیم که با خواسته‌ها و الزامات جدید تغییر می‌کنند، تبدیل شوند.
2 پاسخ