نگاهی اجمالی به فیبر نوری و 5G

5G و فیبر نوری از پیشرفته‌ترین فناوری‌های ارتباطی برای پاسخگویی به نیازهای روزافزون در زمینه انتقال داده و ارتباطات هستند. هر دو فناوری از نظر سرعت، ظرفیت و کارایی در جایگاه بسیار بالایی قرار دارند و نقشی کلیدی در آینده ارتباطات دارند. اما در یک نگاه این دو تکنولوژی را بررسی می‌کنیم، آیا این دو رقیب یکدیگرند یا در کنار هم دستاوردهای ارتباطی جدیدی را برای دنیای مدرن امروزی رقم می‌زنند؟

شبکه 5G چیست؟

شبکه مبتنی بر 5G نسل پنجم شبکه‌های بی‌سیم که سرعت بالاتر، تأخیر کمتر و ظرفیت بیشتری نسبت به نسل‌های قبلی ارائه می‌دهد.
سرعت دانلود تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه را با تأخیر (Latency) حدود ۱ میلی‌ثانیه ارائه و نسبت به نسل‌های قبلی از تعداد بیشتری دستگاه متصل به شبکه پشتیبانی می‌کند. این تکنولوژی بی سیم مناسب دستگاه‌های متحرک (Portable) و همچنین اینترنت اشیاء (IoT) است.

شبکه فیبر نوری چیست؟

فناوری انتقال داده از طریق کابل‌های حاوی رشته‌های شیشه‌ای یا پلاستیکی که اطلاعات را به صورت پالس‌های نوری منتقل می‌کنند.
سرعت انتقال داده تا چندین ترابیت بر ثانیه با تأخیر بسیار کم و تقریباً ناچیز، ارتباطی پایدار و بدون تأثیر از نویزهای الکترومغناطیسی از دستاوردهای این تکنولوژی است که آن را برای پهنای باند بالا و مناسب برای انتقال حجم بالای داده به نظیر کرده است.

آیا تکنولوژی برتری وجود دارد؟

فیبر نوری و 5G در حال حاضر از پیشرفته‌ترین فناوری‌های ارتباطی هستند، اما نمی‌توان یکی را بر دیگری برتر دانست زیرا:

• فیبر نوری در زیرساخت‌های کابلی بی‌رقیب است.
• 5G در ارتباطات بی‌سیم بهترین گزینه است.

فناوری‌های آینده‌نگرانه‌ای مانند 6G  (نسل ششم شبکه بی‌سیم) و Li-Fi  (ارتباط از طریق نور مرئی) ممکن است مکمل یا جایگزین این فناوری‌ها شوند، اما فعلاً در مراحل آزمایشی هستند.

تفاوت‌های فیبر نوری و 5G:

با توجه به تعاریف فوق در دو تکنولوژی، تفاوت‌های این دو را می توان به شرح زیر بیان کرد:

1. سرعت انتقال داده:

• فیبر نوری سرعتی تا چندین ترابیت بر ثانیه در انتقال داده‌ها.
• 5G سرعتی تا چند گیگابیت بر ثانیه در حالت عملیاتی (بی‌سیم).

2. تأخیر (Latency):

• فیبر نوری تأخیر بسیار پایین و ایده‌آل برای انتقال داده‌های حساس (سرورهای ابری، مالی).
• 5G تأخیر کمتر از 1 میلی‌ثانیه در بهترین شرایط، مناسب برای ارتباطات بی‌درنگ (Real-time communications)

3.پوشش و محدوده:

•  فیبر نوری محدود به مناطقی که کابل‌ها نصب شده باشند.
• 5G دسترسی بی‌سیم با پوشش وسیع‌تر، اما وابسته به ایستگاه‌های پایه (5G Base Stations).

4.کاربردها:

• فیبر نوری زیرساخت اینترنت، دیتاسنترها، ارتباطات بین‌المللی.
• 5G اینترنت اشیاء، خودروهای خودران، ارتباطات موبایل.

5.هزینه نصب و راه اندازی:

• فیبر نوری هزینه نصب بالا اما با دوام طولانی‌مدت.
• 5G نیاز به نصب ایستگاه‌های پایه متعدد.

آنچه از تعاریف فوق برمی‌آید اینست که دو تکنولوژی فوق برای تقابل با هم نیامده‌اند! از قضا از این ویژگی‌ها آنطور برمی‌آید که در مواردی می‌توانند مکمل هم باشند و در تلفیق با یکدیگر دستاوردهای بزرگتری را ارائه دهند.

ترکیب 5G و فیبر نوری:

بسیاری از شبکه‌های 5G از فیبر نوری برای اتصال ایستگاه‌های پایه خود استفاده می‌کنند. یکی از چالش‌های اپراتورهای موبایل ایجاد ارتباطات فیبر نوری بین شبکه بک-هال (Backhaul) و آنتن‌ها - فیبر به آنتن (FTTA, Fiber To The Antenna) - است. این موضوع نه تنها نمونه‌ای بارز از همکاری فیبر نوری و 5G/4G است که در درون خود ترکیبی از چالش‌ها، مزایا و دستاوردهای هر دو تکنولوژی را به همراه دارد:

1. ستون فقرات (Backbone): فیبر نوری به عنوان زیرساخت اصلی انتقال داده بین ایستگاه‌های 5G عمل می‌کند.
2. انتقال بی‌سیم به کاربر نهایی:5G  داده‌ها را از ایستگاه‌های متصل به فیبر نوری به دستگاه‌های کاربران ارسال می‌کند.
3.  کاربردهای ترکیبی: 
   o در شهرهای هوشمند، فیبر نوری داده‌های اصلی را انتقال می‌دهد و 5G  ارتباط با دستگاه‌های متحرک (Portable) را ممکن می‌سازد.
   o در صنعت پزشکی، ترکیب این دو برای جراحی از راه دور و انتقال داده‌های حساس استفاده می‌شود.

چالش شبکه‌های 5G:

نسل 5G به تنهایی جایگزینی برای فیبر نوری نیست بلکه با فیبر نوری منجر به دستاوردهای قابل توجهی خواهند شد. شبکه‌های بی‌سیم با سرعت گیگابیتی باید به طیف فرکانس بالا تکیه کنند تا پهنای باند کافی برای ارائه این سرعت‌ها را داشته باشند. اما هرچه سرعت و فرکانس بیشتر باشد، عوامل محیطی بیشتری مانند آب و هوا یا موانع فیزیکی در انتقال اختلال ایجاد می‌کنند. فناوری 5G با سرعت گیگابیتی از فرکانس‌های «موج میلی‌متری» (Millimeter Wave) استفاده می‌کند که نمی‌توانند از موانع یا دیوارها عبور کنند. به عبارتی محیط واقعی آنقدر اصطکاک به انتقال بی‌سیم با سرعت بالا می‌افزاید که هرگونه بحثی مبنی بر اینکه می‌تواند فیبر یا کابل اینترنت سیمی را جایگزین کند - که با تعداد کمی از این موانع ناشی از سیم‌های عایق‌شده مقابله می‌کند - مشکوک است.
بدیهی است که چالش فوق به هیچ وجه مانع از رشد روز افزون 5G و حتی نسل بعد تر آن نخواهد بود و تاکید بر اینست که دستگاه‌های اجرائی و حاکمیتی در حوزه ارتباطات نباید به هیچ وجه نگاه تک بعدی به یک تکنولوژی داشته باشند.

نتیجه:

سال‌ها از عمر تکتولوژی فیبر نوری می‌گذرد و در طی دوران خود با رشد تکنولوژی رکوردهای سرعت و ظرفیت انتقال داده را جابجا کرده است، از سوی دیگر نسل‌های جدید ارتباطات وایرلس نیز با رشد روز افزون مواجه بوده‌اند که در زمان این مقاله 5G تکنولوژی روز و قابل اجرا در دنیاست اما آنچه از مطالب فوق برمی‌آید اینست که 5G به تنهایی روشی جایگزین برای ارتباطات نوین نیست و تنها در ترکیب با مزایای فیبر نوری قابلیت‌های اثربخشی را خواهد داشت.