شهدت الاتصالات الخلوية تطورًا كبيرًا على مر العقود، إذ انتقلنا من الجيل الثاني (2G) إلى الجيل الخامس (5G) بسرعة مذهلة. تلك الرحلة شهدت تقنيات مبتكرة وتحسينات هائلة في سرعة الاتصال وأداء الشبكات.
يعتبر الانتقال إلى 5G خطوة نوعية في مجال الاتصالات ويعد بتحقيق ثورة في الطريقة التي نتفاعل بها مع التكنولوجيا. سنقوم في هذا المقال باستكشاف هذه الرحلة الرائعة من الجيل الثاني إلى الجيل الخامس وتأثيرها على حياتنا اليومية.
يستخدم الجيل الثاني، المعتمد على نظام GSM، الإشارات الرقمية بينما تستخدم شبكة الهاتف المحمول من الجيل الأول إشارات الراديو التناظرية.
لقد أنجزوا ميزات مختلفة لـ 2G من خلال السماح لعدة مستخدمين بقناة منفصلة من خلال تعدد الإرسال. خلال هذا الوقت، استخدم المستخدمون بشكل أساسي الهواتف المحمولة المتعددة للصوت والبيانات.
تشمل الميزات الرئيسية لـ 2G من أجيال الاتصالات ما يلي:
تعتمد البنية الهيكلية المركزية للجيل الثالث من شبكات الهاتف المحمول على النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (UMTS).
جمعت شبكة 3G أجزاء معينة من شبكة 2G مع تقنيات وبروتوكولات مبتكرة.
أدى ذلك إلى معدل بيانات سريع. أدت الاستفادة من تبديل الحزم إلى تحسين التقنية الأولية للسماح بسرعات تصل إلى 14 ميجابت في الثانية. بالإضافة إلى ذلك، أدى استخدام الشبكة اللاسلكية واسعة النطاق إلى تعزيز الوضوح.
تشمل الميزات الرئيسية لـ 3G ما يلي:
كان الاختلاف الرئيسي بين 3G و 4G هو معدل نقل البيانات بالإضافة إلى التكنولوجيا.
تعد MIMO (مدخلات متعددة ومخرجات متعددة) وOFDM (تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد) من التقنيات الأساسية التي جعلت 4G ممكنًا.
تتضمن معايير 4G الأساسية WiMAX وLTE. في حين أن الأخير يمثل تقدمًا كبيرًا مقارنة بسرعات 3G، إلا أنه من الناحية الفنية لم يكن 4G.
وعلى الرغم من توافرها على نطاق واسع، إلا أن العديد من الشبكات لم تصل إلى المعدل المطلوب وهو 4G. كان LTE بمثابة تطور طويل الأمد للجيل الرابع، حيث يوفر اتصالاً سريعًا وموثوقًا بالإنترنت.
كان 4G هو المعيار المحدد مسبقًا لاتصالات شبكة الهاتف المحمول. يتم الآن استخدام 4G LTE للإشارة إلى البروتوكول الذي يجب اتباعه للوصول إلى معايير محددة محددة مسبقًا للتسليم.
تشمل الميزات الرئيسية لشبكة 4G LTE ما يلي:
يعد الجيل الخامس أحدث تطور من أجيال الاتصالات، وهو عبارة عن شبكة تم تطويرها لتناسب المشهد الرقمي الحالي لربط العملاء والشركات والآلات والأجهزة. صُمّمَّ لتوفير سرعات فائقة للبيانات في أوقات الذروة، وزمن وصول منخفض للغاية، وموثوقية معززة، وقدرة شبكة كبيرة، وتوافر متزايد، وتجربة مستخدم متسقة.
المبدأ الأساسي في 5G هو تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM)، ينظم الإشارات الرقمية عبر قنوات عديدة لتقليل التداخل.
بينما يعمل 5G OFDM على أساس مبادئ شبكات الهاتف المحمول المماثلة لـ 4G، فإنه يستخدم واجهة NR الهوائية وتقنيات النطاق الترددي الأوسع، بما في ذلك sub-6 جيجا هرتز وmmWave.
يعمل هذا على تحسين OFDM مما يؤدي إلى زيادة السرعة وقابلية التوسع، مما يجعل الوصول إلى 5G أكثر سهولة في حالات الاستخدام المكثفة. وبصرف النظر عن السرعات العالية وخدمات النطاق العريض المتنقلة المحسنة، يمكن أن تنمو تقنية 5G لتصبح حالات استخدام ناشئة. يتضمن ذلك الاتصالات ذات المهام الحرجة وعالية التأثير وتوصيل إنترنت الأشياء الضخم.
يوضح هذا الجدول المقارنة بين 2G و 3G و 4G و 5G الاختلافات في التقنيات بوضوح، مما يجعل 5G طموحًا ومستقبليًا بشكل لا يصدق
| أجيال الاتصالات | 2G | 3G | 4G | 5G |
| تم إطلاقه في | 1993 | 2001 | 2009 | 2018 |
| مستنِد على | GSM | WCDMA | LTE، WiMAX | MIMO، mm Waves |
| التردد المدعوم | نطاق ضيق | نطاق عريض | نطاق فائق العرض | شبكة الويب اللاسلكية العالمية |
| نظام الوصول | TDMA، CDMA | CDMA | CDMA | OFDM، BDMA |
| نوع التبديل | تبديل الدوائر | تبديل الحزم | تبديل الحزم | تبديل الحزم |
| عرض النطاق الترددي | 25 ميجا هرتز | 25 ميجا هرتز | 100 ميجا هرتز | 30 – 300 غيغا هرتز |
| الميزات | سمات الوسائط المتعددة، الوصول إلى الإنترنت، SIM | أمان قوي، التجوال العالمي | تحويلات سريعة السرعة، القابلية للتجوال العالمية | سرعات مرتفعة لافتة للنظر، زمن وصول منخفض |
| حالات الاستخدام | مكالمات صوتية، رسائل قصيرة | مؤتمرات الفيديو، التلفزيون المحمول، نظام تحديد المواقع العالمي | تطبيقات عالية السرعة، التلفزيون المحمول، الأجهزة القابلة للارتداء | تدفق الفيديو عالي الدقة، التحكم عن بعد في المركبات ذاتية القيادة، الروبوتات، الإجراءات الطبية |
بحلول نهاية عام 2025 ، من المتوقع أن يصل عدد مشتركي 5G الجيل الخامس في جميع أنحاء العالم إلى 3 مليارات مشترك. تعد مقياسية التغطية الضخمة لهذا النوع من التغطية أمرًا حاسمًا لبناء جيل الأجهزة الذكية التالي.
بينما يكون تجزئة الشبكة ممكنة في شبكات 4G ، إلا أنها مقتصرة على خدمات منفصلة داخل بنية تحتية مشتركة. وتشمل تجزئة الشبكة اسم نقطة الوصول للتوجيه ، وشبكة النواة المتعددة المشغلين (MOCN)، والشبكة المركزية المخصصة.
ستمكن تجزئة شبكة 5G مقدمي خدمات الاتصالات من بناء أنابيب بيانات افتراضية لخدمات أنواع البيانات الفردية. ستضمن جودة الخدمة لكل خدمة. من عام 2021 إلى عام 2025 ، من المتوقع أن يحصل الناتج المحلي الإجمالي للولايات المتحدة على أكثر من 1.5 تريليون دولار أمريكي. ستجلب استغلال شبكة 5G في قطاع المعلومات والاتصالات ما يقرب من 251 مليار دولار أمريكي خلال فترة التوقعات.
بالإضافة إلى ذلك ، ستضمن تجزئة شبكة 5G جودة نقل البيانات لخدمات الأعمال المرتبطة بالوقت والتأثير العالي. يمكن أن يكون لها مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك خدمات الطوارئ والسيارات المتصلة ، إلخ. في نهاية المطاف ، ستكون مقدمي خدمات الاتصالات قادرين على استغلال تجزئة شبكة 5G لتسهيل تدفقات الإيرادات الجديدة.
للحصول على فكرة فعلية عن المقياس ، دعونا نتحدث عن الأرقام. من المفترض أن تكون شبكات 4G LTE الحالية سريعة ، بحوالي 12.5 ميجابت في الثانية. ومع ذلك ، تقترب السرعات المتوسطة الفعلية من 1.87 ميجابت في الثانية استنادًا إلى مطالب النطاق الترددي. هذا يعني أنه سيستغرق حوالي نصف ساعة لتنزيل فيلم بحجم 3 جيجابت. ومع ذلك ، مع 5G ، يمكن تنزيل نفس الفيلم في 35 ثانية. من المفترض أن تكون السرعات المعدومة 2.5 جيجابت في الثانية ، ولكن من المتوقع أن تكون السرعة المتوسطة أقرب إلى 87.5 ميجابت في الثانية.
Optimized by Seraphinite Accelerator