تأخیر شبکه‌ 5G؛ چرا کاهش Latency اتصال اینترنت مهم است

هنگامی که در حال کار با شبکه تلفن همراه یا اینترنت خانگی خود هستید، می‌دانید که مهم است سرعت داده‌ها را برای دانلود اپلیکیشن یا بارگذاری ویدئو در شبکه‌های اجتماعی بررسی کنید؛ اما شاید با فاکتور دیگری که بسیار برای بررسی اینترنت مهم است آشنا نباشید؛ این عامل که «تأخیر» نام دارد، معیاری برای اندازه‌گیری سطح پاسخ‌گویی است. بخشی اساسی از امکانات جدید شبکه‌های 5G، تأخیرِ کم است که در مواردی مانند بازی‌ آنلاین بسیار کارآمد تلقی می‌شود. این ویژگی در اینترنت نسل گذشته با مشکلاتی روبه‌رو بوده است.

به گزارش Cnet، در عصر اینترنت همراه نسل پنجم، تأخیر بیشتر از همیشه مورد توجه قرار گرفته است؛ بنابراین اکنون زمان خوبی برای افزایش اطلاعات درباره این موضوع به نظر می‌رسد. در این مقاله به سؤالات متداول درباره این موضوع پاسخ‌های کاملی داده شده است.

تأخیر (Latency) زمان ارسال پیام و دریافت پاسخ توسط تلفن شما را اندازه می‌گیرد. تأخیر کمتر، تعامل سریع را امکان‌پذیر می‌کند؛ به همین دلیل در این بخش بازی مثالی مهم تلقی می‌شود. هیچ کس نمی‌خواهد در بازی فرمان ماشین را بچرخاند یا به حریف خود شلیک کند اما به دلیل تأخیر زیاد اینترنت هیچ اتفاقی رخ ندهد.

پیتر لیندر، رئیس بازاریابی 5G در اریکسون، تغییرات فاکتور تأخیر را به تحول آمازون در دو دهه گذشته تشبیه کرده است. آمازون کار خود را با یک انبار کتاب آغاز کرد؛ اما توانست فروش محصولاتش را بیشتر کند؛ زیرا مراکز اجرایی را به مشتریان نزدیک کرد و سرعت تحویل کالا را افزایش داد. این بدان معنی است که مشتریان می‌توانند برای خرید محصولات بیشتری به این شرکت اعتماد کنند و مطمئن باشند کالای مورد نظر در سریع‌ترین زمان ممکن (همان روز خرید) به دستشان خواهد رسید. این مثال به‌وضوح نشان می‌دهد که چگونه تأخیر کم باعث سازگاری بیشتر شبکه می‌شود.

شبکه‌های 5G با تأخیر کم برای سرویس‌هایی که تقریباً به زمان پاسخ فوری نیاز دارند، امکانات زیادی ارائه می‌دهند. این موارد شامل پزشکی از راه دور، واقعیت افزوده و قابلیت‌هایی  می‌شود که به خودروهای خودران اجازه می‌دهد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

این موارد در بهترین حالت امکاناتی هستند که در آینده به آن‌ها دسترسی خواهیم داشت. باب اودانل، تحلیلگر تحقیقات Technalysis، می‌گوید:

هیچ‌کس قصد انجام جراحی رباتیک ندارد. اتومبیل‌های خودران هرگز توسط 5G کنترل نمی‌شوند.

هزینه جراحی محلی نسبت به تجهیزات رباتیک پیشرفته‌ای که توسط جراحی از راه دور اداره می‌شود، ارزان‌تر است و از آنجا که شبکه‌ها کند هستند، ماشین‌ها باید مستقیماً با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

اما همیشه در دنیای علمی تخیلی به تأخیر کم اینترنت نیاز نداریم، بلکه مواردی هستند که می‌توانند با داشتن چنین فاکتوری امکانات بهتری ارائه کنند. برای مثال، بازی‌های چندنفره‌ای که روی تلفن اجرا می‌شوند، برای پاسخگویی به سایر گیمرها به زمان پاسخ سریع نیاز دارند. بازی‌هایی که از طریق سرویس رایانش ابری مانند Nvidia GeForce Now یا Google Stadia اجرا می‌شوند نیز به اتصال پرسرعت نیاز دارند.  

حتی وب‌گردی می‌تواند از تأخیر کم سود ببرد؛ زیرا بسیاری از وب‌سایت‌ها از منابعی که از ده‌ها سرور متفاوت دریافت می‌شود، ساخته شده‌اند.

به‌صورت خلاصه و کوتاه، باید گفت تأخیر در شبکه‌های تلفن‌ همراه اغلب سریع‌تر از چشم بر هم زدن است.

شبکه‌های تلفن همراه نسل سوم (G3) صد میلی‌ثانیه تأخیر داشتند که عدد قابل توجهی است. شبکه‌های 4G با تأخیرهای حدود ۱۰۰ میلی‌ثانیه شروع به کار کردند و اکنون در محدوده ۳۰ تا ۷۰ میلی‌ثانیه هستند. در اینترنت 4G، تأخیر به عدد نظری ۱۰ میلی‌ثانیه نزدیک شده است.

لیندر درباره این موضوع می‌گوید؛

در 5G، شبکه‌هایی دیده‌ایم که به سمت عددهای تک‌رقمی در حال حرکت هستند. شبکه‌های خوب دارای تأخیری بین ۵ الی ۲۰ میلی‌ثانیه هستند.

اما این ارقام تنها تأخیر موجود در دنیای امروز را نشان می‌دهند. هدف نهایی 5G که توسط گروه صنعتی 3GPP (پروژه مشارکت نسل ۳) تعیین شده، بهبود شبکه‌های 5G تا رسیدن تأخیر آن‌ها به ۱ میلی‌ثانیه است.

پیش‌تر انجام این کار سخت‌تر بود؛ اما اکنون می‌توانید در وب‌سایت‌های تست سرعت اینترنت (مانند Ookla و Fast.com) مقدار تأخیر اتصال خود را پیدا کنید. کافی است در این وب‌سایت‌ها به دنبال گزینه‌ای برای اندازه‌گیری پینگ بگردید.

یکی از بهترین موارد وب‌سایت تست سرعت، Cloudflare است؛ زیرا علاوه بر تأخیر، جیتر را نشان می‌دهد که اساساً تغییر در تأخیر در چندین آزمایش است. جیترِ کمتر، بهتر است؛ زیرا نشان می‌دهد شبکه شما مطمئن‌تر است.

این اقدامات برای فهمیدن مقدار تأخیر اینترنت مفید اما ساده هستند. آن‌ها در واقع فقط درخواست اولیه اتصال به سروری به نام پینگ هستند (این اصطلاح از پونگ‌های سونار شنیده‌شده در زیردریایی‌ها‌ ناشی‌ می‌شود) که برای نشان دادن تأخیر استفاده می‌شوند. ارتباطات در دنیای واقعی پیچیده‌تر از پینگ است و به داده‌ها و پردازش بیشتری برای بازی، چت ویدیویی یا سایر اپلیکیشن‌ها لازم است. همچنین سرور دریافت‌کننده پینگ ممکن است از شبکه‌های واقعی که با تلفن خود به آن دسترسی دارید به شبکه نزدیک‌تر باشد.

زیاد امیدوار نباشید؛ زیرا در آینده نزدیک خبری از آن نخواهد بود. مایک ادی، معاون توسعه شرکت فناوری رادیویی Resonant، می‌گوید:

من می‌گویم اگر خوش‌شانس باشیم برای رسیدن به تأخیر ۱ میلی‌ثانیه‌ای در اینترنت 5G به ۱۰ سال زمان نیاز است. تأخیر یکی از موضوعات دشوار و پیچیده است. مردم فکر می‌کنند راه حل ساده‌ای برای آن وجود دارد؛ اما این‌طور نیست.

اگر شبکه‌ها می‌خواهند با سیستم عصبی انسان همگام شوند، باید به سرعت بیشتری در پاسخگویی برسند. اگر داده‌ها سروقت به هدست‌ واقعیت افزوده منتقل نشوند، مردم سردرد می‌گیرند؛ زیرا آنچه می‌بینند از حرکت سرشان عقب می‌ماند. جین ریگارد، مسئول بخش شبکه‌های بی‌سیم نوکیا، می‌گوید اگر دستگاهی دارای بازخورد لمسی باشد، باید با آنچه در ۷ میلی‌ثانیه می‌بینیم همگام شود.

این پیوند انسان و ماشین می‌تواند برای مهندسی که در حال انجام تعمیرات با هدست واقعیت افزوده‌ای است که اطلاعات مربوط در آن ذخیره‌ شده‌اند یا راننده‌ای که از مسیریابی واقعیت افزوده برای جابه‌جایی وانتی در یک بندر شلوغ استفاده می‌کند، مهم باشد.

در واقع، استفاده‌های صنعتی موارد مهمی هستند؛ زیرا شرکت‌ها از شبکه‌های 5G خصوصی خود برای نظارت بر تجهیزات در بندرها، معادن و فرودگاه‌ها استفاده می‌کنند. شرکت نوکیا در حال حاضر ۲۹۰ مشتری این‌چنینی دارد.

ارتباطات میان‌خودرویی (بخشی از فناوری ارتباطات اتومبیل C-V2X) برای برخی از فناوری‌های رانندگی کاملاً متفاوت، به زمان پاسخگویی سریع نیاز دارد. برای مثال جیم میسنر، مسئول بخش V2X کوالکام، گفته است تأخیر در خودروها باید به ۱٫۵ میلی‌ثانیه برسد تا آن‌ها بتوانند با شرایط هماهنگ شوند.

زیرا علاوه بر ارتباط رادیویی بین تلفن 5G و دکل مخابرات، تجهیزات بسیار بیشتری برای به‌روزرسانی وجود دارد. این موارد شامل ارتقا اتصال برج مخابرات به «شبکه اصلی» و اتصال آن شبکه به اینترنت است.

برج‌های مخابرات امروزی اغلب از فناوری شبکه غیر مستقل (NSA)، ترکیبی از 4G و 5G، استفاده می‌کنند. این فناوری سرعت انتقال سریع داده 5G را از طریق پیوند رادیویی تلفن امکان‌پذیر می‌کند؛ اما برای کنترل عملکرد شبکه، محدودیت 4G دارد. ارتقا به فناوری 5G مستقل (SA)، تجهیزات کندتر 4G را برای اتصالات 5G به حاشیه می‌برد. در ایالات متحده آمریکا، T-Mobile در سال ۲۰۲۰ حرکت به سمت شبکه‌های مستقل را آغاز کرده است و دوست دارد با این روش برتری خود بر AT&T و Verizon را نشان بدهد.

نویل ری، رئیس فناوری T-Mobile، می‌گوید:

ما تنها شرکت ایالات متحده آمریکا هستیم که شبکه SA را راه‌اندازی کرده‌ایم.

شبکه SA برای تأخیر کم و تجاربی که ممکن است در اختیار کاربر بگذارد، مورد نیاز است.

بله، برای رسیدن به چنین هدفی باید مبلغ زیادی هزینه شود. بر اساس اطلاعات GlobalData، حدود ۶۹ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۱ در شبکه‌های اپراتورهای ایالات متحده آمریکا سرمایه‌گذاری شده است. اودانل می‌گوید:

تمام مکان‌هایی که برج مخابرات در آن‌ها به شبکه اصلی متصل می‌شود باید ارتقا یابد. انجام این کار مدت‌زمان زیاد طول می‌کشد.

اما این تغییرات صرفاً برای غول‌های مخابراتی نیستند. شرکت‌های رایانش ابری از جمله خدمات وب آمازون، Microsoft Azure و Google Cloud نیز در حال سرمایه‌گذاری در تجهیزات مرکز داده برای پیوندهای ارتباطی سریع‌تر هستند. به‌طور معمول، این تمرکززدایی در سطح کلان‌شهرهای اصلی، به معنای زمان پاسخ سریع‌تر برای مردم در مناطق شهری است. لیندر می‌گوید:

هر ۱۰۰ مایل فیبر نوری، ۱ میلی‌ثانیه به تأخیر اضافه می‌کند.

استانداردهای جدیدی نیز در راه هستند. فناوری مستقل امروز 5G در سال ۲۰۱۹ با نسخه ۱۵ 3GPP استاندارد شد؛ اما نسخه ۱۶ وارد بازار شده و نسخه ۱۷ برای تکمیل در سال ۲۰۲۲ در دست ساخت است.

استانداردی دیگر نیز با نام Ultra Reliable Low Latency Communicationsا(URLLC)  برای تضمین شبکه‌های فوق‌العاده پاسخگو طراحی شده است که به نفع آن خواهد بود. این استاندارد بیشتر برای عملکردهای تجاری مانند استفاده از تجهیزات کارخانه مفید است. URLLC به telcos اجازه می‌دهد با فناوری «برش شبکه» که منابع خاصی را به URLLC و سایر موارد خاص اختصاص می‌دهد، ارتقا یابد.

جان اسمی، معاون مهندسی کوالکام، می‌گوید:

 دستاوردهای بیشتر باید از طریق استانداردهای 3GPP که اواخر این دهه با نسخه‌های ۱۸، ۱۹ و ۲۰ می‌آیند و به‌طور کلی 5G Advanced نامیده می‌شوند، حاصل شود. تأخیر کمتری که در آن‌ها وجود دارد می‌تواند به خودروها کمک کند تا با تلفن‌های عابران پیاده ارتباط برقرار کنند و به گوشی‌های هوشمند اجازه بدهد از خدمات هوش مصنوعی که روی دستگاه‌های محاسبات ابری قدرتمند فعال هستند، استفاده کنند.

نظر شما همراهان زومیت درباره کاهش تأخیر اینترنت و تأثیر آن در آینده دنیای فناوری چیست؟