U3F1ZWV6ZTU4ODg1NjE0NDRfQWN0aXZhdGlvbjY2NzA5Mjc5OTY2
recent
أخبار ساخنة

ماهي شبكة الجيل الخامس وكيف تعمل




لقد مر ما يقرب من عقد من الزمان ، ولكن في النهاية أصبحت 5G حقيقة واقعة. بدأت شركات الطيران في طرح شبكات 5G الثابتة لاختيار مدن منذ ما يقرب من عامين ، وبدأت شبكات المحمول 5G بالفعل في الظهور في مدن حول الولايات المتحدة هذا العام ، مع توقع نشرات أكثر شمولاً في عام 2020.

يبدو الآن أن هناك أسئلة حول 5G أكثر من الإجابات. يتساءل بعض الأشخاص عن ماهية 5G ، وما إذا كانوا سيشاهدونها في مدينتهم ، بينما يهتم آخرون بالهواتف الذكية 5G. وبالطبع ، هناك نقاش حول أي شركة اتصالات ستحصل على أفضل خدمة 5G.


5G هو الجيل التالي من النطاق العريض للأجهزة المحمولة الذي سيحل في نهاية المطاف ، أو على الأقل زيادة ، اتصال 4G LTE. مع 5G ، سترى سرعات تحميل وتحميل أسرع بشكل كبير. الكمون ، أو الوقت الذي تستغرقه الأجهزة للتواصل مع الشبكات اللاسلكية ، سينخفض ​​بشكل كبير أيضًا.

كيف 5G العمل؟

الآن بعد أن عرفنا ما هي تقنية 5G ، من الجيد أن نفهم كيف تعمل ، لأنه يختلف عن تقنية 4G LTE التقليدية. أولاً ، دعنا نتحدث عن الطيف.

على عكس LTE ، تعمل 5G على ثلاثة نطاقات طيفية مختلفة. رغم أن هذا قد لا يبدو مهماً ، إلا أنه سيكون له تأثير كبير على استخدامك اليومي.
يمكن أيضًا وصف الطيف منخفض النطاق بأنه طيف فرعي بتردد 1 جيجاهرتز. إنه النطاق الأساسي الذي تستخدمه شركات الاتصالات في الولايات المتحدة الأمريكية للـ LTE ، وقد استنفذ النطاق الترددي تقريبًا. بينما يوفر الطيف المنخفض النطاق مساحة تغطية كبيرة واختراقًا للجدران ، إلا أن هناك عيبًا كبيرًا: ستزداد سرعات بيانات الذروة حوالي 100 ميجابت في الثانية.

تي موبايل هو اللاعب الرئيسي عندما يتعلق الأمر بطيف الترددات المنخفضة. التقطت شركة الاتصالات كمية هائلة من الطيف 600 ميجا هرتز في مزاد لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) في عام 2017 وتستخدمه لإنشاء شبكة 5G على مستوى البلاد بسرعة.


يوفر طيف النطاق المتوسط  سرعات أسرع وزمن وصول أقل من النطاق المنخفض. ومع ذلك ، فإنها تفشل في اختراق المباني بفعالية مثل الطيف المنخفض النطاق. توقع سرعات قصوى تصل إلى 1 جيجابت في الثانية على طيف النطاق المتوسط.

تمتلك Sprint غالبية طيف النطاق الأوسط غير المستخدم في الولايات المتحدة. تستخدم شركة الاتصالات Massive MIMO لتحسين منطقة التغطية والتغطية على النطاق المتوسط. تقوم مجموعة MIMO الضخمة بتجميع الهوائيات المتعددة على صندوق واحد ، وفي برج خلية واحد ، لإنشاء حزم متزامنة متعددة لمختلف المستخدمين. ستستخدم Sprint أيضًا Beamforming لدعم خدمة 5G على النطاق الأوسط. يؤدي ذلك إلى إرسال إشارة واحدة مركزة إلى كل مستخدم في الخلية ، وتراقب الأنظمة التي تستخدمها كل مستخدم للتأكد من وجود إشارة متسقة.



الطيف الترددي العالي هو ما يوفر أعلى أداء لـ 5G ، ولكن مع نقاط ضعف كبيرة. وغالبًا ما يشار إليها باسم mmWave . يمكن أن يوفر الطيف عريض النطاق سرعات قصوى تصل إلى 10 جيجابت في الثانية ولديه زمن انتقال منخفض للغاية. العيب الرئيسي في النطاق العريض هو أنه يحتوي على منطقة تغطية منخفضة وأن تغلغل المبنى ضعيف.

AT & T ، T-موبايل و فيريزون كلها المتداول خارج الطيف عالية الفرقة. تغطية 5G للناقلات ستنطلق من شبكة LTE بينما تعمل على بناء شبكات وطنية. نظرًا لأن الطيف الترددي العالي النطاق يبني تغلغل منطقة التغطية والتغطية للسرعة العالية ، فسيعتمد على العديد من  الخلايا الصغيرة.  هذه هي محطات قاعدة منخفضة الطاقة تغطي مناطق جغرافية صغيرة ويمكن دمجها مع Beamforming لتعزيز التغطية.


ما مدى سرعة 5G؟


و الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) هو وكالة متخصصة في الأمم المتحدة التي تطور المعايير التقنية لتكنولوجيا الاتصالات، ويحدد القواعد لاستخدام الطيف الترددي والتشغيل البيني الاتصالات. في عام 2012 ، أنشأ الاتحاد الدولي للاتصالات برنامجًا أطلق عليه "IMT لعام 2020 وما بعده" (IMT-2020) للبحث وتحديد الحد الأدنى لمتطلبات 5G. بعد سنوات من العمل ، أنشأت الوكالة مسودة تقرير مع 13 متطلبات الحد الأدنى ل 5 G في عام 2017.


بمجرد أن يحدد الاتحاد الحد الأدنى لمتطلبات الجيل الخامس ، بدأت مجموعة شراكة الجيل الثالث ( 3GPP ) ، بالتعاون مع منظمات معايير الاتصالات السلكية واللاسلكية ، العمل على وضع معايير للجيل الخامس. في ديسمبر 2017 ، أكملت 3GPP مواصفاتها غير المستقلة (NSA) ، وفي يونيو 2018 تابعت بمواصفاتها المستقلة (SA) .

كلا  تشترك معايير NSA وSA بنفس المواصفات ، ولكن NSA يستخدم شبكات LTE القائمة لالتمهيدية بينما SA استخدام الشبكة الأساسية من الجيل التالي. تبدأ شركات الجوال بمواصفات NSA ، مما يعني أنك ستعود إلى 4G LTE في بيئة خالية من الجيل الخامس.


و المعايير التي وضعتها 3GPP توافقا مع أهداف الأداء IMT-2020 ومعقدة إلى حد ما، ولكن هنا المتهدمة العام:

ذروة معدل البيانات: 5G سوف تقدم سرعات بيانات أسرع بكثير. يمكن أن تصل معدلات بيانات الذروة إلى الوصلة الهابطة بسرعة 20 جيجابت في الثانية والوصلة الصاعدة بسرعة 10 جيجابت في الثانية لكل محطة قاعدة متنقلة. ضع في اعتبارك أن هذه ليست السرعة التي تواجهها مع شبكة الجيل الخامس (ما لم يكن لديك اتصال مخصص) ، إنها السرعة التي يشاركها جميع المستخدمين في الخلية.
سرعات العالم الحقيقي: في  حين أن معدلات ذروة البيانات الخاصة بشركة 5G تبدو رائعة للغاية ، فإن السرعات الفعلية لن تكون هي نفسها. تستدعي المواصفات سرعات تنزيل المستخدم البالغة 100 ميغابت في الثانية وسرعات تحميل تصل إلى 50 ميجابت في الثانية.
الكمون:  يجب أن يكون الوقت الذي يستغرقه نقل البيانات من نقطة إلى أخرى ، في 4 مللي ثانية في الظروف المثالية ، وفي 1 مللي ثانية لحالات الاستخدام التي تتطلب أقصى سرعة. فكر في العمليات الجراحية عن بعد ، على سبيل المثال.
الكفاءة:  يجب أن تكون واجهات الراديو فعالة من حيث الطاقة عند الاستخدام ، وأن تنخفض في وضع الطاقة المنخفضة عندما لا تكون قيد الاستخدام. من الناحية المثالية ، يجب أن يكون الراديو قادراً على التحول إلى حالة منخفضة الطاقة في غضون 10 ميلي ثانية عندما لم يعد قيد الاستخدام.
الكفاءة الطيفية: الكفاءة  الطيفية هي  "الاستخدام الأمثل للطيف أو عرض النطاق الترددي بحيث يمكن إرسال أكبر قدر ممكن من البيانات بأقل عدد من أخطاء الإرسال". ينبغي أن تتمتع 5G بالكفاءة الطيفية المحسّنة قليلاً على LTE ، بحيث تصل إلى 30 بت / هرتز ، و 15 بت / هرتز الإرسال.
التنقل:  مع 5G ، ينبغي أن تدعم المحطات الأساسية الحركة من 0 إلى 310 ميل في الساعة. هذا يعني في الأساس أن المحطة الأساسية يجب أن تعمل عبر مجموعة من حركات الهوائي - حتى في قطار فائق السرعة. بينما يتم القيام به بسهولة على شبكات LTE ، يمكن أن يمثل هذا التنقل تحديًا على شبكات الموجات الملليمترية الجديدة.
كثافة الاتصال:  يجب أن تكون شبكة 5G قادرة على دعم العديد من الأجهزة المتصلة أكثر من LTE. يجب أن تكون الحالات القياسية 5G قادرة على دعم مليون جهاز متصل لكل كيلومتر مربع. هذا رقم ضخم ، والذي يأخذ في الاعتبار عدد كبير من الأجهزة التي ستعمل على تشغيل إنترنت الأشياء (IoT).
ماذا يمكن أن تفعل 5G؟



تحسين النطاق العريض
لا شك أن التحول إلى تقنية 5G سيغير الطريقة التي نتفاعل بها مع التكنولوجيا على أساس يومي ، لكنه أيضًا ضرورة مطلقة إذا أردنا الاستمرار في استخدام النطاق العريض للأجهزة المحمولة.

شركات الطيران تنفد قدرة LTE في العديد من المناطق الحضرية الكبرى. في بعض المدن ، يعاني المستخدمون بالفعل من تباطؤ في أوقات الازدحام في اليوم. تضيف 5G كميات هائلة من الطيف في النطاقات التي لم يتم استخدامها لحركة النطاق العريض التجارية.

المركبات ذاتية القيادة

من المتوقع أن ترى المركبات المستقلة ترتفع بنفس معدل نشر 5G في جميع أنحاء الولايات المتحدة. في المستقبل ، ستتواصل سيارتك  مع المركبات الأخرى على الطريق ، وتقدم المعلومات إلى السيارات الأخرى حول ظروف الطريق ، وتقدم معلومات الأداء للسائقين وصناع السيارات. إذا كانت السيارة تسير بسرعة للأمام ، فقد تتعلم عنك الفرامل على الفور وبشكل استباقي ، مما يمنع الاصطدام. هذا النوع من الاتصالات من سيارة إلى أخرى يمكن أن ينقذ الآلاف من الأرواح في النهاية.


السلامة العامة والبنية التحتية

ستسمحGللمدن والبلديات الأخرى بالعمل بكفاءة أكبر. ستكون شركات المرافق قادرة على تتبع الاستخدام عن بُعد بسهولة ، ويمكن لأجهزة الاستشعار إخطار إدارات الأشغال العامة عند خروج المصارف أو الفيضانات ، وستتمكن البلديات من تثبيت كاميرات المراقبة بسرعة وبتكلفة منخفضة .

جهاز التحكم عن بعد

نظرًا لأن 5G لديها زمن انتقال منخفض بشكل ملحوظ ، فإن التحكم عن بُعد في الآلات الثقيلة سيصبح حقيقة. في حين أن الهدف الأساسي هو تقليل المخاطر في البيئات الخطرة ، إلا أنه سيسمح أيضًا للفنيين ذوي المهارات المتخصصة بالتحكم في الآلات من أي مكان في العالم.

رعاية صحية

يمكن لمكون الاتصالات ذات الاستتار المنخفض الموثوق (URLLC) في 5G تغيير الرعاية الصحية بشكل أساسي. نظرًا لأن URLLC يقلل زمن الوصول إلى 5 جيجابت أكثر مما ستراه مع النطاق العريض المتنقل للمحمول ، يفتح عالم من الإمكانيات الجديدة. نتوقع أن نرى تحسنا في التطبيب عن بعد ، والشفاء عن بعد ، والعلاج الطبيعي عن طريق AR ، والجراحة الدقيقة ، وحتى الجراحة عن بعد في السنوات المقبلة.

تذكر اتصالات ضخمة من نوع الجهاز؟ سوف تلعب mMTC دورًا رئيسيًا في الرعاية الصحية. يمكن للمستشفيات إنشاء شبكات استشعار ضخمة لمراقبة المرضى ، ويمكن للأطباء وصف الحبوب الذكية لتتبع الامتثال ، ويمكن لشركات التأمين حتى مراقبة المشتركين لتحديد العلاجات والعمليات المناسبة.

تقنيات عمليات

واحدة من أكثر الجوانب إثارة وحاسمة من 5G هو تأثيرها على إنترنت الأشياء. بينما لدينا حاليًا أجهزة استشعار يمكنها التواصل مع بعضها البعض ، فإنها تميل إلى طلب الكثير من الموارد وتستنفد بسرعة سعة بيانات LTE.

مع سرعات 5G وميزات منخفضة ، سيتم تشغيل إنترنت الأشياء عن طريق الاتصالات بين أجهزة الاستشعار والأجهزة الذكية (هنا mMTC مرة أخرى). مقارنةً بالأجهزة الذكية الحالية في السوق ، ستتطلب أجهزة mMTC موارد أقل ، حيث يمكن  لأعداد كبيرة من هذه الأجهزة الاتصال بمحطة أساسية واحدة ، مما يجعلها أكثر كفاءة.

أين هو 5G الآن؟

لذا ، متى يجب أن تتوقع رؤية 5G في حيك؟ حسنًا ، هذا يعتمد على الحي الذي تعيش فيه. تتمتع بعض الأحياء بالفعل بوصول 5G - مما يعني أن كل ما تحتاجه للاستفادة من السرعات الفائقة السرعة هو هاتف ذكي يدعم تقنية 5G. تعمل جميع شركات النقل الأمريكية الكبرى بشغف لبناء شبكات 5G ، ومع ذلك فإن النشر في جميع أنحاء البلاد سيستغرق مع ذلك عدة سنوات. إذا كنت مهتمًا بمعرفة ما إذا كان بإمكان مدينتك الوصول إلى شبكة الجيل الخامس ، فراجع هذا الدليل .

تجدر الإشارة أيضًا إلى أن كل شركة نقل لديها استراتيجية مختلفة للتوزيع 5G. هذا يعني أن تجربة الجيل الخامس الخاصة بك قد تختلف اختلافًا كبيرًا حسب شركة الجوال الخاصة بك. إليك جميع التفاصيل التي لدينا حاليًا فيما يتعلق بخطط نشر كل شركة نقل.


ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق

إرسال تعليق

الاسمبريد إلكترونيرسالة