تحول شبکه‌های مخابراتی: ادغام شبکه‌های زمینی و ماهواره‌ای در نسل ششم

سیستم‌های ارتباطی زمینی، به‌ویژه با توسعه شبکه‌های نسل پنجم (5G)، توانسته‌اند نرخ داده و ظرفیت بسیار بالایی را با تأخیر کم ارائه دهند. با این حال، همچنان مشکلاتی وجود دارد که با استفاده از شبکه‌های زمینی به‌تنهایی قابل حل نیست. به‌عنوان مثال، در مناطق دورافتاده، پوشش شبکه‌های تلفن همراه ضعیف است. همچنین در انتقال داده در مسیرهای طولانی، تأخیر ایجاد می‌شود که منجر به نارضایتی کاربران می‌گردد. علاوه بر این، سیستم‌های ارتباطی زمینی در برابر بلایای طبیعی آسیب‌پذیر هستند و ممکن است از دسترس خارج شوند.

پیشرفت‌های فناوری هوافضا و نقش ماهواره‌ها

پیشرفت‌های اخیر در فناوری هوافضا، توجه به صنعت ماهواره‌ای را افزایش داده است. در گذشته، اپراتورها خدمات ارتباطی محدودی را از طریق ماهواره‌های زمین‌ثابت به کاربران اختصاصی ارائه می‌دادند. اما پروژه‌های اخیر مانند Starlink، با استفاده از منظومه‌های مدار پایین زمین (LEO) به ارائه اینترنت پهن‌باند جهانی پرداخته‌اند. این منظومه‌ها توانسته‌اند مشکلات شبکه‌های زمینی را تا حد زیادی مرتفع کنند و به‌ویژه در مناطق دورافتاده پوشش بهتری ارائه دهند.

ادغام ماهواره‌ها با شبکه‌های نسل پنجم و ششم

با توجه به نقاط ضعف سیستم‌های ارتباطی زمینی، ادغام ماهواره‌ها با شبکه‌های نسل پنجم (5G) و ششم (6G) به یک راهکار کارآمد تبدیل شده است. اهمیت این ادغام صرفاً در تقویت شبکه‌های زمینی نیست، بلکه هدف اصلی ارائه محتوا است که حدود 90 درصد از کل ترافیک شبکه‌های مخابراتی را تشکیل می‌دهد. ماهواره‌ها می‌توانند ارتباطات همه‌پخشی (Broadcast) و چندپخشی (Multicast) را به‌صرفه‌تر انجام دهند.

نسل ششم مخابرات سیار و نیاز به پوشش همه‌جانبه

شبکه نسل ششم مخابرات سیار (6G) در طیف گسترده‌ای از کاربردها از جمله صنعت، حمل‌ونقل و انرژی نفوذ خواهد کرد. این ارتباطات معمولاً در میان انسان‌ها، ماشین‌ها و دستگاه‌ها در یک منطقه وسیع اتفاق می‌افتد. با توسعه روزافزون اینترنت اشیا (IoT)، تا سال 2030 تعداد دستگاه‌های IoT به بیش از 24 میلیارد خواهد رسید که نیاز به پوشش ارتباطی همه‌جانبه برای پشتیبانی از این دستگاه‌های توزیع‌شده دارد. بنابراین، پوشش همه‌جانبه در نسل ششم مخابرات سیار بسیار مهم است. بسیاری از مناطق جغرافیایی، فضای وسیع هوایی و مناطق دریایی را نمی‌توان تحت پوشش شبکه‌های زمینی قرار داد. شبکه‌های ارتباطی ماهواره‌ای با قابلیت پوشش گسترده، راه‌حلی مستقیم برای این مسئله هستند.

شکل‌گیری شبکه‌های یکپارچه

شبکه‌های یکپارچه شامل شبکه‌های زمینی و ماهواره‌ای برای گسترش پوشش می‌باشند. شبکه‌های زمینی سرویس‌های پهن‌باند را برای مناطق توسعه‌یافته ارائه می‌دهند که در آن ایستگاه‌های پایه زمینی از طریق backhaul به شبکه core متصل می‌شوند. ماهواره‌ها نیز با ارائه پوشش گسترده، امکان اتصال به همه‌کس و همه‌چیز را در مناطق روستایی و دورافتاده فراهم می‌کنند.

این ادغام و تحول در شبکه‌های مخابراتی، نه‌تنها مشکلات پوشش و تأخیر را برطرف می‌کند، بلکه نقش حیاتی در پیشرفت و توسعه فناوری‌های آینده‌نگرانه مانند IoT و ارتباطات هوشمند دارد.

ساختار ادغام شبکه‌های زمینی و ماهواره‌ها

برای دانلود اصل دو مقاله و مطالعه بیشتر به لینک‌های زیر مراجعه فرمایید

From Earth to Space A First Deployment of 5G Core Network on satellite

Integrated Satellite-Terrestrial Networks Toward 6G Architectures, Applications, and Challenges

همچنین برای آشنایی بیشتر با این موضوع می‎‌توانید با کلیک بر روی «معرفی دوره‌ی آموزشی مرتبط» دوره آموزشی “5G and Satellite” را از سامانه مدیریت یادگیری (LMS) مشاهده کنید.