نام‌گذاری فناوری‌های شبکه، به صورت ترکیبی از حرف “G” و یک عدد انجام شده که در واقع حرف “G” برگرفته از اولین حرف “GENERATION”، به معنی نسل می‌باشد. زمانی که به اینترنت متصل می‌گردید، سرعت اینترنت شما وابسته به قدرت سیگنالی که دارد در قالب یکی از عبارات 2G، 3G، 4G و سایر موارد، نشان داده می‌شود. اگر بخواهیم کمی بیشتر با این فناوری‌ها آشنا شویم، در واقع هر نسل از این شبکه‌ها ارتباطی به عنوان مجموعه‌ای از استانداردهای شبکه تلفن تعریف می‌شود که پیاده‌سازی تکنولوژیکی یک سیستم تلفن همراه خاص را به تفصیل شرح می‌دهد، به عبارت دیگر زمانی که سرعت اینترنت گوشی‌های نسل جدید افزایش می‌یابد لزوما فناوری مورد استفاده برای رسیدن به آن سرعت نیز تغییر کرده است که نسل‌های مختلف فناوری شبکه، نشان دهنده این تغییرات می‌باشند.
هدف از ارتباطات بی‌سیم (wireless) ارائه ارتباطاتی با کیفیت بالا و قابل اعتماد، درست مانند ارتباطات سیمی (فیبر نوری) می‌باشد که در واقع هر یک از این نسل‌های فناوری شبکه، گامی بزرگ برای رسیدن و تحقق این هدف برداشته‌اند؛ این سیر تکاملی از سال 1979 با نسل فناوری شبکه‌ای 1G آغاز شد و تا به امروز با نسل فناوری شبکه‌ای نسل 5G ادامه دارد.
هر یک از نسل‌ها استانداردهای خاصی دارند که برای استفاده رسمی از اصطلاحات G ملزم به رعایت این استاندارها می‌باشند؛ در حقیقت هر نسل در نظر دارد تا نیازمندی‌های خاصی مانند توان عملیاتی، تاخیر و سایر موارد را برطرف کند؛ نیازهای هر نسل در واقع بر اساس تحقیق و توسعه‌ای که بر روی نتایج نسل قبل انجام شده، تعریف می‌گردند. در این مقاله سعی داریم تا با بررسی روند تکامل این فناوری‌های شبکه، اطلاعات مفیدی راجع به این حوزه در اختیار شما قرار دهیم.
1G – نسل اول
این نسل در حقیقت اولین نسل از فناوری گوشی هوشمند بود که در اواخر دهه 70 به بازار معرفی و در دهه 80 به طور رسمی وارد بازاهای جهانی شد. در سال 1987 شرکت بزرگ Telecom (که امروزه به نام Telstra شناخته می‌شود) در استرالیا، اولین شبکه تلفن همراه خود را با استفاده از سیستم آنالوگ 1G وارد بازار کرد. 1G در حقیقت یک فناوری آنالوگ است که غالبا تلفن‌هایی که از این نسل پشتیبانی می‌کردند، عمر باتری و کیفیت صدای خوبی نداشتند؛ همچنین سطح امنیت در این سری از گوشی‌ها بسیار پایین بود و گاهی اوقات تماس‌ها خود به خود قطع می‌شدند. این استانداردهای مخابراتی آنالوگ در دهه 1980 معرفی شدند و تا زمان جایگزینی با استانداردهای مخابرات دیجیتال 2G، با حداکثر سرعت Kbps 2.4 مورد استفاده قرار می‌گرفتند.
2G – نسل دوم
تلفن‌های همراه، اولین ارتقای عمده خود را در زمان انتقال از فناوری 1G به 2G تجربه کردند؛ تفاوت اصلی بین سیستم‌های تلفن همراه 1G و 2G در نوع شبکه‌های سیگنال رادیویی مورد استفاده می‌باشد. در حقیقت سیگنال‌های رادیویی مورد استفاده توسط شبکه 1G از نوع آنالوگ است، در حالی که شبکه‌های 2G دیجیتال می‌باشند. انگیزه اصلی ارائه این نسل از فناوری شبکه به بازار، ارائه یک کانال ارتباطی امن و مطمئن بود تا بتواند کاستی‌های نسل قبل را تا حد ممکن پوشش دهد، این امر منجر به پیدایش و پیاده‌سازی مفاهیمی همچون CDMA و GSM گردید که بر طبق این مفاهیم، خدمات کوچکی مانند قابلیت ارسال پیام کوتاه و سایر موارد مشابه، به تلفن‌هایی که از این نسل پشتیبانی می‌کردند، اضافه شد. نسل دوم شبکه‌های مخابراتی سلولی 2G به صورت تجاری بر اساس استاندارد GSM در فنلاند توسط شرکت بزرگ Radiolinja (در حال حاضر بخشی از شرکت Elisa Oyj می‌باشد) در سال 1991 راه‌اندازی گردید.
فناوری شبکه 2G این قابلیت را دارد تا چندین کاربر به صورت همزمان در یک کانال واحد از طریق مالتی پلکس با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. با انتقال فناوری شبکه از 1G به 2G، بسیاری از خدمات اساسی به گوشی‌های همراه اضافه شد که نقش بسیار زیربنایی برای اغلب برنامه‌هایی که امروزه به کرات از آنها استفاده می‌شود، ایفا می‌کنند؛ خدماتی از قبیل پیام کوتاه، رومینگ داخلی، تماس‌های کنفرانسی، پشت خطی و سایر موارد اساسی مانند محاسبه هزینه برای تماس‌های راه دور و زمان واقعی تماس که همه امروزه نقش‌های اساسی در گوشی‌های هوشمند دارند. حداکثر سرعت 2G با سرویس رادیویی(GPRS)، 50 کیلوبیت در ثانیه یا به طور معادل 1 مگابیت در ثانیه است. لازم به ذکر است که قبل از ایجاد یک جهش بزرگ دیگر، یعنی انتقال فناوری شبکه از 2G به 3G، فناوری‌هایی مانند 2.5G و 2.75G نیز در بازار وجود داشت که در حقیقت شکاف بین این دو نسل را پر می‌کردند.
3G – نسل سوم
در این نسل در واقع بسیاری از استانداردهای فناوری شبکه بی‌سیم معرفی شد، که امروزه در سراسر دنیا از محبوبیت زیادی برخودار است؛ فناوری‌هایی از قبیل مرورگر وب، ایمیل، دانلود ویدیو، اشتراک‌گذاری عکس و سایر فناوری‌های مرتبط با گوشی‌های هوشمند که در حال حاضر استفاده از آنها بسیار مرسوم می‌باشد. فناوری شبکه نسل سوم، در سال 2001 با هدف تسهیل در امر ارتباطات سیار و استفاده هر چه بیشتر از ظرفیت صوتی و داده تلفن‌های همراه و همچنین پشتیبانی از طیف وسیع‌تری از برنامه‌ها و افزایش انتقال داده با هزینه کمتر به بازار عرضه شد.
استاندارد 3G از فناوری جدیدی به نام سیستم جهانی مخابرات سیار (UMTS)، به عنوان هسته اصلی معماری شبکه خود استفاده می‌کند؛ در این نسل در حقیقت، برخی از جنبه‌های شبکه 2G با فناوری‌ها و پروتکل‌های جدید، به منظور بهبود سرعت انتقال داده گوشی‌های هوشمند، ترکیب شده است که این تغییر باعث شده تا فناوری شبکه نسل سوم، سرعت داده بسیار سریع‌تری نسبت به نسل‌های قبل داشته باشد. در این نسل از مجموعه‌ای از استانداردها مبتنی بر مخابرات سیار استفاده گردیده که با مشخصات ارائه شده توسط اتحادیه بین‌المللی مخابرات مانند 2000-IMT مطابقت دارند؛ در 2000-IMT الزامات بسیار مفیدی برای ارتقاء کیفیت ارتباطات در نظر گرفته شده از جمله این الزامات می‌توان به لزوم حداقل سرعت 200 کیلوبیت در ثانیه گوشی هوشمند اشاره کرد.
اگر چه فناوری شبکه 3G، اکثر محبوبیت خود را مدیون پشتیبانی از خدمات چندرسانه‌ای می‌باشد، اما قابلیت‌هایی مانند امکان دسترسی به آن از طریق انواع مختلف دستگاه‌ها (تلفن، PDA و غیره) نیز در این جهت، نقش موثری را ایفا کرده‌اند.
4G – نسل چهارم
شبکه 4G به دلیل پیشرفت‌های بسیار زیاد فناوری‌های مختلف در 10 سال گذشته، یک فناوری بسیار متفاوت در مقایسه با 3G و نسل‌های قبل می‌باشد. هدف از این نسل ارائه سرعت، کیفیت و ظرفیت بالاتر به کاربران، با بهبود امنیت و کاهش هزینه خدمات صوتی، داده، چندرسانه‌ای و اینترنت، از طریق IP است. از جمله قابلیت‌های شبکه نسل چهارم، می‌توان به دسترسی اصلاح‌شده به وب، IP، خدمات بازی، تلویزیون معمولی و سه بعدی، کنفرانس ویدیویی و رایانش ابری اشار کرد.
از جمله قابلیت‌های اصلی این نسل، مشخصاتی مانند MIMO و OFDM، همچنین دو استاندارد مهم وایمکس (اکنون کنار گذاشته شده) و LTE (به طور گسترده گسترش یافته) می‌باشد. حداکثر سرعت شبکه 4G در زمانی که دستگاه در حال حرکت دستگاه است، چیزی در حدود 100 مگابیت در ثانیه یا به طور معادل 1 گیگابیت در ثانیه می‌باشد که در مقایسه با نسل‌های قبل، تغییر قابل توجهی است؛ در واقع این سرعت به فناوری شبکه نسل چهارم کمک کرده تا بتواند بدون استفاده از هیچ‌گونه بافری، دانلود یک بازی جدید یا پخش برخط برنامه‌های تلویزیونی با کیفیت HD را انجام دهد.
5G – نسل پنجم
فناوری شبکه نسل پنجم، در حال حاضر در حال توسعه است و هدف از آن رفع نواقص و ارتقاء مزایای 4G می‌باشد. 5G به طور قابل توجهی نرخ داده سریع‌تر، تراکم اتصال بالاتر و تأخیر بسیار کمتری نسبت به فناوری‌های نسل قبل دارد. از جمله بهبودهایی که در این نسل حاصل خواهد شد، می‌توان به امکان ارتباط بهتر بین دستگاه‌های مختلف، بهره‌برداری بهتر از باتری دستگاه و بهبود پوشش بی‌سیم کلی اشاره نمود. حداکثر سرعت 5G 35.46 گیگابیت در ثانیه است که در حدود 35 برابر سریع‌تر از فناروی شبکه نسل چهارم است.
اگر چه نسل‌های مختلف فناوری شبکه، تا به امروز پیشرفت‌های چشمگیری داشته‌اند، اما هنوز انتظار می‌رود در نسل‌های بعدی، شاهد تغییرات سازنده بسیار زیاد دیگری در این حوزه باشیم.
