ما المقصود بالجيل الخامس؟

تعمل شبكات 5G على الترددات الراديوية نفسها التي استخدمتها الشبكات السابقة، مثل 3G و4G و4G LTE، والتي كانت تخدم معظم الهواتف المحمولة حول العالم سابقًا. ومع ذلك، فإن التحسينات في السرعة وزمن الانتقال والنطاق الترددي تمنح شبكات 5G أوقات تنزيل وتحميل أسرع واتصالًا أقوى وموثوقية أفضل، ما يجعلها الخليفة الطبيعي لتقنية 4G.

مثل الذكاء الاصطناعي (AI) وإنترنت الأشياء (IoT) والتعلم الآلي (ML)، تُعَد 5G تقنية مبتكرة للألعاب لديها القدرة على تحويل طريقة تفاعل البشر مع الإنترنت ووسائل التواصل الاجتماعي والمعلومات بشكل عام. وبشكل أكثر تحديدًا، لشبكات 5G تأثير كبير في التكنولوجيا التي تدعم السيارات ذاتية القيادة وأنظمة الألعاب وبث الفيديو عبر اتصال شبكي عالي السرعة.

مع تزايد الطلب على الوصول إلى الإنترنت عالميًا وظهور تقنيات جديدة، يزداد حجم البيانات التي يتم توليدها بشكل كبير وسريع. من المتوقع أن يزيد حجم البيانات التي يتم توليدها يوميًا على مستوى العالم خلال العقد القادم بمئات الزيتابايتات. والبنية التحتية للشبكات التي تعتمد عليها شبكات 4G و4G LTE و3G اللاسلكية لن تكون قادرة على التعامل مع هذه الكمية. تم تجهيز شبكات 5G بسرعات فائقة وزمن انتقال منخفض وسعة موسَّعة للبيانات، للتعامل مع متطلبات التقنيات الجديدة مثل الهواتف الذكية من الجيل التالي التي تحتاج إلى تغطية 5G.

رغم أن شبكات 5G تستخدم الترددات الراديوية نفسها التي تستخدمها شبكات 4G و3G، فإن هناك بعض الاختلافات المهمة التي تجعلها أفضل، خاصةً بالنسبة للشركات التي تسعى إلى استخدام هذه التقنية كجزء من مشروع التحول الرقمي.

تُعَد سرعات شبكات 5G أسرع بعشر مرات من تلك التي توفِّرها شبكات 4G و3G، ما يعني أن الأنشطة مثل تنزيل ملف كبير أو نسخ البيانات احتياطيًا إلى السحابة ستستغرق أقل من ثانية بدلًا من دقائق أو حتى ساعات. تصل معدلات نقل البيانات في شبكات 5G إلى 20 جيجابت في الثانية (Gbps)، بينما يبلغ متوسط سرعات التنزيل 432 ميجابت في الثانية (Mbps). تُعَد سرعات نقل البيانات في شبكات 5G، التي تؤثِّر في كل شيء من الألعاب المحمولة إلى الجراحة عن بُعد، أحد الأسباب الرئيسية لتوقع أن تُحدِث هذه التقنية تحوُّلًا جذريًا.

السبب الذي يجعل تقنية 5G قادرة على توفير مثل هذه السرعات العالية هو أنها تتمتع بزمن انتقال أقل -وهو مقدار الوقت الذي تستغرقه البيانات للانتقال من نقطة إلى أخرى- مقارنةً بالشبكات السابقة. وفي حين أن شبكات الجيل الرابع (4G) تقدِّم زمن انتقال يصل إلى حوالي 200 ميللي ثانية، يمكن لشبكات الجيل الخامس (5G) أن تقدِّم بشكل روتيني زمن انتقال يصل إلى ميللي ثانية واحدة.

من العوامل المميزة الأخرى لشبكات 5G أنها تستخدم أجهزة إرسال أصغر من تلك المستخدمة في الشبكات السابقة، ما يسمح بوضعها بشكل غير بارز على المباني والأشجار وأشياء شائعة أخرى. الخلايا (أو "الخلايا الصغيرة") في شبكات 5G هي في الأساس محطات أساسية تؤدي دورًا محوريًا في ربط الشبكة بأكملها. في تقنية 4G، كان ما يعادل "الخلايا الصغيرة"، والمعروف باسم الخلية الكبيرة (macrocell)، أكبر حجمًا ويتطلب طاقة أكبر.

يُعَد مخطط التعديل والبرمجة التكيفي (MCS) في شبكات 5G، المستخدم لإرسال البيانات من أجهزة WiFi، تحسينًا على MCS المستخدم في شبكات 4G و3G، ما يجعل معدل خطأ الكتل (BER) منخفضًا جدًا. في تقنية 5G، عندما يرتفع معدل الخطأ إلى مستوى معين، يخفض جهاز الإرسال السرعة تلقائيًا حتى ينخفض معدل الخطأ. تُضحي هذه التقنية بالسرعة من أجل الدقة في الوقت الفعلي وتساعد على ضمان معدل خطأ يقترب من الصفر على شبكات 5G.

تعمل شبكات 5G على نطاق أوسع من النطاق الترددي مقارنةً بشبكات 4G و3G، بما في ذلك النطاق المنخفض والنطاق المتوسط والنطاق العالي. يتم تحقيق ذلك من خلال توسيع موارد الطيف الراديوي من مواصفات أقل من 3 جيجاهرتز المستخدمة في الشبكات السابقة إلى 100 جيجاهرتز وما فوق. يُتيح هذا التعديل لشبكات 5G العمل عبر نطاق أوسع من عرض النطاق الترددي، ما يزيد من قدرتها وكفاءتها في نقل البيانات. في الأساس، تمكِّن هذه التطورات التكنولوجية عددًا أكبر من الأجهزة من الاتصال في وقت واحد على شبكة واحدة أو خلية واحدة، كما تسمح لهذه الأجهزة بإرسال واستقبال البيانات في الوقت ذاته.

مثل تقنيتَي 3G و4G، تعتمد تقنية 5G على تقنية الخلايا التي تقسِّم منطقة الخدمة إلى أقسام جغرافية أصغر تُعرَف بالخلايا. أي أجهزة لاسلكية تعمل بتقنية 5G داخل حدود الخلية تتصل بالإنترنت وشبكة الهاتف باستخدام الموجات الراديوية ومحطة قاعدة والهوائيات. تُعَد الشبكات الأحدث أسرع، حيث تصل سرعات التحميل إلى 10 جيجابت في الثانية عندما يكون هناك مستخدم واحد فقط على الشبكة.

لا تقتصر قدرة 5G على ربط عدد أكبر من الأجهزة على الشبكة بفضل عرض النطاق الترددي الأوسع، بل يمكنها أيضًا تقديم سرعات أعلى تحسِّن جودة تطبيقات الإنترنت عند وجود العديد من المستخدمين على نفس الشبكة نفسها -حتى في الخلية نفسها- مثل البيئات الحضرية المزدحمة. مع توسُّع تقنية 5G وزيادة عدد التطبيقات المبنية للاستفادة منها، من المتوقع على نطاق واسع أن يتبنّى المزيد من مزوِّدي خدمة الإنترنت (ISPs) الشهيرة الإنترنت المنزلي بتقنية 5G، مثل Verizon وGoogle وAT&T، ما يزيد من استخداماتها بشكل كبير.فيما يلي بعض الميزات التي تجعل تقنية 5G فريدة ومهيأة لإحداث تغيير جذري في تكنولوجيا الأجهزة المحمولة في المستقبل.

تقسيم الشبكة، أو قدرة مشغِّلي الشبكات باستخدام تقنية 5G على نشر العديد من الشبكات الافتراضية المستقلة على البنية التحتية نفسها، يمتلك العديد من التطبيقات التجارية المحتملة.يُتيح تقسيم الشبكة للشركات تكوين مجموعات من وظائف شبكة 5G وتصنيفها حسب حالة الاستخدام أو نموذج العمل. تمنح هذه القدرة المستخدمين تجربة لاسلكية أكثر موثوقية على أجهزتهم المفضلة.

تمتلك شبكات 5G واجهة هوائية فريدة تم تطويرها خصيصًا للتقنية الجديدة المعروفة باسم 5G NR (الراديو الجديد). يُشير هذا إلى تقنية وصول لاسلكي جديدة (RAT)، تم تطويرها بواسطة مشروع الشراكة للجيل الثالث (3GPP) خصيصًا للاستخدام في شبكات الأجهزة المحمولة من الجيل الخامس. تم تصميم شبكة الجيل الخامس 5G NR لتكون المعيار العالمي الجديد للشبكات الخلوية، مع نشر أول إطلاق تجاري لها قرب نهاية عام 2018. اليوم، ينشر العديد من مشغِّلي شبكات الأجهزة المحمولة شبكات 5G NR، بينما يعمل العديد من الشركات المصنِّعة للأجهزة على بناء هواتفها لتكون متوافقة مع 5G NR. وفقًا لتقرير حديث صادر عن شركة Ericsson، بحلول نهاية عام 2023، كانت 45% من الشبكات في جميع أنحاء العالم متوافقة مع تقنية 5G، ومن المتوقع أن يرتفع هذا الرقم إلى 85% بحلول نهاية العقد.

شبكات 5G الخاصة تشبه الشبكات العامة، لكنها تمنح مالكيها قدرات تخصيص محسَّنة، مثل القدرة على تقييد الوصول واستخدام طيف لاسلكي مرخّص أو غير مرخّص. تزداد شبكات 5G الخاصة شعبية بين الشركات حول العالم؛ لأنها تمكِّن الأعمال من الاستفادة من جميع مزايا تقنية 5G في بيئة مغلقة ومحددة، مثل المصانع والمباني المكتبية والحرم الجامعي والمطارات وغيرها. تمنح شبكات 5G الخاصة الشركات القدرة على إدارة جميع أجهزتها وخدماتها وتطبيقاتها بطريقة خاصة وآمنة وفعَّالة للغاية - أكثر مما لو كانت على شبكة عامة.

تقدِّم خدمات 5G العديد من التحسينات في التقنية اللاسلكية مقارنةً بالأجيال السابقة من الشبكات. وفيما يلي بعض الفوائد التي تتيحها هذه التقنية للأعمال:

مع انتشار تقنية 5G، فإن إمكانياتها في تعزيز النمو الاقتصادي وتحسين الاتصال لا حدود لها. وفيما يلي بعض الطرق الطموحة التي قد تغيِّر بها تقنية 5G عالمنا:

سواء كنت تعيش في بيئة حضرية مزدحمة أو في منطقة ريفية نائية، فإن قدرة تقنية 5G على جمع المعلومات من أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) المتصلة بالإنترنت من المحتمل أن تحسِّن حياتك اليومية. يتطلع مخططو المدن والمسعفون والعديد من الجهات الأخرى إلى اتصال 5G في السنوات القادمة للمساعدة على الحد من الازدحام المروري وتحسين التخطيط وتقليل التلوث الهوائي وتحسين حياة السكان بشكل عام.

عندما يتعلق الأمر بتقنيات الرعاية الصحية، تمكِّن شبكات 5G من تحقيق تقدُّم في الجراحة عن بُعد واستخلاص رؤى مرتبطة بالبيانات وتحسين رعاية المرضى. على سبيل المثال، يُتيح انخفاض زمن الانتقال في تقنية 5G مشاركة المعلومات في الوقت الفعلي عبر الفيديو عالي الدقة، ما قد يجعل الجراحات عن بُعد أكثر شيوعًا. بالإضافة إلى ذلك، ستُسهم المراقبة في الوقت الفعلي للمرضى من خلال الأجهزة المتصلة بإنترنت الأشياء باستخدام شبكات 5G في مساعدة الأطباء على تقديم رعاية أفضل للمرضى الذين لا يخضعون لإشرافهم المباشر.

ستعمل شبكات 5G على تحسين قدرة المؤسسات بشكل كبير على مراقبة أهداف الممارسات البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات (ESG) لديها، مثل انبعاثات الكربون وسلامة العمال وسلاسل التوريد وغير ذلك الكثير. من بين العديد من فوائد شبكات 5G قدرتها على نقل المعلومات باستخدام طاقة منخفضة نسبيًا مقارنةً بسابقاتها. ستعمل تقنية الجيل الخامس أيضًا على تمكين تطوير السيارات الكهربائية والمباني الذكية والعمل عن بُعد - وكلها أمور ثبت أنها تقلل من انبعاثات الكربون.