ماهي شبكات الجيل الخامس 5G


    بعد أن أصبح للإنترنت وشبكات الاتصالات كل ذلك التأثير الكبير على كافة تفاصيل حياتنا أصبح لا بد لتقنيات الاتصال أن تتطور كي تواكب حاجياتنا المتزايدة، وهذا مكان وكان  بشكل مذهل ومتسارع، ولا نلبث أن نعتاد على تقنية إلا لتأتي الأجيال الأكثر حداثة منها، حيث تم الانتقال من شبكات الجيل الأول 1G إلى شبكات الجيل الخامس 5G مرورًا بالأجيال الثاني والثالث والرابع خلال حوالي 40 عامًا لتتحول عمليات الاتصالات ونقل البيانات من الصعوبة إلى السهولة المفرطة بالنسبة للمستخدمين.

    ماهي شبكات الجيل الخامس 5G

    ما هو الجيل الخامس 5G؟

    شبكات الجيل الخامس 5G هي الجيل الخامس من الشبكات اللاسلكية وأحدث تقنية تكنولوجية خلوية حتى الآن، وهي مبنية على معيار جديد طور من الخلال الاتحاد الدولي للاتصالات ومشروع شراكة الجيل الثالث (ITU & 3GPP) من خلال وضع 15 مواصفة جديدة تحدد كل من أسس هذا الجيل الجديد، طريقة عمله والتقنيات المستخدمة في تشغيله.وبشكل دقيق هي مجموعة القواعد التقنية الحديثة التي تحدد طريقة عمل الشبكة الخلوية، بما في ذلك الترددات المستخدمة وكيفية التعامل مع المكونات المختلفة للشبكة مثل معالجات الحاسب والهوائيات مع الإشارات الراديوية وتبادل البيانات معها. وتم تصميم شبكات الجيل الخامس 5G لزيادة سرعة الشبكات اللاسلكية واستجابتها، حيث يمكن للبيانات المنقولة فيها أن تنتقل بمعدلات تصل إلى 20 جيجا بايت في الثانية، بالإضافة إلى توفير زمن انتقال قدره 1 ميلي ثانية أو أقل للاستخدامات التي تتطلب تغذية راجعة في الزمن الحقيقي، وستتمكن شبكات الجيل الخامس من تحقيق زيادة كبيرة في كمية البيانات المرسلة عبر الأنظمة اللاسلكية بسبب زيادة النطاق الترددي وتقنيات الهوائيات المتقدمة.

    كيف يعمل 5G؟
    قسَّم معيار 5G عمل الجيل الجديد إلى قسمين، القسم الأول يعتمد على التقنيات والترددات المستخدمة في الأجيال السابقة، أما القسم الثاني فهو الاعتماد على موجات جديدة بصورة مستقلة. ولفهم طريقة العمل بصورة أكبر يجب أن نشرح كيفية عمل شبكات الاتصالات بشكل عام.

    الموجات:
    كيف يعمل 5G
    تعتمد الاتصالات اللاسلكية على طيف من الموجات بتردد يبدأ من 300 ميجاهيرتز إلى 100 جيجاهيرتز، وتنقسم تلك الموجات إلى ثلاثة أقسام رئيسية وهم الطيف منخفض التردد، الطيف متوسط التردد والطيف عالي التردد.
    • الطيف منخفض التردد هو الطيف الذي تكون موجاته تحت تردد 800 ميجاهيرتز، ويمتاز هذا الطيف من الموجات بتغطيته الواسعة أكثر من الأقسام الأخرى نتيجة العلاقة العكسية بين تردد الموجة وطولها ما يجعله الأفضل في تغطية مساحات واسعة من خلال عدد قليل من الأجهزة. وفي المقابل، موجات هذا النطاق هي الأقل من حيث قدرتها على نقل البيانات وتوفير سرعات إنترنت عالية حيث يمكنه نقل سرعات إنترنت تصل بأقصى حد إلى 100 ميجابت/ الثانية فقط.

    • الطيف متوسط التردد هو الطيف التي تكون موجاتها بين 800 ميجاهيرتز و 2 جيجاهيرتز وهو الطيف المستخدم في تشغيل الجيل الرابع للاتصالات 4G وتصل سرعات الإنترنت فيه إلى 1 جيجابت/ ثانية مع تميزه أيضا بسرعة استجابة أعلى من الجيل السابق ويعتبر هذا الطيف هو المفضل لدى الشركات المزودة لخدمات الاتصالات حيث يقدم توازن بين سرعة الاتصال ومدى المناطق التي يمكن تغطيتها. والطيف المتوسط (تحت تردد 6 جيجاهيرتز)، هذا الطيف من الأمواج لم يتم استخدامه بعد في شبكات الاتصالات نظرا لقصر طول موجاته وهو ما سيكلف الشركات عدد أكبر من المعدات لتوفير الاتصال به. اقتصر استخدام هذا الطيف على أجهزة WIFI المستخدمة في المتازل،المكاتب والشركات وبعض الأماكن العامة لتشغيل الإنترنت فقط وليس في خدمات الإتصالات بشكل عام.

    • الطيف عالي التردد أو mmWave وهو طيف من الأمواج لم يستخدم بعد في عمليات الاتصال بشكل تجاري أي لم تعتمد عليه أي شركة اتصالات تجارية في توفير خدمتها للمستخدمين. ومما هو واضح من اسم هذا القسم من الطيف الموجات فهو يتميز بترددات عالية تبدأ من 6 جيجاهيرتز وتصل إلى 100 جيجاهيرتز وهو سيكون مستقبل الإتصالات خلال السنوات القادمة نظرا لقدرته على توفير سرعات أعلى من أي طيف آخر. تكمن مشكل أساسية في استخدام هذا اطيف وهي قصر الطول الموجي ما يعنى انخفاض قدرة تلك الموجات فى تغطية مساحات واسعة والذي سيتطلب توفير عدد كبير من الأجهزة لتغطية مستمرة.


    تشغيل 5G:


    تشغيل 5G

    سيتميز الجيل الجديد من الشبكات بدعمه لكل أطياف الموجات، فعلى عكس الجبل الرابع على سبيل المثال الذى يعتمد على الطيف متوسط التردد سيكون بإمكان الجيل الجديد الاعتماد على كل أنواع الأطياف لتتم تلك العملية على مرحلتين، الأولى ستكون بالاعتماد على الترددات الحالية واستخدام ترددات (تحت 6 جيجاهيرتز) من خلال تثبيت عدد كبير من خلايا WIFI في الأماكن العامة والماْهولة سكانيا. أما المرحلة الثانية فستعتمد على الترددات الأعلى وتستهدف أغلب الشركات دعم ترددات تصل ما بين 18 و 24 جيجاهيرتز ولكن تلك العملية لن تكون جاهزة قبل عام 2021 على الأقل نظرا للحاجة لعدد كبير من أجهزة البث بصورة مكثفة لقصر الطول الموجي لتلك الترددات

    مميزات شبكات الجيل الخامس 5G:

    تتمتع شبكات الجيل الخامس 5G بالكثير من الميزات منها:
    • زيادة سرعة نقل البيانات وتقليل الزمن بشكل كبير.
    • ميزات كثيرة لإدارة الشبكة مثل تقسيم الشبكة والذي يسمح لمستخدمي شبكات الهاتف المحمول بإنشاء شبكات افتراضية متعددة ضمن شبكة فيزيائية واحدة.
    • توفر أدوات للإشراف على المشتركين لتسريع العمليات.
    • تقوم الخدمات عالية الجودة لتقنية الجيل الخامس على سياسة تجنب الخطأ.
    • توفر عمليات بث ضخمة للبيانات من رتبة الغيغابايت والذي يدعم ما يقارب 65000 اتصال.
    • تقدم بوابات نقل متناسقة وفائقة.
    • تجعل إحصائيات حركة المرور عبر الشبكات أكثر دقة.
    • تقدم للمستخدمين حلول سريعة أفضل بوساطة تقنيات الإدارة عن بعد.
    • عمليات التشخيص عن بعد بشكل أكثر دقة.

    متى سيتوفر الجيل الخامس للاتصالات؟

    حاليا نحن في المرحلة الأولى، أي أن كل الأجهزة التي ستعمل بدعم الجيل الخامس ستعتمد على نفس الترددات القديمة بالإضافة إلى بعض خلايا بث WIFI التي ستنتشر في المدن الكبيرة حول العالم بحلول العام الجاري والقادم. ومن المتوقع أن يقتصر تواجد 5G في البداية على بعض المدن في الولايات المتحدة الأمريكية، بعض المدن الأوروبية وفي بعض المناطق في الصين، اليابان وكوريا الجنوبية على أن تتوافر السرعات العالية في الأغلب في وسط تلك المدن.
    في عالمنا العربي الأمر ما زال مجهول فلم تُعلن سوي شركة اتصالات الإماراتية عن شراكة لتوفير خدمات الجيل الخامس قريباً فيما لم يظهر أي خبر آخر في باقي الدول العربية.


    ما الفائدة من  الجيل الخامس  ؟

    قد يتسائل البعض عن فائدة 5G فنحن نتمتع حاليا بسرعات عالية في 4G كافية للقيام بكل ما نتمناه بسهولة وسرعة عالية، ولكن في الحقيقة الاعتماد على 5G سيغير العالم بشكل كامل وليس فقط مجال الاتصالات. أولا أنواع الأجهزة التي سيدعهما 5G ستفوق كل الأجيال السابقة فالجيل الخامس من المنتظر أن يكون مدعوم من الهواتف الذكية، أجهزة الحاسب المكتبي والمحمول لتوفير سرعات إنترنت أعلى قد لا نحتاجها حاليا ولكن خلال الفترة المقبلة سيزداد الطلب عليها خاصة مع تحويل العديد من الخدمات كالبث التليفزيوني أو ألعاب الفيديو إلى خدمات عبر الإنترنت. السيارات أيضا ستدعم 5G من أجل توصيلها بالإنترنت، ببعضها البعض وبالوحدات المرورية لتكوين شبكة كاملة تظهر التكدسات المرورية، الأعطال وحتى مكان السيارة في حالة سرقتها. الأجهزة المنزلية ستحظى هي الأخرى بنصيب من هذا التطور فبدلا من اعتمادها على HUB أو Home Assistant متصل بجهاز router ثم الإنترنت ستتصل تلك الأجهزة مباشرة مع شبكات الجيل الخامس.

    ما الفارق في السرعة بين 4G و5G؟

    سرعات الإنترنت في الجيل الجديد سترتفع من 10 إلى 20 ضعف السرعة القصوى للجيل السابق حيث ستصل سرعة 5G إلى 20 جيجابيت/ ثانية، سيمتاز 5G أيضاً بوقت استجابة أسرع يصل إلى 1ms مقارنة بوقت 10ms في الجيل السابق. الجيل الخامس سيدعم أيضاً عدد أكبر من الأجهزة مثلما ذكرنا مسبقاً كما سيدعم كل الترددات المتاحة بداية من طيف الترددات المنخفضة وصولا بموجات mmWave. وبالإضافة كل المميزات السابقة سيكون بقدر 5G توفير خدمات للاتصالات لعدد أكبر من المستخدمين يصل إلى مليون مستخدم في الكيلومتر المربع. النقطة والحيدة التي يتفوق فيها 4G على الجيل الخامس هي احتياجه فقط لأجهزة أقل وقدرته على تغطية مساحات أكبر.

    ما هي الأجهزة المتاحة حالياً والتي تدعم 5G؟

    تعتبر أغلب الأجهزة المتوفر بصورة تجارية  والتي تدعم 5G هي الهواتف الذكية حيث بدأ الأمر منذ قرابة 5 أشهر عندما أعلنت Motorola عن إضافتها لهاتف Moto Z3 الذي يمتاز بدعمه للجيل الخامس، ثم تلها إعلان ZTE عن هاتف يدعم الجيل الجديد ليفيض علينا المؤتمر العالمي للهواتف MWC 2019 بسيل كبير من الهواتف الداعمة مثل Galaxy S10 5G, MI Mix 3 5G, Mate X, LG V50 ThinQ  وكذالك هاتف مخصص من OnePlus وبعض هواتف الشركات الأخرى. وبخلاف الهواتف الذكية تتوافر بعض الأجهزة المنزلية الداعمة للجيل الجديد.
    شارك المقال
    Tech1
    كاتب ومحرر اخبار اعمل في موقع معلومة تك .

    مقالات متعلقة

    إرسال تعليق