في عالم مثالي، يتحسن كل جيل بناءً على أفضل الصفات التي تمتع بها أسلافه ويزدهر بطرق لم تستطع الأجيال السابقة تحقيقها. وعلى نحو ما، تستجيب الأجيال الجديدة للقضايا التي خلقتها الأجيال الأكبر سناً.
وهذا ينطبق بشكل خاص على أجيال شبكات الهاتف المحمول وتكنولوجيا الهاتف الخلوي. وفي حالة 4G مقابل 5G، 5G يهدف ليس فقط إلى التفوق 4G ولكن أيضًا تلبي وتتجاوز أهداف 4G فيما يتعلق بالسرعات العامة ووقت الاستجابة والكثافة.
لقد شهد عصر الجيل الرابع ابتكار العديد من اتجاهات الشبكات، مثل نمو إنترنت الأشياء، وزيادة أعداد الهواتف الذكية، وقوى العمل عن بعد والمتنقلة. وقد تقدمت هذه الاتجاهات طوال العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، مما خلق الحاجة إلى دعم سرعات أسرع وكثافة أكبر للخلايا. ويأمل الخبراء أن يعالج الجيل الأحدث، الجيل الخامس، المشكلات التي طرحها الجيل الرابع.
عندما تفكر المؤسسات في تقنية الجيل الخامس، يتعين عليها فهم الاختلافات بين بنيات شبكات الجيل الرابع والجيل الخامس وتحديد كيفية تأثير البنيتين على العمليات التجارية. تتعمق هذه الميزة في هذه الاختلافات وتناقش ما تعنيه هذه العوامل الرئيسية المميزة للمؤسسات على مستوى العالم.
كيف يعمل 4G؟
4G هو الجيل الرابع من تكنولوجيا شبكات الهاتف المحمول وسلف 5G. يعمل اتصال 4G عبر هوائي ينقل عبر الترددات الراديوية، مما يسمح للأجهزة المحمولة بالاتصال بشبكات الهاتف المحمول.
في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت تقنية الجيل الرابع هي الجيل الأحدث والأكثر ابتكارًا في تكنولوجيا الهاتف الخلوي، ووصلت إلى الانتشار في غضون العقد. تضمنت بعض وعود تقنية الجيل الرابع زيادة كثافة الخلايا وتحسين الأداء. فويب قدرات ونطاق ترددي أكبر.
التطور طويل الأمد لشبكة الجيل الرابع (شبكة ال تي اي) هو المعيار الذهبي العالمي للنطاق العريض اللاسلكي ويضع الأساس لشبكات الجيل الخامس. يدعم كل من الجيل الرابع والجيل الرابع LTE أنواعًا مختلفة من حركة المرور، وهو ما كانت الأجيال السابقة تكافح من أجله والذي يجب على الجيل الخامس الآن تحسينه.
كيف تعمل تقنية الجيل الخامس 5G؟
يأتي الجيل الخامس مع العديد من الميزات والقدرات الجديدة، بما في ذلك تقسيم الشبكة، وإرسال التردد المتعامد (OFDM) ومدخلات متعددة ضخمة ومخرجات متعددة.
كما تقدم تقنية الجيل الخامس معيارًا جديدًا آخر يسمى 5G New Radio (5G NR) التي تهدف إلى استبدال LTE. يعتمد 5G NR على أفضل قدرات LTE ويجلب فوائد جديدة، مثل زيادة توفير الطاقة للأجهزة المتصلة وتحسين الاتصال.
يمكن لشبكة الجيل الخامس أيضًا أن تعمل على طيف جديد عالي التردد – الموجة المليمترية (موجة المليمتر) — والتي تعمل على أطوال موجية تتراوح بين 30 جيجاهرتز و300 جيجاهرتز، مقارنة بأطوال موجية أقل من 6 جيجاهرتز في تقنية 4G LTE. وبسبب طيف الموجات المليمترية، تتطلب تقنية 5G محطات أساسية جديدة للخلايا الصغيرة للعمل والأداء.
مقارنة بين زمن الوصول والسرعة وعرض النطاق الترددي لشبكات 4G و5G
تتضمن الاختلافات الرئيسية بين بنية شبكة 4G و 5G المجالات التالية:
وقت الإستجابة
الفرق الأكبر بين 4G و5G هو زمن الوصول. يمكن لـ 5G تقديم زمن وصول منخفض يقل عن 5 مللي ثانية، بينما يتراوح زمن وصول 4G من 60 مللي ثانية إلى 98 مللي ثانية. يؤدي انخفاض زمن الوصول إلى تقدم في مجالات أخرى، مثل سرعات التنزيل الأسرع.
سرعات التنزيل المحتملة
في حين قدمت تقنية الجيل الرابع العديد من إمكانيات VoIP، فإن تقنية الجيل الخامس تعتمد على تلك الوعود بسرعات تنزيل سريعة محتملة وتعززها. تصل سرعات التنزيل في تقنية الجيل الرابع إلى 1 جيجابت في الثانية، وهدف تقنية الجيل الخامس هو زيادة ذلك عشرة أضعاف للوصول إلى سرعات تنزيل قصوى تبلغ 10 جيجابت في الثانية.
محطات القاعدة
هناك فرق رئيسي آخر بين 4G و5G وهو المحطة الأساسية المطلوبة لنقل الإشارات. فمثل سابقاتها، تنقل 4G الإشارات من أبراج الهاتف الخلوي. ومع ذلك، تستخدم تقنية الجيل الخامس تقنية الخلايا الصغيرةنظرًا لسرعاتها الأعلى ونطاقات التردد mmWave، تقوم شركات الاتصالات بنشر 5G عالي النطاق في خلايا صغيرة بحجم صناديق البيتزا في مواقع متعددة. لا تزال 5G تستخدم أبراج الخلايا لطيف التردد المنخفض أيضًا.
يتعين على شركات الاتصالات نشر خلايا صغيرة في مناطق مختلفة بسبب تردد الموجات المليمترية. وفي حين أن التردد أعلى مما شهدته تكنولوجيا الهاتف المحمول حتى الآن، فإن الموجات المليمترية لديها إشارات أضعف تنتقل عبر مسافات أقصر. ويجب وضع محطات الخلايا الصغيرة بشكل متكرر في محطات قادرة على تشغيل شبكات الجيل الخامس. المناطق لضمان وصول الإشارات إلى المستخدمين والشركات.
ترميز OFDM
تقسم تقنية OFDM الإشارات اللاسلكية المختلفة إلى قنوات منفصلة لتجنب التداخل، وهو ما يوفر أيضًا نطاق ترددي أكبر. ولأن تقنية OFDM تشفر البيانات على ترددات مختلفة، فإن هذا من شأنه أن يعزز سرعات التنزيل في شبكات 4G و5G، حيث سيكون لهذه الشبكات قنوات إشارة خاصة بها بدلاً من قناة مشتركة بينها. تستخدم تقنية 4G قنوات تصل إلى 20 ميجاهرتز، بينما تستخدم تقنية 5G قنوات تتراوح بين 100 ميجاهرتز و800 ميجاهرتز.
كثافة الخلايا
إن تقنية الخلايا الصغيرة تمكن الجيل الخامس من توفير المزيد من كثافة الخلايا وتعزيز سعة الشبكة. وفي حين كانت هذه أيضًا وعودًا للجيل الرابع، فمن المرجح أن ينجح الجيل الخامس حيث فشل سابقه، حيث لم يحقق الجيل الرابع أهدافه العالية للسرعات العامة. لقد زادت شبكات الجيل الخامس من الكثافة، مما يعني أنها تتمتع بقدرة أكبر على دعم المزيد من المستخدمين والأجهزة المتصلة، مما يؤدي إلى زيادة سعة الأجهزة المحمولة والاتصال.
على الرغم من التقدم الذي أحرزته تقنية الجيل الخامس، لقد فشلت بعض توقعاتهاتستغرق شركات الاتصالات وقتًا طويلاً لمعرفة العيوب والتعقيدات التي تخلقها تقنية الجيل الخامس.
توقعات الجيل الخامس مقابل الواقع
إن الوعود التكنولوجية المبكرة لا تضمن دائما. وينبغي للمؤسسات التي تريد تقييم الاختلافات بين 4G و5G فيما يتصل بهندسة شبكاتها أن تتراجع خطوة إلى الوراء وتنظر إلى ما وعدت به 4G، وما تقدمه بالفعل وما قد يعنيه ذلك بالنسبة لواقع 5G. والحذر هو المفتاح لأن الأهداف لا تتحقق دائما في العالم الحقيقي.
على سبيل المثال، كان أحد أهداف الجيل الرابع هو الوصول إلى سرعات عامة من 100 ميجابت في الثانية إلى 1 جيجابت في الثانية. في الواقع، بلغ متوسط هذه السرعات 7 ميجابت في الثانية إلى 43 ميجابت في الثانية. هذا لا يعني أن الجيل الرابع سيئ أو أن الأهداف الأصلية لم تكن ممكنة. بدلاً من ذلك، أرست هذه الأهداف الأساس لما يجب أن يحققه الجيل الخامس وما يمكنه تحقيقه. على سبيل المثال، تعد سرعات التنزيل وأهداف زمن الوصول المنخفض للجيل الخامس امتدادًا لأهداف الجيل الرابع الأصلية.
ومع ذلك، لم تحقق تقنية الجيل الخامس جميع أهدافها في السنوات القليلة الأولى. وقد تستغرق هذه الإنجازات سنوات أو قد لا تتحقق على الإطلاق. ومن الأهمية بمكان أن تفهم المنظمات وفرق الشبكات أن توقعات وواقع 4G و5G متنافيان. وعلى الرغم من ذلك، فإن تقنية الجيل الخامس لديها القدرة على تحسين العمليات ومعالجة أوجه القصور التي فشلت تقنية الجيل الرابع في معالجتها. ولكن كيف ستفعل تقنية الجيل الخامس ذلك على المدى الطويل وعلى المستوى العالمي لم يتضح بعد.
ملحوظة المحرر: تم تحديث هذه المقالة في يوليو 2024 لتحسين تجربة القارئ.
ميشيلا جوس هي محررة رئيسية لمواقع تجربة العملاء وإدارة المحتوى في TechTarget. انضمت إلى TechTarget ككاتبة ومحررة في عام 2018.
