ما الفرق بين 5G و 4G؟
تنمو 5G بسرعة وستحول جميع الصناعات. في هذه المقالة ، ندرس الجوانب المختلفة لهذه التكنولوجيا الثورية.
وفقًا لمجموعة الويب التابعة لنادي المراسلين الشباب ؛ 5G أو الجيل الخامس هو معيار لاسلكي ، مثل 4G ؛ لكن ليس لها تعريف واضح حتى الآن. لن يعلن الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) عن التعريف النهائي لـ 5G حتى نوفمبر 2017 ، ولم ينتج صانعو الشرائح بعد الأجهزة اللازمة لـ 5G ، وتقوم شركات الاتصالات باختبار المعايير.
لكن هذه الحواجز لم تمنع الشركات من المضي قدمًا. يقوم المشغلون مثل Verizon و AT&T و Sprint باختبار شبكات 5G في مدن مختلفة ، وتقوم الشركات المصنعة مثل Nokia و Qualcomm و Intel بإنتاج نماذج أولية لمعدات 5G التي سيتم استخدامها في النهاية في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وغيرها من المنتجات. لكن هذه الشركات لا تزال لا تعرف متى ستكون 5G متاحة أو حتى تختلف بشأن ماهية 5G.
ما هو 5G؟
لفهم 5G بشكل أفضل ، من الضروري فهم الأجيال السابقة لتقنيات الاتصالات مثل 3G و 2G و 4G. مع إدخال تقنية 2G في التسعينيات ، دعم الاتصال الهاتفي اللاسلكي الرسائل القصيرة بالإضافة إلى الصوت. أضافت 3G أيضًا نقل البيانات إلى الرسائل القصيرة والمكالمات الصوتية ، وأخيرًا ، زادت 4G LTE من سرعة وموثوقية هذه الإمكانات.
تقدم 5G العديد من التحسينات على التقنيات الحالية في التقنيات الحالية ؛ لكنها تقدم أيضًا تقنيات جديدة. لم يتفق المصنعون بعد على أحدث التقنيات في 5G ، ولكن أهم التقنيات هي: الخلايا الصغيرة ، موجات المليمتر ، MIMO ، تصفية الفضاء ، الازدواج الكامل.
توجد أبراج اتصالات صغيرة يمكن وضعها بعيدًا عن الأنظار ، على سبيل المثال فوق سطح منزل. لا تتطلب هذه الأبراج الكثير من الطاقة وتعمل بشكل أفضل عندما تكون في مجموعات. تنقل الخلايا الصغيرة البيانات باستخدام موجات المليمتر. الطول الموجي للموجات المليمترية أقصر من متوسط الطول الموجي ومدى ترددها بين 30 و 300 جيجا هرتز. نطاق التردد هذا آمن من الإشارات الخارجية ؛ لكن لديها القليل من القوة للتغلب على العقبات المادية. في بعض الحالات ، تكفي ورقة شجرة واحدة فقط لتعطيل التنزيل.
موجات المليمتر لها قيود كثيرة ؛ لكنها مناسبة لـ MIMO. MIMO هو نظام لاسلكي يستخدم أجهزة إرسال لاسلكية متعددة لإرسال واستقبال البيانات في وقت واحد. تدعم شبكات 4G LTE الحالية ما يصل إلى 8 أجهزة إرسال و 4 أجهزة استقبال ؛ من ناحية أخرى ، ستدعم أبراج 5G العشرات من أجهزة الإرسال والاستقبال.
يعني المزيد من أجهزة الإرسال اللاسلكية مزيدًا من التداخل ، وهنا يأتي دور التصفية المكانية. ببساطة ، يستخدم التصفية المكانية الخوارزميات لإدارة حركة الموجات اللاسلكية وتركيزها في حزمة واحدة لزيادة قوة الموجات.
ستعمل تقنية Full Duplex على تضخيم الإشارة بشكل أكبر. لا تستطيع معظم أبراج الاتصالات والهواتف الذكية إرسال واستقبال البيانات في وقت واحد ؛ لكن الهواتف الذكية المزودة بتقنية الازدواج الكامل ستكون قادرة على إرسال واستقبال البيانات في نفس الوقت ، مما يعني مضاعفة النطاق الترددي.
5G في العالم الحقيقي
إذا أخذنا الاختبارات الحالية كمعيار ، فستكون 5G سريعة جدًا. تتطلب المسودة الأولية لوثيقة الاتحاد سرعة تنزيل لا تقل عن 20 جيجابت في الثانية وسرعة تحميل تبلغ 10 جيجابت في الثانية لكل محطة أساسية.
يتم توزيع هذه السرعة على جميع مستخدمي برج الاتصالات ؛ لكن المشغلين مثل AT&T يتوقعون أن تكون 5G سريعة. أخبر داو والتر ، نائب رئيس الاتصالات وهندسة الراديو في AT & T ، مؤتمر 5G Brooklyn في نيويورك أن مهندسي الشركة قد وصلوا إلى سرعة 6 جيجابت في الثانية في موقع اختبار في أوستن ، تكساس. بهذه السرعة ، يمكنك تنزيل فيلم 4K بحجم 100 جيجا بايت في دقيقتين ونصف فقط.
ما الفرق بين 5G و 4G؟
تتطلب مسودة مواصفات 5G زمن انتقال منخفض. يقدر الاتحاد الدولي للاتصالات زمن انتقال 5G بمعدل 5 مللي ثانية. وبالمقارنة ، فإن زمن انتقال 4G LTE يبلغ حوالي 20 مللي ثانية. سيكون زمن الانتقال المنخفض لشبكة 5G بمثابة أخبار جيدة لتطبيقات الدردشة المرئية وألعاب الكمبيوتر متعددة اللاعبين.
لكن تغطية 5G لن تكون جيدة مثل 4G LTE أو حتى 3G. من نواح كثيرة ، ستكون شبكة 5G أشبه بشبكة Wi-Fi أكثر من اتصالات الهاتف المحمول. يتم تثبيت أجهزة إرسال 5G بالقرب من الأرض بدلاً من الأبراج العالية. لا تمتلك شبكة 5G نطاق الأجيال الحالية ، وإذا تم وضع جهاز الإرسال خلف حاجز مثل جدار ، فستفقد الإشارة. وذلك لأن موجات 5G لها تردد عالٍ وطول موجي قصير ، لذا فهي لا تخترق أشياء مثل الجدران والنوافذ والأشجار. يتمثل أحد الحلول لهذه المشكلة في تثبيت معدات 5G في المناطق ذات الازدحام الشديد مثل الحدائق والمقاهي والمطارات. يقول باسل القاضي ، مدير التسويق في Qualcomm:
نناقش المراكز الحضرية المزدحمة في نيويورك وشيكاغو. سترى أولاً 5G في مراكز التسوق والحدائق.
يقول جيسون إليوت ، مدير التسويق وشؤون الشركة في نوكيا:
يجب أن يكون المشغلون حذرين للغاية بشأن برنامجهم. إذا نظرت إلى الخريطة الجوية لمانهاتن ، فسترى أنه لا توجد شجرة في الشوارع الواسعة على عكس الشوارع الضيقة. لذلك إذا تم تركيب أجهزة الإرسال في شوارع واسعة ، فلن يتم تلقي إشارة جيدة في الشوارع الضيقة.
سوف تختلف نقاط اتصال 5G بشكل كبير في الحجم ، وستكون بعض المناطق ذات أداء أفضل من غيرها. يقول إليوت: "داخل النقاط الساخنة ، سيكون لديك نقاط اتصال ذات سرعات أعلى وزمن انتقال أقل".
تؤدي هذه العيوب إلى استمرار المشغلين في دعم 4G LTE في المستقبل المنظور. يقول القاضي:
ستدعم معظم أجهزة 5G أيضًا 4G LTE. إذا خرج المستخدم من منطقة تغطية 5G ، فسيستخدم 4G. يجب أن تكون LTE موجودة.
لهذا السبب ، يتوقع القاضي أن تستمر شبكة 4G LTE في النمو جنبًا إلى جنب مع 5G. تعمل Sprint و Ericsson على 4GB LTE ، وتزعم Timmobile أن جزءًا من شبكتها يدعم 4GB LTE. يقول القاضي:
ستستمر شبكات LTE في التطور. نتوقع توفر شبكة 4G LTE بسرعة 2 جيجابت في الثانية في العامين أو الثلاثة أعوام القادمة.
إنترنت منزلي عالي السرعة
يمكن أن توفر شبكة 5G إنترنت عالي السرعة للمستخدمين المنزليين. في فبراير من هذا العام ، أعلنت شركة Verizon أنها ستبدأ اختبار تقنية 5G في خمس مدن أمريكية في أواخر عام 2017. تقوم شركة Verizon ، بالشراكة مع Samsung و Ericsson و Intel و Qualcomm ، بتثبيت نقاط وصول 5G في المنازل القادرة على توفير إنترنت عالي السرعة من GIGABYTE.
ليست Verizon الشركة الوحيدة التي وضعت اختبار 5G على جدول أعمالها. ستطلق AT&T DirecTV للمستخدمين المنزليين هذا العام. DirecTV هو حاليًا اسم خدمة بث التلفزيون AT & T ؛ لكن الشركة تخطط لتقديم DirecTV كحزمة من أربع مستويات بما في ذلك خدمة التلفزيون وإنترنت المنزل 5G وخدمة الهاتف المحمول وخدمة الخطوط الأرضية.
يمكن أن تكون هذه أخبارًا جيدة للمستخدمين وتزيد من اختيارهم. وفقًا لتقرير عام 2015 الصادر عن لجنة الاتصالات الفيدرالية ، فإن 51 بالمائة من المنازل الأمريكية لديها إمكانية الوصول إلى مشغل واحد فقط مقابل 25 ميجابت في الثانية وما فوق.
قد يكون التركيز على توفير 5G للمنازل أكثر على المعدات. قدم صانعو الرقائق مثل Intel و Qualcomm أجهزة مودم 5G في أوائل عام 2017 وأحرزوا بعض التقدم ، لكن لا يزال أمامهم طريق طويل لنقطعه. يقول القاضي:
في فترة زمنية قصيرة ، سيكون استخدام اللاسلكي أسهل من 5G. سيكون عمر البطارية والمشكلات الأخرى تحديات أمام تطوير شبكة الجيل الخامس.
لن تكون تقنية 5G رخيصة ، ومن الواضح أن المشغلين يرغبون في تحمل بعض التكلفة للعملاء. يعتقد محللو IGR أن تطوير وبناء شبكات 5G سيتطلب استثمارات بقيمة 48 مليار دولار لتحديث شبكات LTE بحلول عام 2019 و 56 مليار دولار لتثبيت معدات 5G جديدة بين عامي 2017 و 2025. تعتقد Cisco أن استخدام بيانات الإنترنت عبر الهاتف المحمول سيزداد بنسبة 57٪ بحلول عام 2019 ، مع ارتفاع متوسط سعر خطة بيانات الهاتف المحمول من 51 دولارًا إلى 119 دولارًا. "يقول رئيس IGR Ian Guillot:
سيكلف تطبيق 5G الكثير. على عكس التقنيات اللاسلكية السابقة ، والتي كانت تكلف أكثر في اتصالات شركات الطيران ، فإن 5G تتطلب استثمارات كبيرة في مراكز البيانات والمقرات الرئيسية. يعتمد نجاح 5G على القدرة على دعم الخدمات والتطبيقات التي تتطلب زمن انتقال منخفض وتسليم مقاطع الفيديو.
تتمتع السرعة العالية ووقت الاستجابة المنخفض بإمكانية تحويل مجموعة متنوعة من الصناعات.
مركبات
ستكون السيارات أحد أهم العوامل في نمو إنترنت 5G. يتوقع المستقبليون أن المركبات ذاتية القيادة ستتبادل المعلومات مثل إدارة السحابة ومعلومات المستشعر ومحتوى الوسائط المتعددة عبر الشبكات ذات زمن الانتقال المنخفض. وفقًا لـ ABI Research ، سيتم تخصيص 67 مليون حساب لمركبات 5G في المستقبل ، ثلاثة ملايين منها ستكون للاتصالات منخفضة التأخير في المركبات ذاتية القيادة.
انترنت الأشياء
وفقًا لـ Asha Cody ، المدير العام لمعايير الأجهزة المحمولة في Intel ، فإن 5G هي أول شبكة يتم تكييفها مع إنترنت الأشياء عندما تم تصميمها. هو يقول:
ستكون هناك حاجة إلى شبكات ومعايير الجيل التالي لمواجهة تحديات الجمع بين البنية التحتية للاتصالات والحوسبة. في شبكات الجيل الخامس ، يتم الجمع بين إمكانات الحوسبة وإمكانيات الاتصال ، لذلك لن تضطر تريليونات الأجهزة المتصلة بالإنترنت إلى القلق بشأن قوة المعالجة ؛ لأن الشبكة ستكون قادرة على القيام بأي معالجة.
يتصور كودي مستقبلًا تستخدم فيه الساعات الذكية والأجهزة اللوحية مستشعرات حساسة للموقع لمشاركة المعلومات مع تلك الموجودة في التقويم الخاص بك ، مما يوفر الطاقة عند استخدام الخدمات القائمة على الموقع. في النهاية ، سيتم توصيل كل شيء بدءًا من الأدوات القابلة للارتداء إلى منتجات إنترنت الأشياء مثل الغسالات وكاميرات المرور وحتى الأشجار ذات المستشعرات الصغيرة. هو يقول:
ستكون هناك بنية تحتية للاتصالات وقوة الحوسبة ولن يترك أحد خالي الوفاض ؛ لأن العديد من القدرات التي يحتاجونها ستكون قريبة منهم. يتم دمج الشحن اللاسلكي في الشبكة للحفاظ على تشغيل الأجهزة بسلاسة.
الواقع الافتراضي والواقع المعزز
ستحقق 5G الكثير من التطورات في الواقع الافتراضي وتدفق الفيديو. قام مشغل Sprint مؤخرًا ببث بطولة كأس أمريكا لكرة القدم لاسلكيًا في الواقع الافتراضي ، وعرضت Huawei عرضًا توضيحيًا لبث فيديو 360 درجة مباشرة على 5G.
التطبيقات المستندة إلى السحابة
ستستفيد تطبيقات الويب والتخزين السحابي بشكل كبير من 5G. يقول القاضي:
ستصبح مساحة السحابة مرفقًا غير محدود لذاكرة الهاتف الذكي. لن تقلق أبدًا بشأن نفاد الذاكرة لتخزين صورك.
تستفيد تطبيقات Google الفورية ، تطبيقات الويب المستندة إلى السحابة والتي تعمل بسرعة كبيرة في متصفح الهاتف المحمول ، بشكل كامل من 5G. مع سرعات الشبكة العالية ، لن تقلق بعد الآن بشأن أوقات التحميل المنخفضة.
إلى متى علينا أن ننتظر؟
يستهدف معظم المشغلين عام 2020 باعتباره عام إطلاق شبكات الجيل الخامس على نطاق واسع. لكن بعض المشغلين واثقون من قدرتهم على إطلاق شبكات 5G قبل 2020. تخطط AT&T لتمديد الفترة التجريبية للشركات الصغيرة والمجمعات المنزلية في النصف الثاني من عام 2017. يعتقد القاضي ، مدير التسويق في شركة Qualcomm ، أنه سيتم إطلاق منتجات متوافقة مع 5G هذا العام. هو يقول:
نتوقع أن نرى ما بين 8 و 10 منتجات متوافقة مع 5G في جميع أنحاء العالم في عام 2017. نتحرك وفقا للخطة. سيصل 5G في وقت أقرب مما تعتقد.
