به گزارش خبرگزاری ایمنا، در دنیای امروز، ارتباطات از راه دور یکی از ارکان اصلی توسعه فناوری‌های نوین و پیشرفت‌های اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی است. این سیستم‌ها شامل مجموعه‌ای از فناوری‌ها و زیرساخت‌ها می‌شوند که امکان انتقال اطلاعات و داده‌ها را از نقطه‌ای به نقطه دیگر، بدون نیاز به اتصال فیزیکی مستقیم، فراهم می‌آورند. تاریخچه ارتباطات از راه دور به اختراع تلگراف در قرن نوزدهم برمی‌گردد و از آن زمان تا امروز، این حوزه تحولات عظیمی را تجربه کرده است. امروزه شبکه‌های تلفن همراه، اینترنت، ماهواره‌ها و فناوری‌های جدید همچون 5G و اینترنت اشیا (IoT) بخش‌های مختلف زندگی بشر را تحت تأثیر قرار داده‌اند.
یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها در حوزه ارتباطات، ظهور شبکه‌های نسل پنجم (5G) است که با سرعت انتقال داده‌های فوق‌العاده بالا، کاهش تأخیر و توانایی اتصال انبوه دستگاه‌ها، تحولی بنیادین در عرصه ارتباطات ایجاد کرده است. این فناوری به ویژه در حوزه‌های مختلفی همچون بهداشت، حمل‌ونقل، کشاورزی و آموزش کاربردهای نوینی یافته است. در کنار این پیشرفت‌ها، ارتباطات ماهواره‌ای نیز به‌طور فزاینده‌ای در حال توسعه است. ماهواره‌ها، با قابلیت پوشش سراسری جغرافیایی، به‌ویژه در مناطق دورافتاده و صعب‌العبور، نقش مهمی در گسترش دسترسی به اینترنت و ارتباطات اضطراری ایفا می‌کنند.
با توجه به گسترش روزافزون نیاز به ارتباطات سریع، امن و پایدار، اهمیت این فناوری‌ها در آینده نه‌تنها در بخش‌های مصرفی، بلکه در صنایع مختلف، بیش از پیش نمایان خواهد شد. این پیشرفت‌ها به‌ویژه با توسعه اینترنت همه‌چیز (IoE) و تعامل بی‌وقفه دستگاه‌ها، در حال تغییر شیوه‌های زندگی و تعاملات اجتماعی بشر هستند.
ایمنا: سیستم‌های ارتباط از راه دور شامل چه فناوری‌هایی می‌شوند؟
محمد علی کاظمی: سیستم‌های ارتباط از راه دور به‌طور کلی به مجموعه‌ای از فناوری‌ها، پروتکل‌ها و زیرساخت‌ها گفته می‌شود که امکان تبادل اطلاعات میان افراد، سازمان‌ها و دستگاه‌ها را بدون نیاز به حضور فیزیکی یا اتصال مستقیم سیمی فراهم می‌کنند. در ساده‌ترین تعریف، هر فناوری که بتواند داده را از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل کند و فاصله جغرافیایی میان این دو نقطه را بی‌اثر سازد، در حیطه ارتباطات از راه دور قرار می‌گیرد. این حوزه از آغاز شکل‌گیری تلگراف در قرن نوزدهم تا توسعه شبکه‌های فیبر نوری، ماهواره‌های مخابراتی و شبکه‌های نسل پنجم تلفن همراه، مسیری طولانی را طی کرده است و اکنون به یکی از ارکان اصلی تمدن دیجیتال تبدیل شده است.
از منظر فنی، این سیستم‌ها شامل فناوری‌های گوناگونی می‌شوند که هر کدام ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. امواج رادیویی یکی از نخستین ابزارهای ارتباط بی‌سیم بودند که ابتدا در ارتباطات نظامی و پخش رسانه‌ای به کار رفتند و بعدها پایه‌گذار تلفن همراه و اینترنت بی‌سیم شدند. در کنار آن، فناوری فیبر نوری که داده را با استفاده از پالس‌های نوری منتقل می‌کند، توانسته است ظرفیت و سرعت انتقال اطلاعات را به شکل چشمگیری افزایش دهد و backbone اینترنت جهانی را تشکیل دهد. ماهواره‌های مخابراتی نیز که در مدارهای مختلف زمین قرار می‌گیرند، امکان برقراری ارتباط در مناطق دورافتاده، دریاها و حتی در حین پرواز هواپیماها را فراهم می‌کنند.
امروزه، کاربرد این فناوری‌ها تنها به تماس تلفنی یا ارسال پیام محدود نمی‌شود، بلکه بسترهای کلان‌تری را شامل می‌گردد. شبکه‌های نسل پنجم (5G) به همراه فناوری‌های مکملی چون اینترنت اشیا (IoT) و ارتباطات کوانتومی، چشم‌انداز تازه‌ای را پیش روی ما گشوده‌اند. 5G نه‌تنها سرعت و ظرفیت را افزایش می‌دهد، بلکه تأخیر ارتباطی را کاهش داده و امکان برقراری ارتباط بلادرنگ میان میلیاردها دستگاه را فراهم می‌سازد. اینترنت اشیا، که متشکل از دستگاه‌های متصل و هوشمند است، عملاً بدون ارتباطات بی‌سیم نمی‌تواند فعالیت کند و نیازمند زیرساخت‌های مطمئن و پایدار است. در سطحی پیشرفته‌تر، ارتباطات کوانتومی با بهره‌گیری از قوانین مکانیک کوانتوم، راه را برای تبادل اطلاعات با امنیتی بی‌سابقه باز می‌کند.
از جنبه کاربردی، این سیستم‌ها در صنایع و بخش‌های گوناگون، نقشی حیاتی ایفا می‌کنند. در حوزه بهداشت و درمان، جراحی‌های از راه دور و مانیتورینگ بیماران مزمن به کمک این فناوری‌ها امکان‌پذیر شده است. در بخش حمل‌ونقل، ارتباطات بلادرنگ میان وسایل نقلیه و زیرساخت‌های شهری، اساس توسعه خودروهای خودران و مدیریت هوشمند ترافیک را تشکیل می‌دهد. در حوزه آموزش، ارتباطات از راه دور امکان برگزاری کلاس‌ها و همایش‌های مجازی در مقیاس جهانی را فراهم کرده است.
در یک جمع‌بندی کلی می‌توان گفت که سیستم‌های ارتباط از راه دور، شبکه‌ای درهم‌تنیده از فناوری‌ها و زیرساخت‌ها هستند که هدف اصلی آن‌ها، حذف محدودیت‌های مکانی و زمانی در انتقال اطلاعات است. این حوزه نه‌تنها ابزار فنی، بلکه پیشران تحولات اجتماعی، اقتصادی و فرهنگی به شمار می‌رود و با پیشرفت‌های مداوم خود، در حال بازتعریف شیوه زندگی بشر است.
ایمنا: شبکه‌های 5G چه تفاوتی با نسل‌های قبلی دارند و چه تأثیری بر ارتباطات از راه دور گذاشته‌اند؟
کاظمی: شبکه‌های نسل پنجم یا همان 5G، نقطه عطفی در تاریخ فناوری ارتباطات بی‌سیم محسوب می‌شوند و می‌توان گفت نسبت به نسل‌های پیشین خود، نه یک بهبود تدریجی بلکه یک جهش فناورانه و زیرساختی به حساب می‌آیند. در حالی که شبکه‌های 2G امکان مکالمه دیجیتال و پیامک را فراهم کردند، 3G دسترسی به اینترنت سیار را ممکن ساخت و 4G تجربه اینترنت پرسرعت و ویدئوهای با کیفیت بالا را به تلفن همراه آورد، 5G پا را فراتر گذاشته و ظرفیت‌های نوینی را عرضه کرده است که مستقیماً بر صنایع، اقتصاد و زندگی روزمره مردم اثر می‌گذارد.
یکی از شاخص‌ترین تفاوت‌های 5G با نسل‌های پیشین، سرعت انتقال داده است. در شرایط ایده‌آل، سرعت 5G می‌تواند تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برسد که معادل صد برابر سریع‌تر از 4G است. این بدان معناست که کاربر می‌تواند یک فیلم سینمایی با کیفیت 4K را تنها در چند ثانیه دانلود کند. این سرعت بالا، نه‌تنها تجربه کاربر را متحول می‌کند، بلکه بستر لازم برای کاربردهایی همچون واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) را نیز فراهم می‌سازد.
ویژگی مهم دیگر، کاهش محسوس تأخیر (Latency) است. در شبکه‌های 4G، تأخیر به‌طورمعمول بین ۳۰ تا ۵۰ میلی‌ثانیه است، اما 5G این عدد را به کمتر از یک میلی‌ثانیه کاهش می‌دهد. این کاهش چشم‌گیر، برای کاربردهایی که نیاز به واکنش آنی دارند حیاتی است، از جمله جراحی از راه دور، کنترل خودروهای خودران، بازی‌های آنلاین رقابتی و هماهنگی ربات‌های صنعتی در کارخانه‌های هوشمند.
از منظر ظرفیت شبکه، 5G توانایی اتصال انبوه دستگاه‌ها را دارد. این ویژگی به‌خصوص برای توسعه اینترنت اشیا (IoT) حیاتی است، چرا که در یک منطقه کوچک می‌توان میلیون‌ها دستگاه را به شبکه متصل کرد بدون آن‌که افت کیفیت یا سرعت رخ دهد. این ظرفیت بالا، زیربنای شهرهای هوشمند، شبکه‌های انرژی هوشمند و سامانه‌های حمل‌ونقل پیشرفته را تشکیل می‌دهد.
تأثیرات 5G بر ارتباطات از راه دور، فراتر از حوزه مصرف‌کنندگان فردی است و به‌طور مستقیم صنایع بزرگ را نیز دگرگون کرده است. در حوزه بهداشت، امکان انتقال تصاویر پزشکی با وضوح بسیار بالا و مشاوره‌های بلادرنگ میان متخصصان نقاط مختلف دنیا فراهم شده است. در صنعت حمل‌ونقل، ارتباط بلادرنگ میان وسایل نقلیه و زیرساخت‌ها، ایمنی و کارایی را افزایش می‌دهد. حتی در کشاورزی، حسگرهای متصل از طریق 5G می‌توانند اطلاعات دقیق و لحظه‌ای را به سامانه‌های تحلیل ارسال کنند تا بهره‌وری مزارع بهینه شود.
البته، پیاده‌سازی 5G نیز چالش‌های خاص خود را دارد. این شبکه نیازمند تراکم بالای ایستگاه‌های پایه (Base Stations) است و برای پوشش کامل باید زیرساخت‌های جدیدی ایجاد شود. همچنین، نگرانی‌هایی درباره مصرف انرژی و مسائل امنیت سایبری در این نسل وجود دارد که نیازمند سیاست‌گذاری دقیق و استانداردهای حفاظتی قوی‌تر است.
در مجموع، 5G نه‌تنها یک فناوری جدید، بلکه بستری برای ظهور نسل تازه‌ای از خدمات و محصولات است که مرز میان دنیای فیزیکی و دیجیتال را هرچه بیشتر محو می‌کند و به تحقق مفاهیمی چون اینترنت همه‌چیز (IoE) و اتوماسیون سراسری کمک شایانی خواهد کرد.
ایمنا: ارتباطات ماهواره‌ای چه نقشی در آینده فناوری‌های مخابراتی خواهند داشت؟
کاظمی: ارتباطات ماهواره‌ای همواره یکی از ارکان اصلی شبکه‌های ارتباطی جهانی بوده است و با ظهور فناوری‌های جدید، نقش آن‌ها نه‌تنها کاهش نیافته بلکه اهمیت‌شان در آینده بیش از پیش آشکار می‌شود. در دنیای امروز که تقاضا برای دسترسی به اینترنت و تبادل داده به‌طور مداوم رو به افزایش است، ماهواره‌ها می‌توانند خلأهایی را پر کنند که حتی پیشرفته‌ترین شبکه‌های زمینی قادر به پوشش آن نیستند.
یکی از مزایای بی‌بدیل ارتباطات ماهواره‌ای، پوشش سراسری جغرافیایی است. برخلاف دکل‌های مخابراتی زمینی که شعاع پوشش محدودی دارند و نصب آن‌ها در مناطق صعب‌العبور پرهزینه یا حتی غیرممکن است، ماهواره‌ها می‌توانند خدمات ارتباطی را به کوهستان‌ها، بیابان‌ها، جنگل‌ها، اقیانوس‌ها و حتی مناطق قطبی ارائه دهند. این ویژگی به‌ویژه برای کشورهایی که پراکندگی جمعیتی بالایی دارند یا بخش‌های وسیعی از خاک آن‌ها فاقد زیرساخت زمینی است، ارزشمند است.
در سال‌های اخیر، پروژه‌های عظیمی همچون استارلینک (شرکت SpaceX) و وان‌وب، با هدف ایجاد منظومه‌های ماهواره‌ای در مدار پایین زمین (LEO)، شکل گرفته‌اند. این منظومه‌ها از هزاران ماهواره کوچک تشکیل می‌شوند که در ارتفاع ۵۰۰ تا ۱۲۰۰ کیلومتری زمین گردش می‌کنند و می‌توانند اینترنت پرسرعت با تأخیر کم را در سراسر جهان ارائه دهند. برخلاف ماهواره‌های سنتی که در مدار زمین‌ثابت (GEO) قرار دارند و به دلیل فاصله زیاد از زمین، تأخیر بالایی داشتند، ماهواره‌های LEO تأخیر را به حدود ۲۰ تا ۴۰ میلی‌ثانیه کاهش می‌دهند که برای بسیاری از کاربردهای روزمره و حتی بازی‌های آنلاین مناسب است.
ارتباطات ماهواره‌ای علاوه بر گسترش دسترسی، در حوزه امنیت و ارتباطات اضطراری نیز نقشی حیاتی دارند. در شرایط بحرانی همچون زلزله، سیل، طوفان یا جنگ که زیرساخت‌های زمینی تخریب یا قطع می‌شوند، ماهواره‌ها می‌توانند بلافاصله ارتباط را برقرار کنند و امکان هماهنگی عملیات امداد و نجات را فراهم آورند. به همین دلیل، بسیاری از سازمان‌های نظامی، امدادی و بشردوستانه به این فناوری به‌عنوان یک ابزار استراتژیک می‌نگرند.
یکی دیگر از حوزه‌های رو به رشد، ارتباطات امن و رمزگذاری‌شده از طریق ماهواره است که برای انتقال داده‌های حساس دولتی یا مالی استفاده می‌شود. با پیشرفت فناوری رمزنگاری، حتی امکان بهره‌گیری از ارتباطات کوانتومی ماهواره‌ای برای امنیت مطلق داده‌ها در دسترس قرار گرفته است؛ نمونه بارز آن پروژه ماهواره کوانتومی "موزی" چین است که موفق به برقراری ارتباط امن میان ایستگاه‌های زمینی در فاصله هزاران کیلومتری شده است.
با این حال، ارتباطات ماهواره‌ای نیز با چالش‌هایی مواجه‌اند، از جمله هزینه‌های بالای پرتاب و نگهداری، مدیریت تداخل فرکانسی، زباله‌های فضایی و مسائل حقوقی مربوط به استفاده از مدارها و فرکانس‌ها. برای غلبه بر این موانع، نیاز به همکاری‌های بین‌المللی و وضع قوانین مشترک احساس می‌شود.
به نظر می‌رسد در آینده نزدیک، همگرایی شبکه‌های زمینی و ماهواره‌ای به‌گونه‌ای خواهد بود که کاربر بدون حتی آگاهی از مسیر داده‌ها، بتواند به‌صورت یکپارچه از خدمات هر دو بهره ببرد. این روند می‌تواند تحولی بنیادین در تجربه کاربری و دسترسی جهانی به اطلاعات ایجاد کند.