همراهی ایران با پیشرفت های جهانی در حوزه 4G و 5G مستلزم اتخاذ تصمیم‌های انقلابی است

به گزارش سیتنا، پروفسور عبدالرحمان یارعلی، عضو ارشد، استاد و مشاور فنی دانشکده مهندسی دانشگاه Murray State ایالت کنتاکی آمریکا و محقق ارشد که کتب و مقالات متعدد دانشگاهی در حوزه نسل های بالای تلفن همراه در سوابقش وجود دارد، به عنوان چهره ای شناخته شده در حوزه طراحی، توسعه و بهینه سازی شبکه های بی سیم موبایل در آمریکا  و حتی در سطح دنیا مطرح است. وی عهده دار مدیریت پروژه های متعددی در حوزه طراحی و بهینه سازی سیستم های ارتباطی بی سیم موبایلی برای اپراتورهای مطرح تلفن همراه همچون lucent, AT&T,NORTEL و Sprint PCS در آمریکا بوده است. 

این استاد برجسته دانشگاهی که در سال های حضور در ایران عهده دار مسوولیت در گروه مخابرات سیار مرکز تحقیقات مخابرات ایران بوده است، به تازگی کتابی با عنوان «4G  و بالاتر: پوشش شبکه ها، اجزا و سرویس ها» نوشته است که مورد توجه مجامع علمی و اجرایی این حوزه در دنیا قرار گرفته و به عنوان منبع توسعه برخی اپراتورهای مطرح دنیا مورد نظر مدیران اپراتورها قرار گرفته است.

در ادامه گفت و گوی اینترنتی ماهنامه نسل چهارم با پروفسور عبدالرحمن یارعلی را می‌خوانید:

* با توجه به سفر اخیر جنابعالی به ایران و برگزاری جلسات موثر و کاربردی با دست اندرکاران حوزه فناوری اطلاعات و ارتباطات، ارزیابی شما از وضعیت فعلی پیاده سازی 3G و 4G در ایران چیست؟ جایگاه فعلی ایران در دسترسی به تکنولوژی های نسل بالای تلفن همراه در مقایسه با میانگین جهانی و کشورهای توسعه یافته چگونه است و چه پارامترهایی باید مد نظر قرار گیرد؟

همانطوری که می دانید تا به حال تقریبا به طور متوسط هر 10 سال پنجره زمانی، گذر یک نسل از ارتباطات سیار به نسل بالاتر اتفاق افتاده است. نیاز و انتظارات کاربران و اپراتورهای تلفن همراه برای هر نسل متفاوت و تقریبا محدود به یک سری سرویس ها و کاربردها مثلا پوشش (Coverage)، سرعت دیتا (Data Rate) و یا تاخیر کم (Minimum Delay) بوده است. پیاده سازی نسل سوم 2000 CDMA یا UMTS تقریبا در دنیا با مشکلات مواجه شد، چون تکنولوژی جدیدی در صنعت موبایل برای این نسل ارائه نشد و فقط تنها با بهینه سازی تکنولوژی های قبلی مثل CDMA  یا GSM بسنده شد و نیازها و انتظارات سرعت دیتا برآورده نشد.
در گذر به نسل چهارم موبایل با یک اتفاق بسیار موفق که در حقیقت نقطه عطف این پروسه نیز می باشد مواجه شدیم و آن «اتفاق نظر» همگانی و جهانی بر روی یک تکنولوژی به نام LTE برای نسل بعد از به اصطلاح 3G بود. اگرچه تکنولوژی LTE با مشخصات ارائه شده توسط اپراتورها به عنوان نسل چهارم در ابتدا مورد قبول ITU قرار نگرفت، (به دلیل سرعت دیتا و محدودیت رومینگ)؛ ولی نهایتا اپراتورهای قوی و کلان خصوصا در آمریکا مانند Verizon و AT&T، با فشار و لابی ITU را وادار به تعظیم و قبول LTE به عنوان تکنولوژی نسل چهارم کردند. 
معرفی LTE با سرعت 20 Mbps و 5 Mbps و محدودیت های رومینگ حتی نزدیک به شاخصه های لازم و معرفی شده نسل چهارم توسط ITU نبود. معرفی LTE به عنوان نسل چهارم در حقیقت یک موضوع بازاریابی در صنعت موبایل بود. همانطوری که می دانید رشد صنعت موبایل سالانه در حدود 50 تا 60 درصد می باشد و در کشور های غربی عاملی موثر بر بخش های اقتصادی دیگر در کشورها بوده است. در حال حاضر در حدود 425 شبکه فعال تجاری (Commercial) نسل LTE  در 88 کشور دنیا پیاده سازی شده است و آمریکا بیشترین سهم از تعداد کاربران و پوشش LTE را دارا می باشد؛ اگر چه اولین کشور در پیاده سازی LTE نبوده است.
 لازم به ذکر است که در پروسه ارتقا تکنولوژی LTE با استفاده از یک سری تکنولوژی های ابداعی (Small Innovations)  مثل MIMO، تجمع باند (Carrier Aggregation) و COMP عملکرد شبکه های LTE در ارائه سرویس ها و کاربردها با سرعت بالاتر و کیفیت بهتر قابل قبول تر شده است ولی هنوز فاصله زیادی با شاخصه های ارائه شده اولیه  نسل چهارم توسط ITU دارند. به طور کل اهداف ارتقا و پیاده سازی نسل های سوم و چهارم در حیطه استفاده کاربران از پهنای باند وسیع (Broad Band) بود و اتصال (Connectivity) و تراکم و تجمع (Densification)، دستگاه ها (Devices)، حسگرها (Sensors) و اتوماسیون مورد نظر نبود، ولی دایره نیازها و شاخصه های مطرح در شبکه های نسل پنجم بسیار متفاوت، فراتر و پیچیده تر از 4G خواهد بود، لذا مسوولان مخابراتی در جمهوری اسلامی ایران برای همراه شدن با پیشرفت ها و بهره وری از این صنعت نیاز به اتخاذ تصمیمات انقلابی دارند. 
رشد تلفن ثابت در ایران در سال 2013 میلادی تنها 1.9 درصد بوده است. رشد بازار موبایل در ایران به دلایل مختلف بسیار پایین تر از پتانسیل موجود در کشور می باشد. عدم دسترسی به اینترنت بین الملل با سرعت بالا، بعضا مقررات دولتی و عدم دسترسی به تجهیزات پیشرفته بعضی از موانع در این حوزه می باشند، ولی با توجه به شرایط حاکم در کشور بهینه سازی BTSهای موجود، تخصیص فرکانس بیشتر و از همه مهمتر انتقال بار شبکه موبایل به شبکه های کوچک تر مثل Wifi، WiGig  و Femtocell از مهمترین مواردی است که باید مد نظر قرار گیرد. استفاده کاربران از شبکه موبایل با درصد بالا (حدود 60 درصد اوقات) در محل مسکونی، ادارات و Indoor می باشد. بنابراین با ایجاد شبکه های hot spot و ارائه موبایل هایی با قابلیت دسترسی به شبکه های متفاوت می توان کیفیت شبکه ها را از لحاظ ظرفیت و سرعت بالابرد. در نهایت می توان گفت که نسل پنجم (5G) موبایل یک گذر انقلابی در صنعت موبایل و مجزا از LTE خواهد بود.

* از آنجا که یکی از مشکلات اساسی در توسعه شبکه نسل بالای تلفن همراه، اختصاص فرکانس مطلوب به اپراتورهاست، به صورت معمول در دنیا چه باند فرکانسی برای نسل سوم و چهارم شبکه‌ تلفن همراه اختصاص می یابد و با اختصاص باند فرکانسی پایین تر تا چه میزان توسعه‌ شبکه با سرعت بیشتر و هزینه کمتر انجام خواهد شد؟

موضوع ارتباط تکنولوژی های موبایل و فرکانس، بسیار عمیق و تنگاتنگ است. در صنعت موبایل ما می گوییم که این ارتباط در حد «ازدواج» است و فرکانس در حقیقت مشابه اکسیژن برای ارتباطات سیار می باشد. در نسل های دوم، سوم و چهارم، باند فرکانس از MHZ 450 تا کمتـــر از 3GHZ تخصیص داده شده است. باندهای فرکانس پایین از پوشش و نفوذ بهتر و نیز انعطاف پذیری بهتر در انتقال از 4G به 5G بهره مند هستند، ولی تکنولوژی های جدید برای 5G ، نیاز به فرکانس های بالا دارد. اگرچه امواج میلی متری بین GHZ 300-6 (m m wave) از لحاظ انتشار و بلوک شدن مشکلات فراوانی دارند، ولی با استفاده از آنتن ها با Gain بالا و المان های زیاد جهت Beamforming می توان بر بسیاری از این مشکلات فائق آمد. با تخصیص باند فرکانس بیشتر تا حدود MHZ 700تا GHZ 1 در فرکانس های میلی متری، بسیاری از مشکلات ظرفیتی و سرعت دیتا مرتفع خواهد شد.
در مورد نسل های سوم و چهارم موبایل و فرکانس های مورد استفاده در کشورهای مختلف هماهنگی وجود ندارد. برای مثال در امریکا اپراتورهایAT&T  و Verizon  دو باند متفاوت 700 مگا هرتز و 2 گیگا هرتز استفاده می کنند و همین باعث مشکلات رومینگ می شود. اضافه بر استفاده از باند فرکانسی متفاوت، بعضی از کشورها مثل چین از TDD استفاده می کند؛ در حالی که اکثر کشورهای دیگر مثل آمریکا از FDD استفاده می کنند. برای تحقق رومینگ کامل باید موبایلی طراحی شود که در همه باند های فرکانسی عمل نماید و این در حال حاضر به لحاظ تکنیکی و هزینه امکان پذیر نخواهد بود.

* همانگونه که مستحضرید؛ سه اپراتور تلفن همراه در ایران با شبکه های مستقل و مجزا به ارائه‌ خدمت مشغولند و طبیعتا در توسعه‌ شبکه و گذر از نسل فعلی به نسل های بالاتر با مشکلات توسعه ای مواجه اند. پیشنهاد شما به اپراتورها در راستای استفاده از ظرفیت های متقابل همدیگر چیست و اپراتورهای موفق در دنیا با شیوه‌ای نسبت به توسعه‌ی شبکه با استفاده از ظرفیت‌های متقابل، مبادرت می ورزند؟

در حال حاضر چالش ها و چشم انداز های موجود در صنعت ارتباطات سیار بسیار پیچیده تر و متفاوت از دو دهه و حتی یک دهه پیش است. امروزه شرکت هایی در این صنعت که سالانه بیش از یک تریلیون دلار درآمدزایی دارند موفق خواهند بود که علاوه بر رقابت با یکدیگر بتوانند همکاری ها و اشتراکاتی را جهت ادامه فعالیت در بازار موبایل و نیز درآمدزایی بیشتر با هم داشته باشند. با توجه به هزینه های اولیه لازم جهت راه اندازی شبکه و یا ارتقاء ساختار شبکه ها به نسل های بالا، امروزه بسیار سخت است که یک اپراتور بخواهد ریسک سرمایه گذاری را بپذیرد، لذا مالکیت شبکه ارتباطات سیار برای یک اپراتور به عنوان یک برگ برنده یا کلان بودن آن اپراتور مطرح نیست، زیرا تغییر و تحول تکنولوژی های موبایل چنان سریع و نیز مقررات دولتی چنان سخت است که اپراتورها مسیر اشتراکی سرمایه گذاری برای راه اندازی، نگهداری و عملیات و گسترش را دنبال می کنند. 
اشتراک شبکه و یا بخشی از شبکه مثلا Radio access network   eNode B، پهنای باند، رومینگ و غیره با توافق و تشکیل یک تیم مدیریتی می تواند در کاستن هزینه های OPEX، جلوگیری از هزینه های زائد و چند باره CAPEX در هنگام گسترش پوشش یا ارتقا به نسل های بعدی، پایین آمدن شارژ و هزینه کاربران و در نهایت افزایش کاربران و بسیار نکات مثبت دیگر و نتایج پیشرفته تر به همراه خواهد داشت. البته کار اشتراکی، کنترل و قدرت تصمیم گیری اپراتور را در چارچوب مقررات محدود می نماید. در مسیر اشتراکی شبکه ها گزینه های تجاری متفاوتی وجود دارد که اپراتورها بر اساس حیطه فعالیت و گستردگی خود می توانند تصمیم گیری نمایند. امروزه در کشور های پیشرفته مدل های اشتراکی بر اساس مدل تجارتی، مدل جغرافیایی،  مدل تکنولوژی و مدل پروسه سازی و راه اندازی بنا شده است.

* به نظر شما اپراتورهای تلفن همراه در ایران از چه ظرفیت هایی برای حضور در بازار جهانی می توانند استفاده کنند و در این راستا چه آموزش های سخت افزاری و نرم افزاری برای آنها مفید فایده است؟

با در نظر گرفتن پیشرفت های سریع در تکنولوژی های موبایل، مصون ماندن از خسارت های تکنولوژی مخرب (Disruptive) و نیز درک صحیح از تاثیر زیاد برخورداری از یک سیستم مخابراتی بر سایر بخش های جامعه می توان به این نتیجه رسید که پیشرفت کشور از لحاظ اقتصادی به نوعی در گرو پیشرفت فناوری اطلاعات و ارتباطات و مهم تر از آن همراه شدن با استانداردهای بین المللی مخابرات می باشد.
ایران در مسیر پیشرفت ارتباطات خصوصا سیستم های موبایل در جایگاه جهانی قابل توجهی با در نظر گرفتن پتانسیل های موجود در کشور قرار ندارد و لازم است که جهت پر کردن این نقصان اقدامات لازم انجام شود. چنانچه ضعف های مدیریتی مخابرات، عدم توجه به رضایت و تجربه کاربران، عدم تعهد و مسئولیت پذیری، عدم وجود استراتژی صحیح برای بهینه سازی و ارائه سرویس های ارزش افزوده و برطرف شدن ترس از رقابت، برطرف شوند می توان تا اندازه ای زمینه را جهت رسیدن به نقطه جهش در مخابرات موبایل فراهم نمود.

* در نهایت پیشنهادهای شما برای گذر از شرایط فعلی و ایجاد شبکه‌ی نسل بالای تلفن همراه در ایران با حداکثر ظرفیت که با حداقل هزینه امکان انتقال به نسل پنجم نیز داشته باشد، چیست؟

نکته بسیار مهم و جالب در مسیر پیاده سازی نسل پنجم موبایل این است که تقریبا از همه جوانب حمایت شود و دولت در طرح و توسعه آن دخیل باشد. دولت ها، اپراتورها،  وندورهای سخت افزار و نرم افزار، دانشگاه ها و انستیتوهای آکادمیک با توجه به تخصیص بودجه و چشم انداز بسیار امیدوار کننده آن  هر کدام به نحوی به دنبال به قول معروف «قسمتی از کیک» هستند و البته این امر یک بازی برد- برد می باشد. 
نسل پنجم موبایل ادامه تکنولوژی های نسل چهارم نخواهد بود. نسل پنجم یعنی سرعت دیتا (صد برابر سرعت کنونی LTE)، اتصال ( نه تنها انسان بلکه اشیا)، ظرفیت بسیار بالا (5000 برابر تا سال 2030)، ادغام بیلیون ها شبکه hot spot مشتمل برWiGig، Femtocell  Picocell، سرویس های متنوع با نیاز های متفاوت و سرعت، تاخیر و .... وجود بیلیون ها حسگر (Sensor) در اتوماسیون و ....
 اگر چه در حال حاضر مسیر و نقشه راه مشخص و معینی به جز مباحث IMT2020 برای ساختار و تکنولوژی های لازم به طور قطع و یقین مطرح نشده است، ولی به لحاظ پیچیدگی و انتظارات پیشرفته نیاز به یک انقلاب در طراحی و پیاده سازی ساختار و دسترسی رادیویی برای این نسل می باشد. آنچه مسلم است باند فرکانس، افزایش راندمان و بهتر عملکرد بهتر شبکه در سرعت و ظرفیت لازم آینده موثر خواهند بود، ولی ضریب تاثیر این دو جوابگوی نیاز 1000 برابری ظرفیت تا سال 2020 را نخواهد داشت. بنابراین با ایده و طرح سلولهای کوچک (Small Cells) به عنوان زیرساخت پیاده سازی این نسل تحقیقات ادامه خواهد داشت. 
درباره گذر شبکه های موجود در ایران به نسل پنجم می توان گفت مشکلات عدیده ای من جمله مقررات حاکم بر اینترنت و اپراتورها، عدم دسترسی به تجهیزات پیشرفته و از همه مهمتر اهمیت ندادن به نظر و خواسته کاربر می باشد. شاید بتوان با سرعت بالای اینترنت و ایجاد شبکه های کوچک  Wifi و Femtocell بسیاری از نیازهای ارتباطی کاربران را برطرف نمود و شاید رفع بعضی از محدودیت های سیاسی، اقتصادی که بر کشور حاکم بوده است، در آینده نزدیک زمینه شکوفایی برای شبکه های ارتباطی را فراهم نماید. تعدیل مقررات دولتی، تسهیل زمینه های رقابت و فراهم نمودن زمینه سرمایه گذاری های خارجی از عوامل مهم پیشرفت در امر ارتباطات فناوری و اطلاعات است.

انتهای پیام