شبکه موبایل تا دو سال دیگر قفل می‌شود

مجید جویا: احتمالا یوتیوب اولین چیزی خواهد بود که از دست می‌دهید (البته نه در ایران، چرا که مشکل با پاک کردن صورت مسئله حل شده است). هر روز بر تعداد ویدیوهایی که دانلود آنها ناتمام می‌ماند، افزوده می‌شود. با بی‌صبری تصمیم می‌گیرید تا آخرین پست‌های تویتر را مشاهده کنید، ولی خوب آن هم موقتا از کار افتاده است. ای‌میلتان متوقف شده و حتی ارسال یک پیامک ساده هم کار شاقی است، چرا که کل شبکه تلفن جهانی در حال سقوط است. در ماه‌های پیش رو، داشتن یک تماس طولانی کامل غیرممکن خواهد بود؛ حتی یک پیام صوتی. به سال 2013 خوش آمدید، شما شاهد اولین فروپاشی شبکه موبایل هستید.

به گزارش نیوساینتیست، علی‌رغم این‌که این بدترین سناریوی ممکن است، ولی برخی از موارد آن در آینده نزدیک با احتمال بسیار زیادی رخ خواهد داد. شبکه‌های موبایل هم‌اینک هم نشانه‌های بحران را بروز می‌دهند: تلفن شما درون جمعیت بزرگی مثل استادیوم موقتا از کار می‌افتد و اگر در ابرشهرهایی مانند لندن و نیویورک زندگی می‌کنید، تماس داخل شهری سخت‌تر خواهد شد. همه چیز رو به بدتر شدن می‌روند.

البته منبع این مشکل مشخص است، تلفن‌های هوشمند که با حجم بالای تقاضا برای صفحات اینترنتی، ای‌میل و دانلود فایل‌های ویدیویی با کیفیت اچ‌دی، باری بیش از ظرفیت بر شبکه موبایل وارد می‌کنند. اگر رشد تقاضا برای این دستگاه‌ها به همین ترتیب پیش رود، احتمالا تا سال 2013 شبکه‌های موبایل از کار خواهند افتاد.

به این مسئله به منزله یک معضل ترافیکی نگاه کنید. دولت‌های اروپا و امریکا در حال حاضر پهنای باند 5 مگاهرتزی از طیف الکترومغناطیس را به شبکه هر اپراتور اختصاص داده‌اند. این تکه‌های 5 مگاهرتزی مانند خطوط بزرگراهی هستند که داده‌ها را در هر دو سو منتقل می‌کنند.

مانند هر جاده دیگری، این بزرگراه‌ها هم از عهده حد مشخصی از ترافیک برمی‌آیند. فناوری‌های نسل‌سومی کنونی می‌توانند در هر ثانیه به ازای هر هرتز از طیف در اختیار اپراتور، یک بیت داده را منتقل کنند این بدان معنی است که برج مخابراتی اپراتوری که یک زوج از این بازه‌های 5 مگاهرتزی را در اختیار دارد، در هر ثانیه تنها قادر به ارسال 5 مگابیت اطلاعات است که با ارسال تعداد کمی از ویدیوهای با کیفیت بالا، تمام این بازه پر می‌شود.

یک دهه پیش، هنگامی که شبکه نسل سوم اولین بار مطرح شد، ترافیک موبایل چیزی جز چشم‌انداز بسیار دور نبود و عملا تلفن‌های هوشمند محلی از اعراب نداشتند. ولی با ظهور آی‌فون ناگهان تعداد زیادی از افراد وارد این بزرگراه شدند که هر یک فضای زیادی از جاده را اشغال می‌کردند. برای مثال یک ویدیوی معمولی به اندازه 100 تماس تلفنی پهنای باند را اشغال می‌کند.

در نتیجه، امروزه بزرگراه نسل سوم بیش از اندازه شلوغ شده، مخصوصا در ابرشهرهایی که در آنها تعداد زیادی از مردم از تلفن‌های هوشمند استفاده می‌کنند.

با توجه به رشد تقاضا برای تلفن‌های هوشمند، این ترافیک مشکل همه اپراتورها خواهد بود. تنها در اولین هفته عرضه آی‌فون4، تعداد 1.5 میلیون دستگاه از آن فروخته شد. تازه اینها جدای از تلفن‌های مبتنی بر آندروید گوگل هستند و دیگر سیستم‌های عامل هستند. طبق برآورد سیسکو از این رشد تقاضا، ترافیک موبایل در چهار سال آینده در هر سال 2 برابر خواهد شد. حال در نظر بگیرید که در رخدادی مانند المپیک 2012، چه بر سر شبکه موبایل شهر لندن خواهد آمد.

ارتقا به وایمکس؟!
در گذشته، شبکه‌های موبایل از نوآوری‌های مهندسی برای افزایش ظرفیت استفاده می‌کردند. برای مثال، به گفته سایمون ساندرز از شرکت مشاور انگلیسی ریل‌وایرلس، با جهش از شبکه نسل2 به نسل3، مهندسان توانستند در هر هرتز از طیف، تعداد بیت بر ثانیه را 5 تا ده برابر افزایش دهند.

آیا می‌توان با روش مشابهی مشکل ترافیک بی‌سیم را حل کرد؟ با فناوری‌های فعلی نسل‌سوم پاسخ منفی است. تکمیل فناوری‌های بعدی مانند وایمکس یا LTE سال‌ها به طول انجامیده، ولی آنها هم تنها می‌توانند به اپراتورها کمک کنند که حداکثر 50 درصد بر ظرفیت خود بیافزایند و این یعنی این‌که بروز مشکل تنها برای مدت کوتاهی (حداکثر 2 سال) به تعویق می‌افتد.

افزایش پهنای باند
خیلی از اپراتورها به راهکار دوم امیدوارند:‌ پهن‌تر کردن جاده، یعنی قرار دادن تعداد بیشتری از بازه‌های 5 مگاهرتزی در کنار هم برای پاسخگویی به نیاز روزافزون. قبل از این که این امر اتفاق بیفتد، دولت‌ها باید مجادله سیاسی آشفته‌ای را آغاز کنند تا مالکین فعلی این پهنای باندها را ترغیب کنند که از بازه‌هایی که استفاده‌ چندانی از آنها نمی‌شود، دست بکشند. دلیل این امر این است که بخش وسیعی از طیف رادیویی در محدوده 400 مگاهرتز تا 3 گیگاهرتز که مورد استفاده اپراتورهای بی‌سیم است، در حال حاضر در اختیار نهادهای نظامی، ایستگاه‌های پخش تلویزیونی و مخابرات ماهواره‌ای قرار دارد. ولی اکنون زمان مناسبی برای چانه‌زنی برای پهنای باند است، چرا که تغییر سیستم‌های تلویزیونی آنالوگ به دیجیتال، پهنای باند زیادی را آزاد می‌کند. ارتش‌های امریکا و انگلیس هم که از بخش زیادی از این پهنای باند استفاده می‌کنند، بخش‌هایی را از آن جدا خواهند کرد.

در ایالات متحده، کمیسیون فدرال مخابرات می‌گوید که این فاکتورها، در کنار آزاد شدن دیگر قسمت‌‌های طیف الکترومغناطیس از سوی مالکین فعلی، تا 500 مگاهرتز را برای موبایل آزاد خواهد کرد. رگولاتور مخابرات انگلیس هم در نظر دارد تا 300 مگاهرتز را آزاد کند که می‌توان آن را بین اپراتورها تقسیم کرد. البته اپراتورهای موبایل در انگلیس باید دست‌کم یک سال و در امریکا هم تا 10 سال برای رسیدن به این پهنای باند اضافی صبر کنند.

ولی حتی با افزودن این پهنای باند هم، کاربران موبایل‌های هوشمند به زودی تمام این ظرفیت را پر خواهند کرد. چرا که روند رشد تقاضا برای داده‌ها سر باز ایستادن ندارد.

عوارض بگیرید!
روشن است که این دو مسیر نمی‌توانند مدت طولانی قفل ترافیکی شبکه موبایل را به تعویق بیاندازند. شاید تنها راه ممکن برای کنترل ترافیک، اخد عوارض بزرگراهی از کسانی باشد که همه فضای جاده را اشغال می‌کنند. کاربران آی‌فون به پرداخت مبلغی برای دسترسی نامحدود به اینترنت از طریق شبکه‌های نسل‌سوم عادت دارند، ولی قطعا پرداخت پول به ازای میزان استفاده از اینترنت، از میزان مصرف آنها خواهد کاست. دیوید کلیولی، رئیس شرکت کمبریج‌وایرلس انگلیس می‌گوید: «اقتصاددان‌ها به شما خواند گفت که وقتی چیزی را رایگان می‌کنید، مردم بی‌رویه از آن استفاده می‌کنند. اپراتورها باید غول را به داخل بطری بازگردانند».

ای‌تی‌اند‌تی (آمریکن‌تله‌کام) که دسترسی به اینترنت را برای کاربران آی‌فون در انگلیس فراهم می‌کند، می‌تواند این واقعیت اقتصادی را تایید کند. در ژوئن / خرداد سال جاری، این شرکت قیمت‌های جدیدی را برای آی‌فون اعلام کرد که محدودیت ماهیانه دارد؛ 200 مگابایت و 2 گیگابایت به ترتیب به قیمت 15 و 25 دلار ماهیانه. این اقدام اکثریت کاربران آی‌فون را به مشکل نمی‌اندازد، چرا که آن‌ها می‌توانند اشتراک نامحدود فعلی خود را که 30 دلار در ماه است به یکی از این دو سرویس تبدیل کنند و عموما هم مشکلی با سقف 2 گیگابایتی که معادل دیدن بیش از 100 ویدیوی دو دقیقه‌ای در ماه است، ندارند. به این ترتیب ای‌تی‌اند‌تی غیر مستقیم به مشترکین خود اعلام کرده که دوران اینترنت نامحدود به پایان رسیده است.

بازگشت به اینترنت خانگی
احتمالا راه چهارمی هم وجود دارد که هنوز می‌تواند امید به ادامه اینترنت رایگان نامحدود را زنده نگاه دارد و آن، نصب یک فرستنده موبایل در هر خانه و اداره‌ای است. این فرستنده‌ها که Femtocell نام دارند، شبیه روترهای بی‌سیم هستند و می‌توان آنها را به خطوط اینترنتی پهن‌باند سیمی متصل کرد. هنگامی که کاربران در خانه یا محل کار هستند، از طریق این فرستنده به اینترنت متصل می‌شوند و در خیابان هم می‌توانند از آنتن‌های فعلی موبایل استفاده کنند.

فمتوسل بار زیادی را به اتصال پهن‌باند اینترنت خانگی تحمیل نمی‌کند، چرا که محدودیت‌های آنتن‌های موبایل مهندسین را واداشته تا موبایل‌های هوشمندی بسازند که بسیار کارامدتر از لپتاپ‌ها و کامپیوترهای خانگی از داده‌ها استفاده می‌کنند. ساندرز تخمین می‌زند که این فناوری می‌تواند ظرفیت را ده‌ها یا صدها برابر افزایش دهد.

البته این روش هنوز نقاط ابهامی فراوانی دارد. هنوز شواهدی برای زیان‌بار بودن امواج آنتن‌های موبایل وجود ندارد و این فرستنده‌ها هم بسیار ضعیف‌تر از آنتن‌های موبایل هستند.

مسئله مهم‌تر این است که آیا در مناطق شهری، فمتوسل‌های همسایه با هم تداخل دارند یا خیر. تداخل مشکل همه فرستنده‌هاست و مهندسین به طور دوره‌ای بر انتقال داده‌ها در مناطقی که سیگنال‌ها هم‌پوشانی دارند، نظارت می‌کنند و خروجی آنتن‌ها را با توجه به آن تنظیم می‌کنند. از آنجا که فرستنده‌ها دائما کوچک‌تر می‌شوند و تعداد آنها بیشتر از آنی است که بتوان به طور دستی تنظیمشان کرد، مهندسان فناوری جدیدی را ابداع کرده‌اند که با توجه به سیگنال‌های منابع هم‌جوار، تغییرات مورد نیاز را به‌طور خودکار اعمال می‌کند. ولی فمتوسل‌ها پیچیدگی را از این هم بیشتر کرده‌اند و کسی نمی‌داند که آیا این سیستم‌های خودکار از عهده کار برمی‌آیند یا خیر.

پاسخ این سوال به زودی آشکار خواهد شد، چرا که ودافون اولین فمتوسل‌های تجاری را در سال گذشته به بازار عرضه کرد. ای‌تی‌اند‌تی نیز در سال جاری کار مشابهی را انجام داد. البته فعلا قیمت‌ها بالاست، ولی با افزایش عرضه و تقاضا این مسئله هم حل خواهد شد.

راه پیش‌رو برای اپراتورها سخت است و مشکلات تکنیکی هم وجود خواهند داشت، ولی شکی نیست که این چالش ارزش مبارزه را دارد: اکنون که ما لذت اینترنت نامحدود و حاضر در همه جا را چشیده‌ایم، آیا حاضریم به دوران قبل از آن بازگردیم؟