ما هي تقنية ال 5G
وما هي التقنيات الي سبقتها ؟
الجيل الخامس للأنظمة اللاسلكية 5G
هو مصطلح يستخدم في بعض الأوراق والمشاريع البحثية للدلالة على مرحلة رئيسية مقبلة من معايير الاتصالات المتنقلة ما وراء المعايير الحالية جيل رابع/IMT-المتقدمة. 5G لا تصف أي مواصفات معينة في أي وثيقة رسمية نشرتها أي هيئة قياسية للاتصالات.
على الرغم من أن المعايير المحدثة التي تحدد قدرات تتجاوز تلك المعايير المحددة في 4G الحالية هي قيد النظر، لا يزال يجري تجميع تلك القدرات الجديدة وفقا لمعايير 4G الحالية. نهاية العام 2017 صدر المعيار الأولي للجيل الخامس مع تحديد أهم المتطلبات والتقنيات المرشح استخدامها.
وذكرت وكالة انباء يونهاب الكورية، أن شركة سامسونج قد اختبرت بنجاح شبكة 5G بقدرة إتصال سرعتها 1 جيجابايت في الثانية (يحتمل أن تصل إلى 8 جيجابت في الثانية)، وتهدف إلى تقديم الخدمة بحلول عام 2020.
نظرة عامة عن الجيل الخامس في الاتصالات
إن الشعار الرئيسي للجيل الخامس هو الانترنت لكل شيء أو انترنت الأشياء إنترنت الأشياء
أي أن كل شخص وكل شيء سيكون متصلا بالانترنت، فأي أداة أو جهاز في البيت أو في الشارع أو أي مكان عمل سيكون متصلا بشبكة الانترنت، وهذا ما يقودنا إلى مصطلح المدن الذكية، إذ أن البيانات يتم تشكيلها في كل مكان من قبل أي شخص أو أي آلة وسيتم تحليلها في أقل زمن حقيقي ممكن للاستدلال على معلومات مفيدة في الوقت المناسب كمراقبة الحالة الصحية للمرضى وكبار السن، ومراقبة الأجهزة والأدوات في المنزل وتحديد إن كان هناك عطلا ما أو نقصا في مادة ما، وكذلك تحليل حالة المرور في الشوارع ومساعدة السائقين وتحذيرهم من المخاطر غير المرئية مما يمهد الطريق نحو السيارات ذاتية القيادة. وهنا تلعب الاتصالات المتنقلة دورا محوريا في تمكين النقل الفعال والآمن لهذه المعلومات من آلة آلى آلة أخرى (= MACHINE TO MACHINE M2M ) - بدون تدخل الانسان - لمعالجتها واتخاذ الإجراء المناسب بأقصى سرعة وأقل تأخير ( أقل من 1ms) .وهذا ما يفرض مزيدا من التحديات على الشبكة المستقبلية التي يجب أن تستوعب بيانات الهواتف الجوالة و العدد الهائل من الأجهزة والحساسات المنتشرة في كل مكان لتكون شبكة واسعة النطاق بقدرة وكفاءة قصوى ودرجة عالية من تأمين الأجهزة المعلومات المنقولة والمخزنة.
خصائص ومميزات الجيل الخامس ومقارنتها بخصائص الجيل الرابع
- ظهر الجيل الرابع في العام 2011 وكان معتمدا بشكل كبير على عناويين الانترنت
( IPV4) ( كل عنوان IPV4 مؤلف من 32 خانة ثنائية ) ، أما الجيل الخامس فمن المتوقع تطبيقه في العام 2021 وسيكون معتمدا بشكل كلي على عناوين الانترنت (IPV6 ) (كل جهاز أو آلة له عنوان IPV6 مؤلف من 128 خانة ثنائية ) .- سرعة نقل البيانات في الجيل الرابع كانت 100Mbps للأجهزة المتحركة بسرعة لغاية km/h360 (Mobile users) و 1Gbps للأجهزة الثابتة stationary users)).
بينما هذه السرعة تصل في الجيل الخامس إلى 1Gbps للأجهزة المتحركة و 10Gbps للأجهزة الثابتة.- زمن التأخير (latency) في الجيل الرابع هو بحدود 10ms (الفترة الزمنية مابين إرسال البيانات ووصولها للطرف الآخر، مثلا الفترة بين طلب أمر ما من السيرفر ووصول هذا الأمر للسيرفر)، أما في الجيل الخامس فالتأخير لا يتجاوز 1ms .
- عرض النطاق الترددي (bandwidth) المستخدم في الجيل الرابع هو 20MHZ ، أما في الجيل الخامس فهو MHZ160 .
- اتصال جهاز مع جهاز بشكل مباشر (D2D communications) وهذا يعني اتصال الأجهزة القريبة من بعضها مباشرة بدون الحاجة إلى برج الخدمة كوسيط.
- مساحة الخلية (cell) في الجيل الخامس أصغر بكثير منها في الجيل الرابع وذلك حتى تستطيع تحمل العدد الكبير من الأجهزة المتصلة بها، بالإضافة إلى أن ذلك يؤدي إلى انخفاض مستوى استهلاك الجهاز للطاقة بنسبة 90 بالمئة إذ أن أبراج الخدمة تكون قريبة من الجهاز. (الخلية هي المساحة الجغرافية التي يغطيها برج خدمة واحد ).
ماهي الاجيال التي سبقت ال 5G
1- الجيل الاول 1G
ظهر الجيل الأول للاتصالات بالتحديد في عام 1979 ليقدم نواة الاتصالات اللاسلكية في عالم اقتصرت فيه الاتصالات الهاتفية على الاتصالات السلكية. الجيل الجديد لم يستخدم بشكله النهائي حتى 1982 ليعتمد على طيف الأمواج بين 824 ميجاهيرتز و 894 ميجاهيرنز معتمداً على إشارات Analog ليكون قادراً فقط على نقل المكالمات الصوتية بالإضافة إلى مواجهته لعدة مشاكل, أبرزها احتاج الهواتف أن تكون بحجم ضخم وببطارية كبيرة نظراً للاستهلاك العالي للطاقة لزيادة تردد الموجات كما كان من السهل فقدان الاتصال نظراً لتعرض عملية نقل الموجات لأي خلل بسبب حالة الطقس. ومع التقدم الهائل الذي قدمه الجيل الأول في هذا الوقت لم يتم استخدامه بشكل تجاري إلى في نطاق محدود للغاية يكاد لا ذكر نظراً للعوامل السابقة التي ذكرنها.
2- الجيل الثاني 2G
بدأ الجيل الثاني للاتصالات مع بداية العقد الأخير في القرن الماضي 1990 مقدماً تطوراً هائلاً مقارنة بالجيل السابق كان أبرزها اعتماده على GSM والانتقال من العمل بطريقة Analog Signals إلى Digital Signals. وصول الجيل الجديد للاتصالات في هذا الوقت أتاح انتشار الهواتف بشكل كبير حيث لم تعد تحتاج أن تكون أحجامها ضخمة (حتى وإن كانت ضخمة بالنسبة لنا الآن), كما تمتعت بجودة اعلى بالإضافة إلى دعم الرسائل النصية ثم الرسائل التي تحتوي على صور أو فيديو لتكون سرعة نقل البيانات في هذه الحقبة تصل إلى 64 كيلوبت/ ثانية. الأمر لم يتوقف عند هذا الحد في هذا الجيل فمع توفير GPRS و EDGE لاحقاً انطلق الجيل الثاني وبقوة من خلال دعمه لسرعات أعلى في نقل البيانات تصل إلى 144 كيلوبت/ ثانية مع دعم الإنترنت لأول مرة وإمكانية إرسال واستقبال البريد الإلكتروني على عدد محدود من الأجهزة في هذا الوقت. الجيل الثاني ما زال مستخدم في الكثير من البلدان حول العالم خاصة في المناطق النائية وبعض المناطق النامية فقط لتوفير خدمات الاتصال الصوتي نظراً لبطء سرعة اتصاله بالإنترنت.
3- الجيل الثالث 3G
اعتمد هذا الجيل على تقنية UMTS والتي سمحت بمعالجة أكبر للبيانات وسرعة أكبر تصل إلى 2 ميجابت في الثانية او تتجاوز بقليل . أضيفت خدمات أخرى جديدة مثل مكالمات الفيديو ووخدمات تحديد المواقع GPS .
بالرغم من المميزات الرائعة التي ظهرت مع هذا الجيل ولكنه سبب في بعض العيوب البسيطة وهي تكلفة أكبر واستهلاك أعلى للطاقة . تطورت الشبكة إلى 3.5G بإضافة تقنيات HSDPA & HSUPA والتي رفعت السرعة إلى حدود 14.4 ميجابت في الثانية للتحميل و 5.8 ميجابت للرفع. أتت بعد ذلك تقنية HSPA+ والتي أطلق عليها 3.75G لترفع السرعة مرة أخرى إلى 56 ميجابت للتحميل و 22 ميجابت للرفع .
يعتبر هذه الجيل ثورة في عالم الاتصال لما قدمه من تطبيقات كثيرة وسرعة فائقة والتي امكنت استخدام الانترنت بسرعة فائقة . إلى أن أتى الوحش الأكبر .
4- الجيل الرابع 4G
