أحدثت شبكات الجيل الثالث (3G) ثورة في طريقة تواصلنا عبر الأجهزة المحمولة. أما شبكات الجيل الرابع (4G) فقد عززت سرعات نقل البيانات وتجربة المستخدم بشكل ملحوظ. بينما ستوفر شبكات الجيل الخامس (5G) نطاقًا تردديًا يصل إلى 10 جيجابت في الثانية مع زمن استجابة منخفض للغاية لا يتجاوز بضعة أجزاء من الثانية.
ما هي الفروق الرئيسية بين 4G و 5G؟
سرعة
عند الحديث عن تقنية الجيل الخامس، تُعدّ السرعة أول ما يُثير حماس الجميع. فتقنية LTE المتقدمة قادرة على نقل البيانات بسرعة تصل إلى 1 جيجابت في الثانية على شبكات الجيل الرابع. أما تقنية الجيل الخامس، فستدعم سرعات نقل بيانات تتراوح بين 5 و10 جيجابت في الثانية على الأجهزة المحمولة، وتتجاوز 20 جيجابت في الثانية خلال الاختبارات.
تدعم تقنية الجيل الخامس تطبيقات كثيفة البيانات مثل بث الوسائط المتعددة بدقة 4K عالية الوضوح، وتطبيقات الواقع المعزز والواقع الافتراضي. علاوة على ذلك، وباستخدام الموجات المليمترية، يمكن زيادة معدل نقل البيانات إلى أكثر من 40 جيجابت في الثانية، بل وحتى إلى 100 جيجابت في الثانية في شبكات الجيل الخامس المستقبلية.
تتمتع الموجات المليمترية بنطاق ترددي أوسع بكثير مقارنةً بنطاقات التردد ذات النطاق الترددي الأضيق المستخدمة في تقنيات الجيل الرابع. ومع زيادة النطاق الترددي، يمكن تحقيق معدل نقل بيانات أعلى.
كمون
يُستخدم مصطلح زمن الاستجابة في تقنية الشبكات لقياس تأخير وصول حزم الإشارة من عقدة إلى أخرى. في الشبكات المتنقلة، يُمكن وصفه بأنه الوقت الذي تستغرقه الإشارات اللاسلكية للانتقال من المحطة الأساسية إلى الأجهزة المتنقلة (UE) والعكس.
يتراوح زمن استجابة شبكة الجيل الرابع بين 100 و200 مللي ثانية. وخلال اختبارات الجيل الخامس، تمكن المهندسون من تحقيق زمن استجابة أقل بكثير، يتراوح بين 1 و3 مللي ثانية، وإثبات ذلك عمليًا. يُعدّ انخفاض زمن الاستجابة أمرًا بالغ الأهمية في العديد من التطبيقات الحيوية، ولذلك تُعتبر تقنية الجيل الخامس مناسبة تمامًا لهذه التطبيقات.
مثال: السيارات ذاتية القيادة، والجراحة عن بعد، وتشغيل الطائرات بدون طيار، إلخ...
التكنولوجيا المتقدمة
لتحقيق خدمات فائقة السرعة ومنخفضة زمن الوصول، يجب أن تستخدم تقنية الجيل الخامس مصطلحات شبكية متقدمة مثل الموجات المليمترية، وتقنية MIMO، وتشكيل الحزمة، والاتصال من جهاز إلى جهاز، ووضع الازدواج الكامل.
يُعدّ تفريغ بيانات شبكة Wi-Fi طريقة أخرى مُقترحة في شبكات الجيل الخامس لزيادة كفاءة نقل البيانات وتقليل الضغط على محطات البث. إذ يُمكن للأجهزة المحمولة الاتصال بشبكة محلية لاسلكية متاحة وإجراء جميع العمليات (الصوت والبيانات) بدلاً من الاتصال بمحطات البث.
تستخدم تقنيات الجيل الرابع (4G) وتقنية LTE المتقدمة تقنيات تعديل مثل تعديل السعة التربيعية (QAM) وتعديل إزاحة الطور التربيعية (QPSK). وللتغلب على بعض القيود في أنظمة تعديل الجيل الرابع، تُعد تقنية تعديل إزاحة الطور ذات الحالة الأعلى (QPSK) أحد الاعتبارات المهمة لتقنية الجيل الخامس (5G).
بنية الشبكة
في الأجيال السابقة من شبكات الهاتف المحمول، كانت شبكات الوصول اللاسلكي (RAN) تقع بالقرب من المحطة الأساسية. وتتميز شبكات الوصول اللاسلكي التقليدية بتعقيدها، وحاجتها إلى بنية تحتية مكلفة، وصيانة دورية، وكفاءة محدودة.
ستستخدم تقنية الجيل الخامس شبكة الوصول اللاسلكي السحابية (C-RAN) لتحسين الكفاءة. ويمكن لمشغلي الشبكات توفير إنترنت فائق السرعة من خلال شبكة وصول لاسلكي مركزية قائمة على السحابة.
إنترنت الأشياء
يُعدّ إنترنت الأشياء مصطلحًا رئيسيًا آخر يُناقش غالبًا مع تقنية الجيل الخامس (5G). ستربط تقنية الجيل الخامس مليارات الأجهزة والمستشعرات الذكية بالإنترنت. وعلى عكس تقنية الجيل الرابع (4G)، ستكون شبكة الجيل الخامس قادرة على معالجة كميات هائلة من البيانات من تطبيقات عديدة مثل المنازل الذكية، وإنترنت الأشياء الصناعية، والرعاية الصحية الذكية، والمدن الذكية، وغيرها.
من التطبيقات الرئيسية الأخرى لتقنية الجيل الخامس (5G) الاتصالات بين الآلات. وستسيطر المركبات ذاتية القيادة على الطرق في المستقبل بفضل خدمات الجيل الخامس المتقدمة ذات زمن الاستجابة المنخفض.
سيتم نشر تطبيقات النطاق الضيق - إنترنت الأشياء (NB - IoT) مثل الإضاءة الذكية والعدادات الذكية وحلول مواقف السيارات الذكية ورسم خرائط الطقس باستخدام شبكة الجيل الخامس (5G).
حلول فائقة الموثوقية
بالمقارنة مع تقنية الجيل الرابع، ستوفر أجهزة الجيل الخامس المستقبلية حلولاً متصلة باستمرار، فائقة الموثوقية، وعالية الكفاءة. وقد كشفت شركة كوالكوم مؤخراً عن مودم الجيل الخامس الخاص بها للأجهزة الذكية وأجهزة الكمبيوتر الشخصية المستقبلية.
ستتمكن تقنية الجيل الخامس من معالجة كميات هائلة من البيانات من مليارات الأجهزة، كما تتميز الشبكة بقابلية التوسع والتطوير. في المقابل، تعاني شبكات الجيل الرابع وشبكات LTE الحالية من قيود فيما يتعلق بحجم البيانات وسرعتها وزمن الاستجابة وقابلية التوسع. ستساهم تقنيات الجيل الخامس في معالجة هذه المشكلات وتوفير حلول فعّالة من حيث التكلفة لمزودي الخدمات والمستخدمين النهائيين.
تاريخ النشر: 21 يونيو 2022