صاحبان سرمايه و صاحبان شركتهاي مخابراتي تا حدود زيادي خودشان مبتكر فناوريهاي نو هستند، اما لزوما هميشه بهترين فناوري را ارائه نميكنند. يعني دليل عدم ارائه بهترين فناوري كم بودن اطلاعات يا توان علمي آنها نيست، بلكه هدف آنها ارائه خدمات و كيفيت بهتر (و نه بهترين) است، به شرط آنكه بتوان بر بستر موجود آن را پيادهسازي كرد. به بيان سادهتر مالكان شبكههاي ارتباطي كه داراي زيرساختهاي چند ميليارد دلاري براي خدمات فعلي هستند تمايلي براي تعويض فناوري ندارند مگر اينكه سود نهايي ارائه سرويسهاي جديد به تعويض زيرساخت غلبه كند. حتي با اين شرط هم آنها تغييرات را به صورت انقلابي (Revolutionary) انجام نميدهند و تمايل دارند اين تغييرات تدريجي (evolutional) باشد.
براي اين نوع تفكر و قدرت حاكم بر فناوري 2 نمونه ذكر ميكنيم تا دليل و مفهوم تغيير نسل را بهتر درك كنيم.
1. در دهه 70 ميلادي بر اساس رشد فناوري ساخت پردازندههاي قويتر احساس نياز شد تا سرعت انتقال داده در شبكهها محلي افزايش يابد. دهها طرح مورد بررسي قرار گرفت و دست آخر طرح يك محقق داراي كيفيت بهتر شناخته شد كه ميتوانست كارايي شبكهها را دهها برابر افزايش دهد؛ اما اين طرح 50 دلار خريده و كنار گذاشته شد و يك طرح كه تنها دو دهم كارايي شبكه را افزايش ميداد به مرحله اجرا رسيد. دليل ساده بود، چون اجراي طرح اول نياز داشت تا خط توليد كارتهاي شبكه و ابزار شبكه تغيير كند، اما طرح دوم اين نياز را نداشت.
2. مثال دوم كه اصل موضوع ماست زمينه تولد شبكههاي نسل آينده است. در سالهاي اخير فناوريهاي زيادي پا به عرصه ارتباطات گذاشتند، اما طبق قانون تمايل اپراتورها به استفاده از زيرساخت فعلي، شبكههاي PSTN يا همان تلفن ثابت با شبكههاي انتقال داده PSDN نوعي از شبكههاي جديد را ساختهاند كه ديگر نيازي به سرورهاي ميزبان پرهزينه ندارد و ضريب بار برعهده همه كاربران است. از طرفي ميزان پهناي باند و سرعت انتقال داده در اين شبكهها به حدي ميرسد كه از ديگر شبكهها جدا محسوب نميشوند و سرعت آنها به زمان تبادل داده در يك پايگاه داده تقليل يافته است. اين شبكهها را در اصطلاح NGN مينامند.
بعد از اين تعاريف معني LTE به معناي «تكامل بلندمدت» را بهتر درك خواهيم كرد. شبكههاي موبايل در بستر اين فناوري گسترش خواهند يافت.
ويژگيهاي شبكههاي نسل آينده NGN
اين شبكهها از نوع شبكههاي ارزانقيمت هستند. به دليل اينكه اين شبكه به جاي رايانهها و پايانهها بزرگ و قدرتمند پردازش اطلاعات بر شبكهبندي خود استوارند و رايانههاي روميزي را به ارائه دهنده خدمات نزديك كردهاند. اما در عين حال در اين شبكهها سوئيچهاي بزرگ و متمركز نقش مهمي در شبكه خواهند داشت و سوئيچهاي قابل برنامهريزي soft switch نيز پايههاي تغييرپذيري شبكهها هستند.
اين شبكهها مخصوص انتقال داده با حجم بالا و نيز خدماتدهي بر بستر صوت و تصوير است. اين اهداف دقيقا همان اهداف نسلهاي 3 و 4 شبكه تلفن همراه است.
ويژگي فني LTE
در ساختار شبكههاي ارتباط (مخابراتي) سلولي 3 موجوديت را ميتوان شناسايي كرد:
1 . UEـ ابزار كاربر (User Equipmen)
اين بخش ميتواند يك دستگاه سيار يا ثابت باشد. مانند تلفن همراه يا PDAيا تبليت و هر وسيله ديگري كه بتواند سيمكارت، كليد ديجيتال حفاظتي و شناسه كاربري را مديريت كند.
2. RAN ـ شبكه راديويي (Radio Access Network)
اين موجوديت بر اساس يكي از فناوريهاي راديويي پيادهسازي ميشود و در حقيقت كارش ايجاد ارتباط بين شبكه مركزي و ابزار كاربري است. شبكه دسترسي GSM به وسيله GRAN و شبكه LTE به وسيله Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network پيادهسازي ميشود.
3.CN ـ شبكه مركزي (Core Network)
شبكه هسته نيز كار ارائه خدمات را بر عهده دارد و وظايفش عبارتند از احراز هويت و تعيين دسترسي و حسابداري كاربران كه اين سه فعل به AAAمعروفند يعني authentication , authorization .accounting وظايف ديگر شبكه مركزي كنترل و مسيريابي مكالمه و ديتاست. به مجموعه اجزاي اين شبكه منهاي كاربر LTE Evolved Packet System و به شبكه هسته اين فناوري را LTE Evolved Packet Core گويند.
همانطور كه در قسمتهاي قبل اشاره كرديم شبكه نسل سوم بر پايه UMTS طراحي ميشود پس براي درك بهتر از زيرساخت شبكههاي نسل آينده موبايل نگاهي به ساختار شبكه نسل سوم خواهيم داشت.
شبكههاي نسل 3
UMTS سرنامي است براي Universal Mobile Telecommunications System، اين شبكه از 2گره و يك واسط كنترل راديويي تشكيل ميشود. در اين مدل مناطق شهري را به بخشهايي با شعاع حدود يك كيلومتري تقسيم ميكنند و بنا به حجم ترافيك پيشبيني شده براي آن محدوده فواصل قابل تغيير است كه اين بخشها را نيز براي پايدار شدن ارتباط و تداوم روند جريان داده به بخشهايي 2 يا 3 قسمتي كوچك ميكنند و در هر بخش آنتن و تجهيزات تقويتكننده خود را قرار ميدهند. در اين مدل شبكه موجوديت مادر يعني همان ابزار كنترل دسترسي (Radio Network Controller) به كيفيت شبكه نظارت دارد كه چند وظيفه راديويي براي آن تعريف شده است از جمله:
1. مديريت منابع resource management 2. مديريت سيار بودن Mobility 3. كنترل تبادل پيام Handover ميان پايانههاي موجود در اطراف.
قسمت هسته اين شبكه نيز از 2 قسمت سوئيچينگ مداري و بستهاي تشكيل شده است. كه داراي 2 عنصر Mobile services Switching Centre و Gateway ميباشد. MSC نيز واحد مديريت مركزي است و كار سوئيچينگ كل شبكه را بر عهده دارد. شبكهها بنا به حجمشان معماريهاي متفاوتي از نوع مراكز مديريت داخلي خواهند داشت.
در حقيقت وقتي تماس صوتي برقرار ميكنيد ابتدا درخواست از واسط دسترسي به واسط كنترل و از آنجا به واحد مديريت داده ميشود اگر مشترك اجازه برقراري تماس را داشت درخواست در مركز مديريت تحليل ميشود و بر اساس الگوريتمهاي مسيريابي و جستجو مخاطب جستجو ميشود. اين الگوريتمها بسيار پيچيده هستند، اما هميشه سعي در يافتن بهترين مسير خواهند بود.
با توجه به شكل اين نوع شبكهها خواهيد ديد كه اين شبكه داراي اجزاي مختلف دسترسي براي ارتباط مداري و بستهاي هستند كه اين قابليت امكان ارتباط همزمان ديتا و مكالمه را ميدهد. به عبارت ديگر يك گوشي نسل سومي هم ميتواند ارتباط ديتا داشته باشد و هم مكالمه.
در ساختار اين شبكهها عناصر خاصي وجود دارد كه اين شبكه را از نسل دوم جدا ميكند. در شكل نيز اين اجزا و ساير توضيحات قابل تفكيك هستند، برخي موجوديتهاي اين شبكه مانند HLR شامل Centre Authentication مركز احراز هويت، Equipment Identity Register ابزار ثبت شناسه و Visitor Location Register ثبت موقعيت كاربر، به صورت مشترك در هر دو نوع سوئيچينگ مورد استفاده قرار ميگيرند. ثبت موقعيت كاربر(VLR) در حقيقت ابزاري براي جمعآوري اطلاعات موقعيت كاربر است كه در يك بانك اطلاعاتي بصورت موقت اطلاعات كاربران حاضر در آن محدوده را نگهداري ميكند. اين بانك به يك پايگاه داده ديگر كه كليدها و شمارهها را نگهداري ميكند، متصل است. در شبكه GSM فقط يك HLR وجود دارد. ابزار ثبت شناسه EIR محل نگهداري اطلاعات حفاظتي است. به عنوان مثال گوشي سرقتي يا غيرمجاز در اين قسمت ثبت ميشود تا در شبكه فعاليت نكند.
صحبت از نوع شبكههاي نسل سوم تا همين حد كافي است و در نهايت ارتقا يافتگي آن نسبت به نسل دوم مورد توجه بوده است. بايد توجه داشته باشيم كه ايجاد بسترهاي تبادل اطلاعات سريعتر نياز تمركز بر كيفيت لحظه اي را بالا ميبرد. يعني نوسان كيفيت در سرعتهاي بالا بسيار مشهودتر از ساير شرايط است. يكي از دلايل ظهور نسل چهارم نيز افزايش اين ضريب كيفيت بوده است.
سعيد نوريآزاد
