هر کدام از این لغات چه مفهومی دارند؟ ۴G، LTE و WiMax

در دنیای امروز که سرعت حرف اول را می زند مفاهیم ۴G LTE و WiMax به گوش بسیاری از ما آشناست. این اصطلاحات که جایگزین نسل های پیشین مانند ۳G و GSM شده اند نشان دهنده جهشی بزرگ در فناوری ارتباطات بی سیم هستند و هر یک با ویژگی های منحصر به فرد خود تجربه کاربری متفاوتی را ارائه می دهند. درک دقیق این فناوری ها به شما کمک می کند تا انتخاب های بهتری در خرید گوشی هوشمند و بسته های اینترنتی داشته باشید.

با پیشرفت روزافزون تکنولوژی نیاز به دسترسی سریع تر و پایدارتر به اینترنت موبایل بیش از پیش احساس می شود. از زمانی که تلفن های همراه تنها برای مکالمه و ارسال پیام کوتاه استفاده می شدند تا امروز که به ابزاری برای استریم ویدئوهای با کیفیت بالا بازی های آنلاین و ارتباطات گسترده تبدیل شده اند مسیر طولانی طی شده است. نسل های مختلف اینترنت موبایل هر یک با بهبودهایی در سرعت و کارایی پاسخگوی این نیاز فزاینده بوده اند. نسل چهارم یا 4G نقطه عطفی در این مسیر محسوب می شود که با معرفی استانداردهای جدید انقلابی در نحوه مصرف داده ایجاد کرده است.

این مقاله به شما کمک می کند تا با جزئیات بیشتری درباره این اصطلاحات آشنا شوید و تفاوت ها و کاربردهای هر یک را درک کنید. ما به بررسی دقیق فناوری های LTE WiMax و +HSPA می پردازیم که هر کدام به نوعی زیر چتر 4G قرار می گیرند. درک این مفاهیم نه تنها به شما بینش فنی می دهد بلکه در انتخاب بهترین گزینه برای نیازهای روزمره شما در دنیای متصل امروز یاری رسان خواهد بود. از سرعت های نظری تا تجربه واقعی کاربران همه جنبه ها مورد بررسی قرار خواهند گرفت تا تصویری جامع از این فناوری ها ارائه شود.

همه چیز درباره 4G با LTE WiMax و +HSPA آشنا شوید

فناوری 4G که به معنای «نسل چهارم» شبکه های ارتباطی بی سیم است انقلابی در سرعت و کیفیت دسترسی به اینترنت موبایل ایجاد کرد. این نسل ادامه و تکامل 3G (نسل سوم) محسوب می شود که پیش از آن بستری برای اینترنت گوشی های هوشمند فراهم کرده بود. در حالی که 3G سرعت دانلودی در حدود 2 مگابیت بر ثانیه ارائه می داد 4G پتانسیل رسیدن به سرعت های بسیار بالاتر حتی تا 100 مگابیت بر ثانیه را دارد که سرعتی قابل مقایسه با اینترنت کابلی خانگی است.

با این حال در زمان عرضه اولیه سرعت واقعی 4G معمولاً در حدود 12 مگابیت بر ثانیه بود که با استاندارد Wi-Fi 801.11b برابری می کرد. این سرعت جهش قابل توجهی نسبت به نسل های قبلی بود و امکاناتی نظیر تماشای ویدئوهای آنلاین با کیفیت بالاتر بازی های ابری و ارتباطات تصویری روان تر را فراهم آورد. هدف اصلی 4G فراهم آوردن یک تجربه کاربری بی نظیر برای حجم بالای داده های چندرسانه ای و افزایش ظرفیت شبکه برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون کاربران بود.

یکی از ارکان اصلی در تعریف و استانداردسازی فناوری های ارتباطی ITU یا اتحادیه بین المللی ارتباطات از راه دور است. این آژانس وابسته به سازمان ملل متحد مسئول تعریف استانداردهای جهانی برای فناوری های مخابراتی از جمله 3G و 4G است. ITU با بررسی دقیق هر فناوری میزان انطباق آن را با تعاریف موجود می سنجد و جایگاه آن را در دسته بندی نسل های ارتباطی مشخص می کند. این نقش محوری ITU تضمین می کند که فناوری ها در سراسر جهان از یکپارچگی و سازگاری لازم برخوردار باشند.

در ابتدا ITU در مورد پذیرش +HSPA به عنوان یک فناوری 4G تردید داشت اما در دسامبر 2010 با بازنگری در تعاریف خود این فناوری را نیز تحت پوشش 4G قرار داد. این تصمیم نشان دهنده انعطاف پذیری ITU در برابر پیشرفت های سریع تکنولوژی و نیاز به به روزرسانی استانداردها بود. تعریف 4G فراتر از صرفاً سرعت بالا رفت و شامل جنبه هایی مانند کارایی طیف قابلیت های شبکه و تجربه کاربری نیز شد. این رویکرد جامع زمینه ساز ظهور و گسترش فناوری های متنوعی شد که امروزه تحت عنوان 4G شناخته می شوند.

برای کاربران سوالات متداولی در مورد سازگاری دستگاه ها و پوشش شبکه پیش می آید. اگر گوشی هوشمند شما در یکی دو سال اخیر خریداری شده باشد احتمالاً از 4G پشتیبانی می کند اما برای اطمینان بیشتر همیشه می توانید مدل دقیق گوشی خود را در اینترنت جستجو کنید. در ایران هر سه اپراتور اصلی (ایرانسل همراه اول و رایتل) خدمات نسل چهارم اینترنت موبایل را ارائه می دهند. برای اطلاع از مناطق تحت پوشش می توانید به وب سایت اپراتور خود مراجعه کنید. قابلیت ترابرد شماره نیز به شما این امکان را می دهد که با حفظ شماره خود به اپراتوری که پوشش 4G بهتری در منطقه شما دارد منتقل شوید.

فناوری 4G با ارائه پهنای باند گسترده تر و تأخیر کمتر (Latency) تجربه کاربری را به طور چشمگیری بهبود بخشید. این پیشرفت ها به کاربران امکان می دهند تا فعالیت هایی مانند تماس های تصویری با کیفیت بالا دانلود سریع فایل ها استفاده روان از اپلیکیشن های ابری و حتی کار از راه دور را بدون وقفه و با کیفیتی بی سابقه انجام دهند. این نسل از شبکه زیرساخت لازم برای بسیاری از نوآوری های دیجیتال را فراهم کرد و مسیر را برای نسل های بعدی ارتباطات بی سیم هموار ساخت.

4G فقط یک ارتقاء سرعت نیست بلکه یک تغییر پارادایم در نحوه اتصال و تعامل ما با دنیای دیجیتال است که با فراهم آوردن پهنای باند وسیع و تأخیر کم امکانات جدیدی را برای کاربران گشود.

در نهایت ظهور 4G نه تنها به معنای سرعت بیشتر برای کاربران بود بلکه برای اپراتورها نیز چالش ها و فرصت های جدیدی را به ارمغان آورد. سرمایه گذاری در زیرساخت های جدید ارتقاء دکل ها و تجهیزات و بهینه سازی شبکه ها برای پشتیبانی از حجم بالای داده از جمله اقداماتی بود که اپراتورها برای ارائه خدمات 4G انجام دادند. این رقابت در ارائه خدمات بهتر منجر به بهبود مستمر کیفیت اینترنت موبایل و افزایش رضایت کاربران شد.

سه چاشنی مختلف از 4G

در زیر چتر گسترده 4G چندین فناوری مختلف وجود دارند که هر یک با رویکردی متفاوت به دنبال ارائه سرعت و کارایی بالا در شبکه های بی سیم هستند. سه فناوری اصلی که به عنوان چاشنی های 4G شناخته می شوند WiMax LTE و +HSPA هستند که هر کدام ویژگی ها و مسیر توسعه خاص خود را دارند.

وایمکس چیست؟

وایمکس (WiMax) که مخفف هم کُنش پذیری جهانی برای دسترسی ریزموج (Worldwide Interoperability for Microwave Access) است یکی از فناوری هایی بود که توسط ITU به عنوان نسل چهارم تأیید شد. این فناوری در واقع نوعی اینترنت بی سیم مشابه وای فای است با این تفاوت که از شبکه های موبایل برای انتقال داده استفاده می کند و بر اساس پروتکل 802.16m عمل می کند. وایمکس را می توان به عنوان یک هات اسپات بزرگ تر از اینترنت موبایل تصور کرد که پوشش بسیار گسترده تری را فراهم می آورد.

مزیت اصلی وایمکس در این بود که می توانست اینترنت ثابت و حتی موبایل را بدون نیاز به زیرساخت های کابلی پیچیده خانگی در اختیار کاربران قرار دهد. از لحاظ تئوری یک برج وایمکس قادر بود تا شعاع حدود 48 کیلومتری خود را پوشش دهد اگرچه در عمل بسیاری از دکل ها شعاع پوششی کمتری داشتند. کاربران وایمکس در آن زمان می توانستند انتظار سرعت هایی در حدود 3 تا 6 مگابیت بر ثانیه را داشته باشند که برای بسیاری از کاربردهای روزمره کافی بود.

با وجود پتانسیل های اولیه فناوری وایمکس در سال های اخیر رو به افول گذاشته است. دلیل اصلی این افول ظهور و گسترش سریع LTE بود که به دلیل مزایای فنی و اقتصادی بیشتر به سرعت جایگاه خود را در بازار تثبیت کرد. بسیاری از اپراتورهایی که در ابتدا روی وایمکس سرمایه گذاری کرده بودند به تدریج به سمت LTE مهاجرت کردند و فناوری هایی مانند TD-LTE (Time-Division Long-Term Evolution) که یک نسخه از LTE است جایگزین آن شدند. با این حال وایمکس نقش مهمی در هموار کردن مسیر برای اینترنت بی سیم پرسرعت و آشنایی کاربران با مزایای آن ایفا کرد.

وایمکس برای مناطقی که امکان کابل کشی وجود نداشت یا پرهزینه بود راه حل بسیار مناسبی به شمار می رفت. این فناوری به خصوص در مناطق روستایی یا شهرهای در حال توسعه امکان دسترسی به اینترنت پرسرعت را فراهم می آورد. با این حال محدودیت هایی در مقیاس پذیری و هزینه پیاده سازی زیرساخت های گسترده در نهایت به نفع LTE تمام شد. WiMax از ابتدا با هدف ارائه یک جایگزین بی سیم برای DSL و اینترنت کابلی توسعه یافته بود و در این زمینه تا حدودی موفق عمل کرد اما در رقابت با LTE که بیشتر بر پایه تکامل شبکه های موبایل موجود بود نتوانست دوام بیاورد.

LTE چیست؟

LTE یا فناوری تکامل بلندمدت (Long-Term Evolution) به عنوان یکی از فناوری های اصلی و مورد تأیید ITU در بخش 4G به رقیب اصلی وایمکس تبدیل شد و امروزه گسترده ترین فناوری 4G در جهان محسوب می شود. LTE در واقع تکامل یافته و نسل جدیدتر 3G است که با هدف بهبود چشمگیر سرعت و کارایی شبکه های موبایل طراحی شده است. برخلاف وایمکس که از امواج مایکروویو استفاده می کرد LTE برای انتقال داده از امواج رادیویی بهره می برد که در بسیاری از موارد کارایی و پوشش بهتری را ارائه می دهد.

از لحاظ تئوری LTE پتانسیل رسیدن به سرعت های دانلود تا 100 مگابیت بر ثانیه را دارد هرچند که دستیابی به این سرعت در شرایط واقعی شبکه به عوامل متعددی بستگی دارد. LTE نه تنها برای اینترنت موبایل بلکه به عنوان جایگزینی نهایی برای DSL اینترنت کابلی و سایر راهکارهای باسیم نیز در نظر گرفته می شود چرا که می تواند تجربه اینترنتی با سرعت بالا و تأخیر کم را به صورت بی سیم فراهم کند. این فناوری با قابلیت پشتیبانی از حجم بالای داده و بهینه سازی برای ترافیک IP محور پاسخگوی نیازهای رو به رشد کاربران در دنیای دیجیتال است.

یکی از نقاط قوت LTE توانایی آن در استفاده بهینه از طیف فرکانسی و پشتیبانی از فناوری های پیشرفته مانند OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) و MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) است. OFDM امکان انتقال داده ها را به صورت موازی در چندین فرکانس فرعی فراهم می کند که به افزایش کارایی طیف و مقاومت در برابر تداخل کمک می کند. MIMO نیز با استفاده از چندین آنتن در فرستنده و گیرنده ظرفیت و سرعت انتقال داده را به طور چشمگیری افزایش می دهد. این ویژگی های فنی LTE را به یک پلتفرم قدرتمند و مقیاس پذیر تبدیل کرده است.

تکامل LTE به LTE-Advanced (که گاهی 4.5G نیز نامیده می شود) و سپس به سمت 5G نشان دهنده قابلیت انعطاف پذیری و پتانسیل بالای این فناوری برای پاسخگویی به نیازهای آینده است. LTE-Advanced با معرفی قابلیت هایی مانند تجمیع حامل (Carrier Aggregation) امکان دستیابی به سرعت های بالاتر و پهنای باند بیشتر را فراهم می کند. این پیشرفت ها LTE را به ستون فقرات اصلی شبکه های موبایل مدرن در سراسر جهان تبدیل کرده و نقش حیاتی در اتصال میلیاردها دستگاه به اینترنت ایفا می کند.

+HSPA چیست؟

+HSPA (HSPA Evolution یا HSPA+) که مخفف دسترسی پرسرعت بسته تکامل یافته (Evolved High-Speed Packet Access) است توسط برخی اپراتورها به عنوان بخشی از فناوری 4G معرفی شد. این فناوری در سال 2010 با تغییر تعریف ITU از 4G تحت پوشش این تعریف قرار گرفت. با این حال +HSPA در مقایسه با 3G بهبود نسبتاً کمی داشت و بیشتر به عنوان یک پل ارتباطی بین 3G و 4G واقعی عمل می کرد تا یک نسل کاملاً جدید.

+HSPA می تواند در تئوری سرعتی معادل 84 مگابیت بر ثانیه را ارائه دهد اما در واقعیت این سرعت به ندرت در دسترس کاربران قرار می گرفت و این فناوری به معنای واقعی کلمه نسل بعدی محسوب نمی شد. +HSPA از زیرساخت های فراهم شده توسط 3G استفاده می کند و در مقایسه با LTE و WiMax زمان پاسخ دهی (Latency) بیشتری دارد. این به این معنی است که تأخیر در انتقال داده ها در +HSPA بیشتر از دو فناوری دیگر است که می تواند بر تجربه کاربری در برنامه های حساس به تأخیر مانند بازی های آنلاین یا تماس های تصویری تأثیر بگذارد.

علیرغم اینکه +HSPA یک جهش بزرگ به سمت 4G واقعی نبود اما نقش مهمی در انتقال تدریجی کاربران از شبکه های 3G به شبکه های پرسرعت تر ایفا کرد. اپراتورها با ارتقاء آسان تر و کم هزینه تر زیرساخت های 3G خود به +HSPA توانستند سرعت های نسبتاً بالاتری را به کاربران ارائه دهند و آن ها را برای تجربه 4G واقعی آماده کنند. این فناوری به عنوان یک راه حل موقت و مقرون به صرفه برای افزایش ظرفیت و سرعت شبکه در مناطقی که هنوز زیرساخت کامل LTE فراهم نشده بود عمل کرد.

بنابراین اگرچه +HSPA در نهایت جای خود را به LTE داد اما در دوره گذار به کاربران امکان دسترسی به اینترنت موبایل سریع تر را داد و به عنوان یک گام ضروری در تکامل شبکه های بی سیم عمل کرد. این فناوری نشان داد که چگونه می توان با بهینه سازی و بهبودهای نرم افزاری و سخت افزاری در نسل های موجود عملکرد شبکه را ارتقاء داد تا زمانی که فناوری های کاملاً جدید و پیشرفته تر آماده استقرار گسترده شوند.

فرق بین LTE و WiMax چیست؟

اگرچه هر دو فناوری LTE و WiMax به عنوان بخشی از 4G شناخته می شوند و هدف مشترک ارائه اینترنت بی سیم پرسرعت را دنبال می کنند اما تفاوت های اساسی در رویکرد استانداردسازی و پایه فنی آن ها وجود دارد. این تفاوت ها در نهایت منجر به تسلط LTE بر بازار جهانی شد.

یکی از مهمترین تفاوت ها در نهادهای استانداردگذار آنهاست:

• WiMax: بر اساس استانداردهای IEEE (موسسه مهندسان برق و الکترونیک) عمل می کند. این بدان معناست که از پروتکل هایی استفاده می کند که توسط متخصصان این موسسه مورد سنجش و تأیید قرار گرفته اند. IEEE بیشتر بر روی استانداردهای شبکه های بی سیم محلی و شهری تمرکز دارد.

• LTE: استانداردی است که بر اساس 3GPP (پروژه مشارکت نسل سوم) عمل می کند. 3GPP سازمانی متشکل از آژانس های فناوری بی سیم و شرکت های ارتباطات راه دور است که استاندارد 3G را بر پایه GSM معرفی کرد و توسط بسیاری از اپراتورها نیز مورد استفاده قرار گرفت. این سازمان بیشتر بر روی تکامل شبکه های موبایل و سلولی تمرکز دارد.

با وجود این تفاوت ها LTE و WiMax برخلاف رقابت شدید بین CDMA و GSM در نسل 3G رقابت مستقیمی با یکدیگر نداشتند. هر دو فناوری از تکنیک های پیشرفته ای مانند OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) و MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) بهره می برند. OFDM به تقسیم سیگنال به چندین زیرحامل برای انتقال موازی کمک می کند و MIMO با استفاده از چندین آنتن ظرفیت و کارایی را افزایش می دهد. این تشابه در فناوری های پایه نشان می دهد که این دو بیشتر شبیه به برادر یکدیگر هستند تا رقیب چرا که هر دو به دنبال راهکارهای مشابه برای افزایش سرعت و کارایی بودند.

در واقع این دو فناوری منافاتی با یکدیگر ندارند و حتی در آینده ممکن بود دستگاه هایی با قابلیت استفاده هم زمان از هر دو فناوری روانه بازار شوند اگرچه با گسترش LTE این اتفاق کمتر رخ داد. تشابهات کلیدی بین LTE و WiMax عبارتند از:

ویژگی	LTE	WiMax
پایه استاندارد	3GPP	IEEE 802.16
استفاده از سیم کارت	بله	بله (در برخی پیاده سازی ها)
فناوری های کلیدی	OFDM, MIMO	OFDM, MIMO
سرعت نظری	تا 100 Mbps (در نسل اولیه)	تا 70 Mbps (در نسل اولیه)
معماری شبکه	IP محور	IP محور
هدف اصلی	تکامل شبکه های موبایل	جایگزین بی سیم برای اینترنت ثابت

LTE به دلیل ریشه خود در GSM (که پایه بسیاری از شبکه های موبایل جهانی بود) و حمایت گسترده تر اپراتورهای بزرگ مسیر رشد سریع تری را طی کرد. این فناوری توانست به سرعت به عنوان استاندارد جهانی 4G پذیرفته شود و به دلیل قابلیت مقیاس پذیری و سازگاری با زیرساخت های موجود بر WiMax پیشی گرفت. LTE همچنین توانایی ارائه خدمات صوتی (VoLTE) را به صورت IP محور داشت که یک مزیت رقابتی مهم محسوب می شد. در نهایت LTE با تغییرات جزئی و بهینه سازی های مداوم خود را به عنوان فناوری پیشرو برای آینده ارتباطات بی سیم تثبیت کرد.

با این حال هر دو فناوری نقش خود را در تاریخ تکامل اینترنت بی سیم ایفا کردند. وایمکس به عنوان یک پیشگام در ارائه اینترنت پرسرعت بی سیم ثابت و موبایل راه را برای پذیرش گسترده تر فناوری های پیشرفته تر هموار کرد. LTE نیز با بهره گیری از درس های گذشته و تمرکز بر تکامل شبکه های موبایل به استاندارد اصلی تبدیل شد که امروزه میلیاردها کاربر در سراسر جهان از آن بهره مند هستند.

LTE و WiMax هر دو به دنبال ارائه اینترنت پرسرعت بی سیم بودند اما تفاوت در رویکرد استانداردسازی و اکوسیستم حمایتی مسیر متفاوتی را برای هر یک رقم زد.

در مجموع در حالی که WiMax بیشتر بر روی ارائه دسترسی به اینترنت ثابت بی سیم تمرکز داشت LTE با هدف تکامل شبکه های موبایل موجود و ارائه یک تجربه یکپارچه و پرسرعت برای کاربران موبایل طراحی شد. این تفاوت در تمرکز و همچنین حمایت گسترده تر صنعت مخابرات از LTE باعث شد که این فناوری به استاندارد غالب در زمینه 4G تبدیل شود و مسیر را برای نوآوری های بیشتر در آینده ارتباطات بی سیم هموار کند.

سوالات متداول

4G چیست؟

4G به معنای نسل چهارم شبکه های ارتباطی بی سیم است که سرعت و پهنای باند بسیار بالاتری نسبت به 3G ارائه می دهد. این فناوری امکان دانلود سریع تر استریم ویدئو با کیفیت بالا و تجربه کاربری روان تر را برای اینترنت موبایل فراهم می کند و سرعتی قابل مقایسه با اینترنت کابلی دارد.

LTE چیست؟

LTE یا فناوری تکامل بلندمدت استاندارد غالب و گسترده ترین فناوری در نسل 4G است. این فناوری که تکامل یافته 3G است از امواج رادیویی برای انتقال داده استفاده می کند و با قابلیت های پیشرفته خود سرعت و کارایی بالایی را برای اینترنت موبایل و جایگزینی راهکارهای باسیم ارائه می دهد.

وایمکس چیست؟

وایمکس یا هم کُنش پذیری جهانی برای دسترسی ریزموج یکی دیگر از فناوری های تأیید شده 4G است. این فناوری نوعی اینترنت بی سیم است که از شبکه های موبایل برای انتقال داده استفاده می کند و می تواند پوشش گسترده ای را برای اینترنت ثابت و موبایل فراهم آورد. وایمکس به مرور جای خود را به LTE داد.

ITU چیست؟

ITU یا اتحادیه بین المللی ارتباطات از راه دور آژانسی زیر نظر سازمان ملل متحد است که مسئول تعریف و استانداردسازی فناوری های ارتباطات از راه دور در سطح جهانی است. این نهاد استانداردهای نسل های مختلف شبکه مانند 3G و 4G را تعیین می کند و نقش حیاتی در سازگاری و یکپارچگی فناوری های مخابراتی دارد.

فرق بین LTE و WiMax چیست؟

تفاوت اصلی LTE و WiMax در نهادهای استانداردگذار آن هاست؛ LTE بر اساس 3GPP (متمرکز بر شبکه های موبایل) و WiMax بر اساس IEEE (متمرکز بر شبکه های بی سیم محلی) عمل می کند. هرچند هر دو از فناوری های مشابهی مانند OFDM و MIMO بهره می برند و IP محور هستند اما LTE به دلیل ریشه در GSM و حمایت گسترده تر اپراتورها به استاندارد غالب جهانی 4G تبدیل شد.