القائمة الرئيسية

الصفحات

ماهي شبكات الجيل الخامس 5G وكيف ستغير حياتنا؟

شبكات الجيل الخامس-G5

ماهي شبكات الجيل الخامس 5G وكيف ستغير حياتنا؟


العالم يشهد تطور كبير في مجال شبكات الإتصالات مؤخراََ بفضل تأثيرها الواضح على كافة تفاصيل حياتنا ويتضح هذا في سعي شركات الهواتف الذكية لتوفير هواتف تدعم الجيل الخامس أو مايعرف ب "5G"

بالإضافة لسعي دول العالم لتوفير البنية التحتية اللازمة لشبكات الجيل الخامس مايعني أننا على أعتاب مرحلة جديدة ستؤدي لنقلة نوعية في مجالات الحياة ككل.

لاشك أن الكثير قد يراودة أسئلة مثل ماهي شبكات الجيل الخامس؟ ولماذا صممت شبكة 5G ؟وما الصعوبات التي واجهت إنشاء تكنولوجيا 5G وماهي حلول تلك الصعوبات؟ ومامدي تأثير تقنية الجيل الخامس على حياتنا؟ وهل حان الوقت لشراء هاتف يدعم تقنية 5G؟ وسيتم الإجابة عن هذة الأسئلة وغيرها في هذا المقال.

تطورت شبكات المحمول لأسباب عديدة كان من أهمها تحسين مستوى الخدمة المقدمة للمستخدم ويتضح هذا جلياََ في أجيال الشبكات التي نشهد تطورها حيث يتم تطوير شبكة جديدة كل 10 سنوات وفيما يلي توضيح موجز لتلك الأجيال وصولاََ لشبكة الجيل الخامس 5G :

أجيال شبكات الإتصال 

شبكات الجيل الأول G1

ظهرت في عام 1981 لتكون بداية الإتصالات اللاسلكية وإنهاء لحقبة الإتصالات السلكية وكان الجيل الأول يقتصر على إجراء المكالمات الصوتية فقط  بلإضافه لإستخدمها نظام ال analog الذي يغطي مسافة قصيرة مما دعت الحاجة للبحث عن جيل جديد يغطي مسافات أكبر.

شبكات الجيل الثاني 2G

ظهرت في عام 1992 وكانت تعرف ب GMS إختصاراً (Globel System of mobility) المعتمد على الإشارات الرقمية لنقل البيانات وإرسال الرسائل النصية SMS بالإضافة للمكالمات الصوتية.

شبكات الجيل الثالث 3G

ظهرت في عام 2001 وكان تعروف ب UMTS التي وفرت إرسال وإستقبال رسائل الوسائط المتعددة MMS من صوت وصورة ونصوص.

شبكات الجيل الرابع 4G

ظهرت في عام 2012 واعتمدت على خدمة LTE  والأسرع بعشر مرات من 3G تقريباََ وتوفر مكالمات صوتية بدقة HD وإتصال بيانات يصل في بعض مناطق العالم إلى 1.2 جيجابيت في الثانية.

ماهي شبكات الجيل الخامس "5G"

الجيل الخامس هو أحدث جيل من تقنيات الإتصالات الخلوية والبديل الفعلي لشبكة 4G المستخدمة حالياََ, ويعتبر ال 5G بمثابة ثورة صناعية قادمة ستؤدي إلى الكثير من التغيرات في عالم الشبكة اللاسلكية وإمكانية تصفح الإنترنت بسرعة خيالية، وتعتبر كوريا الجنوبية هي أول دولة في العالم تطلق شبكة الجيل الخامس.

5G سيوفر خدمة لكافة الأجهزة مهما كان عددها دون التأثير على السرعه أو زمن الإستجابة بعكس الأجيال السابقة التي تتأثر بكثافة الأجهزة وزمن الإستجابة.

لماذ صممت شبكة 5G؟

✔صممت شبكة الجيل الخامس 5G بهدف زيادة سرعه وإستجابة الشبكات اللاسلكية بشكل كبير.

✔زيادة كفاءة الشبكة لتصبح قادرة على إستيعاب المزيد من الأجهزة وهو ما لن تستطيع شبكة 4G تحقيقة بعد فترة من الزمن.

✔زيادة سرعه نقل البيانات حيث تعتبر شبكة الجيل الخامس أكثر كفاءة من شبكة 4G السابقة حيث ستصل سرعه 5G إلى 20 جيجابت /ثانية.

✔تقليل زمن الإتصال أو زمن الوصول ليصبح 1 مللي ثانية الأمر الذي يفتح أفاقاََ جديدة لمزيد من التطورات.

إرسال البيانات بتلك السرعات العالية والتمتع بكل هذة المزايا شكل مجموعة من الصعوبات أمام تقنية 5G وفيما يلي أهم هذة الصعوبات وحلولها :

الصعوبات التقنية لل 5G وحلولها

الموجات الملليمترية ( Millimeter waves)

كل شئ من حولنا لة تردد موجي لكن تختلف سرعه تردد تلك الموجات من مصدر لأخر وبالنسبة للتردد  الموجي الذي تستخدمتة شبكة 4G فهو أقل من 6 جيجاهيرتز لكن هذا النطاق أصبح ممتلئ الأن بالكثير من الأجهزة التي تسبب ضغط على الشبكة المستخدمة ماينتج عنة بطئ وإمكانيات أقل للشبكة مما يستدعي الحاجة لإستخدام موجات راديو جديدة هي (Millimeter waves) لإستيعاب هذا الكم الهائل من الأجهزة.

أما عن النطاق المخصص لشبكة 5G فمن المتوقع أن يبدء من 30 جيجاهيرتز وصولاََ إلى 300 جيجاهيرتز حيث أنة كلما زاد النطاق الترددي زادت سرعه نقل البيانات.

شبكة 4G تعمل في نطاق موجات الراديو الطويلة أما شبكة 5G ستعمل في نطاق الموجات القصيرة ومشكلة هذة الموجات أنها غير قابلة للإنتقال عبر مسافات بعيدة بمعنى أخر مجال تغطيتها ضعيف جداََ لايتجاوز 300 متر فعلياََ بلإضافة لعدم قدرة تلك الموجات المتواجدة في هذا النطاق الترددي من تخطي العوائق والحواجز حيث يتم إمتصاصها وإختفائها من قِبل الأشجار والأمطار وعدم قدرتها على تفادي المباني وتم حل هذة المشكلة من خلال تقنية small cells.

الخلايا الصغيرة Small cells

أبراج صغيرة (هوائيات) عبارة عن شبكات تقوية صغيرة الحجم تعمل بأقل طاقة ممكنة يتم وضعها على مقربة من بعضها بحيث يتم إرسال الإشارات وإستقبالها للتغلب على العوائق التي تمنع Millimeter waves من العمل.

وإستخدام شبكات 5G لأطوال موجية قصيرة يعني إستخدام عدد كبير من هذة الهوائيات، وتتميز هذة الهوائيات بأنها موجهة بشكل أكثر دقة وأقل تشويشاََ في نقل البيانات على عكس هوائيات شبكة 4G التي تطلق البيانات بشكل عشوائي في جميع الإتجاهات ماينتج عنة إستهلاك كبير للطاقة.

لنفرض أن البرج الواحد في شبكة الجيل الرابع يغطي مليون مستخدم والخلية الواحدة في 4G التي تغطي مساحة 300 متر أصبح تكفى لتغطية مليون مستخدم فهذا يعني القدرة على خدمة المزيد من المستخدمين وإستيعاب المزيد من الأجهزة.

تقنية تعدد المداخل والمخارج Massive MIMO

هي إختصار  ل Multiple Input Multiple Output وتعني الحاجة لمزيد من أجهزة الإرسال والإستقبال لموجات الراديو التي يتم وضعها في محطات الشبكات.

المحطات الحالية التي تستخدمها شبكة 4G تحتوي على عدد من المنافذ الهوائية مابين 4 إلى 12 منفذاََ وتلك المنافذ مخصصة لعملية الإرسال والإستقبال أما عن شبكات 5G والتي تسمى Massive MIMO فالمحطة الواحدة من المتوقع أن تدعم 256 منفذاََ مايعني زيادة تدفق البيانات نتيجة لزيادة عدد الإشارات التي يتم إرسالها وإستقبالها.

وحتي لو تم إستخدام الأبراج المتواجدة حالياََ مع تقنية Massive MIMO سوف يتم إرسال الإشارات بكافة الإتجاهات ولحل مشكلة تنظيم الإشارات تم إعتماد تقنية جديدة هي Beamforming.

تنظيم الإشارات Beamforming

وجود هذا الكم من الإشارات بحاجة لعملية تنظيم لمنع تداخلها من خلال تقنية Beamforming بدلاََ من إرسالها في كافة الإتجاهات فسوف يتم توجية تلك الإشارات في مسار من البيانات على شكل حزمة مركزة Focus stream وهذا المسار بمثابة خط يصل بين المحطة والجهاز المستخدم.

الإرسال والإستقبال في نفس الوقت Full Duplex

لإرسال وإستقبال البيانات من أبراج الهواتف يتم إستخدام ترددين مختلفين واحد خاص بالإرسال والأخر خاص بالإستقبال لكن مع تقنية 5G سيتم إرسال وإستقبال البيانات في نفس الوقت على نفس التردد وهذا ما تقوم تقنية Full Duplex من خلال إستخدام سويتشات عالية السرعه بهدف جعل إشارتي الإرسال والإستقبال من العمل على نفس التردد.

الأجهزة التي تدعم 5G حالياََ

مازالت تكنولوجيا الجيل الخامس قيد التطوير مع ذلك بدأت مجموعه من الشركات مثل سامسونج و هواوي في إطلاق هواتف تدعم شبكات الجيل الخامس 5G بالإضافة إلى كم هائل من الدعايات وكل ماعليك هو عدم الإنجذاب والسعي خلف دعايات تلك الشركات بشأن الهواتف التي تدعم 5G لأنة لم يحين الوقت بعد لتلك الهواتف فما زالت هذة التقنية في بدايتها حيث يتطلب الأمر تطوير كامل للبنية التحتية.

وبشكل عام فهناك تأخر في الدول العربية في تطور البنية التحتية حيث توجد الكثير من المناطق التي لم تصلها بعد شبكات الجيل الرابع غير أن هناك من يستخدم شبكات الجيل الثالث 3G  إلى الأن.

لكن ما تقدمة شبكات الجيل الخامس أكبر من مجرد السؤال عن سرعه الإنترنت على الهواتف المحمولة فالأمر أبعد من هذا بكثير حيث ستقدم لنا تطورات مذهلة ومن أهم التطبيقات التي ستعتمد عليها :

تأثير تقنية 5G على حياتنا

إنترنت الأشياء IOT وتقنية 5G

وهي إختصار ل Internet Of Things وهذا المصطلح يشمل جميع الأجهزة الإلكترونية بحيث يتم الربط بينها على مستوى الإنترنت ويمكن التحكم بها من خلال الهاتف وتمتد هذة التقنية لكافة مجالات الحياة

فالمنازل ستمتلئ بالأجهزة الذكية وسيتجه الإستخدام للسيارات ذاتية القيادة التي تتطلب إتصال سريع ودائم بالإنترنت مايعني كم هائل من الأجهزة التي تتطلب الوصول إلى الإنترنت وهو مالايمكن أن توفرة شبكات الجيل الرابع الحالية فالمعايير التقنية للشبكات الحالية تحد من كفاءة إنترنت الأشياء.

بالإضافة لتطور في مجال الصناعه فقدرات الإتصال الداخلية في المصانع ستزداد من حيث الكفاءة ووقت وصول أعلى وإستهلاك أقل للطاقة.

الخدامات الطبية

إن عملية الخضوع لعمليات جراحية يجريها أطباء في بلد أخر أمر قد تعتقد أنة مجرد خيال علمي أو تنتظر أن أقول لك أنة من المحتمل حدوث هذا مستقبلاََ لكن قد حدث بالفعل إجراء جراحة عن بعد بإستخدام تقنية الجيل الخامس.

ومن أهم مميزات تقنية 5G في هذا المجال تمكين الأطباء من العمل على المرضى من أي مكان مما يوفر الوقت والمال للطرفين سواء الأطباء أو المرضى بالإضافة إلى مساعدة المرضي في المناطق التي تفتقر إلى الخبرة الطبية.

السيارات ذاتية القيادة ( القيادة المستقلة)

بفضل ميزة زمن الوصول  البالغ 1 مللي في الثانية الذي تستغرقة البيانات في عملية الإرسال ، ستتمكن السيارات ذاتية القيادة من التخاطب مع بعضها، كان هذا الوقت في شبكة 4G يبلغ 50 مللي في الثانية يعتبر سريع لكن بالنسبة للمجال التقني فهذا الزمن غير كافي بالأخص في مجال السيارات فأي تأخير بسيط قد يكلف الراكب حياتة أو يؤدي إلى حدوث تصادمات.

ستصبح إستجابة الأجهزة أسرع بكثير بفضل إنخفاض زمن الوصول في شبكات الجيل الخامس مما يعني أن السيارات ستكون قادرة على تجاوز جميع العوائق ما يجعلها أكثر أماناََ

تقنيات الواقع الإفتراضي (VR)

سيصبح التفاعل أسرع وخصوصاََ في الألعاب التي تعتمد على الواقع الأفتراضي من حيث الأداء والسرعه بفضل تقنية 5G مقارنة بشبكات الجيل الرابع.
أيضاََ سيتم بث المناسبات والأحداث بإستخدام تقنية الواقع الإفتراضي.

وبالطبع هذة ليست التطبيقات فقط بل هناك الكثير والكثير من التطبيقات. والإستخدامات التي توفرها لنا تكنولوجيا 5G ,ومن خلال المقال يتضح لك الفرق الكبير بين شبكة 4G وشبكة الجيل الخامس 5G ومدي أهمية هذة التكنولوجيا التي ستحدث ثورة فعلية في عالمنا .

هل اعجبك الموضوع :

تعليقات