قبل إطلاقه، كان يُروَّج لتقنية الجيل الخامس لفترة طويلة باعتبارها ترقية رئيسية لتكنولوجيا الشبكات الخلوية. 5G لم تعد شبكات الهاتف المحمول في الولايات المتحدة في مهدها، فقد بدأت توزيع 5G في جميع أنحاء الأمة.
لدى مشغلي شبكات الهاتف المحمول خياران رئيسيان للاختيار من بينهما لنشر تقنية الجيل الخامس: غير مستقل (NSA) ومستقل (SA).
سيطرت NSA على الاختيار الأول لعمليات نشر 5G الأولية بين مشغلي شبكات الهاتف المحمول، وذلك بفضل البنية التحتية الخلوية الموجودة. ولكن، كما هو الحال انطلاق عمليات نشر تقنية الجيل الخامس في جنوب إفريقيامن المهم فهم الفروق بين الطريقتين. فكلا الطريقتين تعتبر طرقًا صالحة لبناء شبكة 5G، ولكن طريقة النشر المختارة تحدد مدى كفاءة تشغيل شبكة 5G.
تستخدم كل من NSA وSA راديو 5G الجديد (5G NR) واجهة، تمكنهم من تقديم ميزات وقدرات بناءً على المعايير التي حددها مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP). توفر تقنية 5G NR حالات استخدام لا حصر لها، ولكن إحدى أهم ميزاتها هي أنها توفر مسارًا من 4G LTE إلى 5G.
5G غير مستقل
عندما يتعلق الأمر بشبكة 5G غير المستقلة، فإن الدليل يكمن في الاسم: إنها شبكة 5G التي لا يمكنها أن تقف بمفردها من حيث البنية التحتية. NSA هي شبكة وصول لاسلكي 5G (RAN) تعمل على نواة 4G LTE القديمة – المعروفة باسم Evolved Packet Core (شهادة أداء الطاقة) — وتدير وظائف مستوى التحكم. يتضمن NSA محطة أساسية 4G و5G، لكن محطة القاعدة 4G لها الأسبقية. ولأن مستوى التحكم NR يرتبط بـ EPC، فإن إشارات التردد اللاسلكي تتجه إلى محطة القاعدة 4G الأساسية.
NSA 5G، والمعروفة أيضًا باسم الإصدار 15 بواسطة 3GPPتعتبر المرحلة الأولى من الجيل الخامس 5G. استخدمت عمليات نشر الجيل الخامس الأولية NSA لأن مشغلي شبكات الهاتف المحمول يمكنهم استخدام بنيتهم التحتية الحالية لبناء شبكة 5G. يمكن لشركات الاتصالات التي لديها شبكات 4G LTE تنفيذ 5G RAN فوق بنياتها الحالية. يمكن أن تعمل NSA 5G كحجر أساس لشركات الاتصالات غير المستعدة لإجراء استثمار ضخم عند الانتقال من الشبكات التقليدية شبكات 4G LTE إلى 5G.
ومع ذلك، فإن العيب في NSA 5G هو أنه لا يمكنه تقديم قدرات معينة يمكن لشبكة SA 5G النقية غير المقيدة تقديمها. على سبيل المثال، لا تمكن NSA من زمن الوصول المنخفض الذي يعد أحد أكبر عوامل الجذب لـ 5G. عيب آخر في NSA هو أنه يتطلب مستوى أعلى من الطاقة لتشغيل شبكات 5G مع البنية التحتية 4G. 5G NR أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من LTE، أفاد معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونياتولكن استخدام شكلين مختلفين من تكنولوجيا الهاتف الخلوي يزيد بشكل كبير من استهلاك الطاقة في الشبكة.
لا ينبغي الخلط بين NSA 5G وتقاسم الطيف الديناميكي (DSS)، وهي طريقة أخرى لنشر 5G مع تقنية 4G. في حين أن NSA تنشئ شبكة 5G ببنية أساسية 4G باستخدام اتصال مزدوج، فإن DSS يسمح لـ 4G LTE و5G NR بالتعايش في نفس نطاق التردد. شبكات 5G لديها نطاق ترددي ديناميكي. مجموعة متنوعة من نطاقات الطيف المتاحة للاستخدامويقوم نظام DSS بتوزيع الطيف بين النطاقات بناءً على طلبات المستخدمين.
فوائد NSA 5G
- انخفاض التكاليف. يمكن لمشغلي شبكات الهاتف المحمول بناء شبكة 5G على البنية التحتية 4G الحالية لديهم بدلاً من الاستثمار في نواة 5G جديدة ومكلفة.
- نشر سهل. تستخدم شبكات NSA البنية التحتية 4G التي اعتاد عليها مشغلو شبكات الهاتف المحمول بالفعل، مما يعمل على تبسيط كل من عمليات التكوين والتحديث.
- طرح سريع. يمكن لمشغلي شبكات الهاتف المحمول إطلاق شبكة 5G تشغيلية بشكل أسرع باستخدام NSA من خلال استخدام البنية التحتية الحالية لشبكة 4G.
- الطريق إلى SA 5G. قامت شركات الاتصالات المتنقلة بتكوين شبكات 5G غير المستقلة كأساس بينما تطورت الشبكات المستقلة. ومع طرح الشبكات المستقلة، يمكن لشركات الاتصالات استبدال عناصر شبكة 4G القديمة ببنية أساسية لشبكة 5G لإدارة شبكات 5G الحالية.
شبكة 5G مستقلة
تتضمن شبكات SA 5G كلًا من 5G RAN ونواة 5G أصلية في السحابة، وهو ما تفتقر إليه شبكات NSA وتستبدله بنواة 4G. ولأن الشبكات SA تحتوي على نوى 5G، فيمكنها أداء الوظائف الأساسية لشبكة الجيل الخامس وتوفر مزايا مثل تقليل زمن الوصول وتحسين أداء الشبكة والقدرة على التحكم في وظائف إدارة الشبكة باستخدام وحدة تحكم مركزية.
تتطلب SA من مشغلي شبكات الهاتف المحمول تكوين بنية جديدة تمامًا وتعلم كيفية إدارتها. وبينما كانت شركات الاتصالات تنتظر نضوج تقنية SA، اختارت معظمها إعادة تكوين شبكات 4G الخاصة بها لدعم 5G، لأنها كانت أرخص وأكثر ملاءمة.
ولكن لم يكن بوسع مقدمي الخدمات الجدد الذين لا يمتلكون شبكات أساسية من الجيل الرابع أن يتبعوا هذه الاستراتيجية. ولأنهم لم يتمكنوا من الاعتماد على شبكة أساسية من الجيل الرابع، فقد كانوا في حاجة إلى بناء البنية الأساسية الخاصة بشبكات الجيل الخامس من الصفر. وقد تتولى شركات الاتصالات المستقلة قريبا التاج بين مشغلي شبكات الهاتف المحمول، حيث بدأت شركات الاتصالات في نشرها للاستفادة من التحسينات التي تقدمها مقارنة بشبكات الاتصالات المستقلة.
أكبر عيب في SA هو أنها مكلفة في التنفيذ وتستغرق وقتًا طويلاً بالنسبة لمحترفي الشبكات لتعلم البنية الأساسية الأساسية الجديدة لشبكة 5G. بغض النظر عن ذلك، فمن المرجح أن تقوم شركات تشغيل الأجهزة المحمولة في النهاية بالتحول إلى SA لأنه في حين أن NSA يمكن أن تكون بمثابة خطوة نحو شبكات 5G، إلا أنها لا تعتبر حقيقي 5G بسبب اعتمادها على تقنية 4G LTE.
فوائد SA 5G
- انخفاض استهلاك الطاقة. نظرًا لأن SA لا تحتاج إلى العمل مع 4G LTE، فهي تستخدم طريقة واحدة فقط من الاتصال الخلوي وتستخدم طاقة أقل لدعم الشبكة.
- مزيد من دعم حالات استخدام 5G. على عكس NSA، يمكن لـ SA تقديم خدمات 5G الأساسية، مثل تحسين زمن الوصول وزيادة حدود النطاق الترددي، لتشغيل الشبكات فائقة السرعة والقابلة للتطوير.
NSA مقابل SA: مواصفات 5G NR
في النهاية، يكمن الاختلاف الأكبر بين NSA وSA في كيفية توفير كل وضع لشبكة 5G. يستخدم NSA شبكة 5G RAN، بالإضافة إلى نواة 4G LTE، بينما SA عبارة عن شبكة 5G شاملة مع كل من شبكة 5G RAN ونواة NR. تحدد طرق النشر الخاصة بكل وضع كيفية دعم كل وضع لمواصفات NR المحددة بواسطة 3GPP.
تتضمن مواصفات 5G NR ما يلي:
- تحسين النطاق العريض المحمول. تعمل كإمتداد لشبكة 4G التي تعمل على زيادة معدلات البيانات لتحسين سرعات الشبكة.
- اتصالات من نوع الآلة الضخمة. يربط ما يصل إلى مليون جهاز ويسهل الاتصال السريع والسلس بينهم.
- اتصالات فائقة الموثوقية وذات زمن انتقال منخفض. ضمان موثوقية الشبكة عن طريق تقليل زمن الوصول إلى أقل من 5 مللي ثانية.
جميع الميزات الثلاث دعم مجموعة من الصناعات والخدماتبما في ذلك القطاعات الناشئة، مثل إنترنت الأشياء والاتصالات عبر الأقمار الصناعية والمزيد. ومع ذلك، فإن SA 5G هو وضع النشر الوحيد الذي يدعم المواصفات الثلاثة. لا يمكن لـ NSA 5G تمكين النطاق العريض المتنقل المحسن إلا لأنه يحتوي على نواة 4G يمكن أن تمتد لدعم المواصفات. يمكن لـ SA تمكين الميزات الثلاث لأنه يحتوي على نواة 5G أكثر قوة ومرونة.
على الرغم من أن SA 5G يمثل تحسنًا مقارنة بـ NSA 5G، إلا أن عددًا قليلًا من المشغلين نشروا أحدث التقنيات. في سبتمبر 2023، نشرت Counterpoint Research تم الإبلاغ عنه أن 47 شركة مشغلة لشبكات الهاتف المحمول حول العالم فقط أصدرت عمليات نشر 5G مستقلة تجارياً.
صرحت العديد من شركات شبكات الهاتف المحمول في السابق أنها حريصة على تطوير تقنية الجيل الخامس في جنوب إفريقيا، لكن الدفعات متأخرة. الاقتصاد العالمي في حالة ركود، وتجد شركات شبكات الهاتف المحمول أيضًا صعوبة في تحقيق عائد على الاستثمار في تقنية الجيل الخامس. نظرًا لأن شركات الاتصالات لم تجد بعد العديد من الفرص المربحة أو المربحة، تطبيقات قاتلة التي تبرر التحول إلى SA 5G، فإن NSA هي السائدة حاليًا.
ومع ذلك، أظهرت الأبحاث أن القدرات المتقدمة التي توفرها تقنية SA 5G، مثل النطاق العريض المتنقل المحسن، والوصول اللاسلكي الثابت، وتقسيم الشبكة والمزيد، تُظهر إمكانات الإيرادات. وقد تكون تقنية SA 5G نفسها هي الاستخدام القاتل الذي يزيد من عائد الاستثمار في تقنية 5G ويوفر سببًا لدعم الانتقال إلى تقنية SA 5G. وعلى الرغم من بساطة وتكاليف نشر تقنية NSA غير المكلفة، يجب على شركات الاتصالات الانتقال إلى تقنية SA 5G لجني أقصى قدر من الإمكانات المرجوة والمفيدة لهذه التقنية.
