مكتبة الشروحات

• ما هي تقنية الإنترنت 5G ودورها في تطوير خدمات الإنترنت

الجيل الخامس اللاسلكي (5G) هو أحدث تكرار للتقنية الخلوية ، وهو مصمم لزيادة سرعة واستجابة الشبكات اللاسلكية بشكل كبير.

مع 5G ، يمكن أن تنتقل البيانات المنقولة عبر اتصالات النطاق العريض اللاسلكية بسرعات متعددة جيجابت ،

مع سرعات ذروة محتملة تصل إلى 20 جيجابت في الثانية (Gbps) وفقًا لبعض التقديرات.

تتجاوز هذه السرعات سرعات الشبكة السلكية وتوفر زمن انتقال أقل من 5 مللي ثانية (مللي ثانية) أو أقل ،

وهو أمر مفيد للتطبيقات التي تتطلب ملاحظات في الوقت الفعلي.

ستتيح شبكة 5G زيادة حادة في كمية البيانات المنقولة عبر الأنظمة اللاسلكية نظرًا لزيادة النطاق الترددي المتوفر وتكنولوجيا الهوائي المتقدمة.

سيتم نشر شبكات 5G وخدماتها على مراحل على مدى السنوات العديدة القادمة لاستيعاب الاعتماد المتزايد على الأجهزة المحمولة والإنترنت.

بشكل عام ، من المتوقع أن تولد 5G مجموعة متنوعة من التطبيقات والاستخدامات وحالات العمل الجديدة مع نشر التكنولوجيا.

• كيف تعمل 5G؟

تتكون الشبكات اللاسلكية من مواقع خلوية مقسمة إلى قطاعات ترسل البيانات عبر موجات الراديو.

توفر التكنولوجيا اللاسلكية من الجيل الرابع (4G) للتطور طويل الأمد (LTE) الأساس لـ 5G.

على عكس 4G ، الذي يتطلب أبراجًا خلوية كبيرة وعالية الطاقة لإشعاع الإشارات عبر مسافات أطول ،

يتم إرسال إشارات 5G اللاسلكية عبر عدد كبير من محطات الخلايا الصغيرة الموجودة في أماكن مثل أعمدة الإنارة أو أسطح المباني.

يعد استخدام خلايا صغيرة متعددة أمرًا ضروريًا لأن طيف الموجات المليمترية (mmWave) –

نطاق الطيف بين 30 و 300 جيجاهيرتز (Ghz) الذي تعتمد عليه 5G لتوليد سرعات عالية –

لا يمكنه السفر إلا لمسافات قصيرة ويخضع التداخل من الطقس والعوائق المادية ، مثل المباني أو الأشجار.

استخدمت الأجيال السابقة من التكنولوجيا اللاسلكية نطاقات من الطيف ذات التردد المنخفض.

لتعويض التحديات المتعلقة بالمسافة والتداخل مع mmWave ،

تفكر الصناعة اللاسلكية أيضًا في استخدام طيف التردد المنخفض لشبكات الجيل الخامس

حتى يتمكن مشغلو الشبكات من استخدام الطيف الذي يمتلكونه بالفعل لبناء شبكاتهم الجديدة.

يصل طيف التردد المنخفض إلى مسافات أكبر ولكن سرعة وسعة أقل من mmWave.

يتكون الطيف اللاسلكي ذو التردد المنخفض من ترددات النطاق المنخفض والمتوسط.

تعمل الترددات منخفضة النطاق عند حوالي 600 إلى 700 ميغا هرتز (MHz) ، بينما تعمل الترددات ذات النطاق المتوسط في حوالي 2.5 إلى 3.5 جيجا هرتز.

تتم مقارنة ذلك بإشارات الموجات ذات النطاق العالي ، والتي تعمل من 24 إلى 39 جيجاهرتز تقريبًا.

يمكن بسهولة حظر إشارات MmWave بواسطة أشياء مثل الأشجار والجدران والمباني – مما يعني أنه في كثير من الأحيان ،

ويمكن أن تغطي mmWave حوالي كتلة مدينة داخل خط رؤية مباشر لموقع خلية أو عقدة.

تم تناول مناهج مختلفة فيما يتعلق بكيفية الالتفاف على هذه المشكلة.

يتضمن نهج القوة الغاشمة استخدام عقد متعددة حول كل كتلة من منطقة مأهولة بالسكان بحيث يمكن للجهاز الذي يدعم شبكة الجيل الخامس استخدام واجهة الهواء –

التبديل من عقدة إلى عقدة مع الحفاظ على سرعات موجة MM.

هناك طريقة أخرى – وهي الطريقة الأكثر جدوى – لإنشاء شبكة 5G وطنية وهي استخدام مجموعة من الترددات عالية ومتوسطة ومنخفضة النطاق.

يمكن استخدام MmWave في المناطق المكتظة بالسكان ، بينما يمكن استخدام العقد ذات النطاق المنخفض والمتوسط في المناطق الأقل كثافة.

يمكن أن تنتقل الترددات منخفضة النطاق لفترة أطول وعبر كائنات مختلفة.

كما يمكن أن تظل عقدة 5G واحدة منخفضة النطاق متصلة بجهاز يدعم 5G لما يصل إلى مئات الأميال المربعة.

هذا يعني أن تنفيذ النطاقات الثلاثة سيعطي تغطية شاملة مع توفير أسرع السرعات في المناطق الأكثر ازدحامًا.

• ما هي سرعة 5G؟

يمكن أن تصل سرعات تنزيل 5G حاليًا إلى ما يزيد عن 1000 ميجابت في الثانية (ميجابت في الثانية) أو حتى 2.1 جيجابت في الثانية.

لتصور ذلك ، يمكن للمستخدم بدء تشغيل مقطع فيديو على YouTube بجودة 1080 بكسل على جهاز 5G دون تخزينه مؤقتًا.

يمكن إكمال تنزيل تطبيق أو حلقة من برنامج Netflix ، والذي قد يستغرق حاليًا ما يصل إلى بضع دقائق ، في بضع ثوانٍ فقط.

أصبح دفق الفيديو لاسلكيًا بدقة 4K أكثر قابلية للتطبيق.

إذا كانت هذه الأمثلة على mmWave ، فستحتاج حاليًا إلى أن تكون داخل كتلة مدينة خالية من العوائق بعيدًا عن عقدة 5G ؛

إذا لم يكن الأمر كذلك ، فسوف تنخفض سرعة التنزيل إلى 4G.

يمكن أن يظل النطاق المنخفض مغلقًا عند 5G على مسافات أطول ، وعلى الرغم من أن السرعة الإجمالية لشبكة 5G منخفضة النطاق قد تكون أبطأ من mmWave ،

يجب أن يظل النطاق المنخفض أسرع مما يمكن اعتباره اتصال 4G جيد.

قد تصل سرعات تنزيل 5G منخفضة النطاق إلى 30 إلى 250 ميجابت في الثانية.

من المرجح أن تكون شبكات الجيل الخامس منخفضة النطاق متاحة في المزيد من المواقع الريفية.

قد تصل سرعات تنزيل النطاق المتوسط 5G إلى 100 إلى 900 ميجابت في الثانية ، ومن المحتمل أن يتم استخدامها في مناطق المترو الرئيسية.

• ما هي فوائد 5G؟

على الرغم من أن الجوانب السلبية لـ 5G واضحة عند النظر في مدى سهولة حجب mmWave ،

أو أقل وضوحًا بالنظر إلى حدود التعرض للتردد اللاسلكي (RF) ، لا يزال 5G يتمتع بالكثير من الفوائد الجديرة ، مثل ما يلي:

• استخدام ترددات أعلى ؛
• عرض النطاق الترددي العالي؛
• النطاق العريض المتنقل المحسن ؛
• زمن وصول أقل قدره 5 مللي ثانية ؛
• معدلات بيانات أعلى ، والتي ستتيح خيارات تقنية جديدة عبر شبكات 5G ، مثل دفق 4K أو دفق شبه فوري للواقع الافتراضي (VR) ؛ و
• إمكانية وجود شبكة للهاتف المحمول من الجيل الخامس تتكون من ترددات منخفضة النطاق ومتوسطة النطاق وموجات مم.

• متى سيتم إطلاق 5G؟

يقود مشغلو الشبكات اللاسلكية في أربع دول – الولايات المتحدة واليابان وكوريا الجنوبية والصين – إلى حد كبير أولى عمليات بناء شبكات الجيل الخامس.

من المتوقع أن ينفق مشغلو الشبكات مليارات الدولارات على النفقات الرأسمالية لـ 5G حتى عام 2030 ، وفقًا لشركة Technology Business Research (TBR) Inc.

على الرغم من أنه ليس من الواضح كيف ستولد خدمات 5G عائدًا على هذا الاستثمار.

يمكن لحالات الاستخدام المتطورة ونماذج الأعمال التي تستفيد من مزايا 5G أن تعالج مخاوف إيرادات المشغلين.

في الوقت نفسه ، تعمل هيئات المعايير على معايير عالمية لأجهزة الجيل الخامس.

وافق مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) على معايير 5G New Radio (NR) في ديسمبر 2017 ومن المتوقع أن يكمل المعيار الأساسي للهاتف المحمول 5G المطلوب للخدمات الخلوية 5G.

لا يتوافق نظام راديو 5G مع أجهزة راديو 4G ،

لكن مشغلي الشبكات الذين اشتروا أجهزة راديو لاسلكية مؤخرًا قد يكونون قادرين على الترقية إلى نظام 5G الجديد عبر البرامج بدلاً من شراء معدات جديدة.

المصدر : ما هي تقنية الإنترنت 5G ودورها في تطوير خدمات الإنترنت