الجيل الخامس من تكنولوجيا الخليوي 5G، ليست نكهة واحدة. في الواقع، يتضمن كل نوع من شبكات الجيل الخامس إمكانات جديدة ومتقدمة يمكن إضافتها إلى كل إصدار.
تشتمل الأنواع المختلفة من 5G على الترددات المختلفة التي تعمل عليها 5G، والتي يطلق عليها اسم النطاق المنخفض والنطاق المتوسط والنطاق العالي 5G. تتعلق الفروق بين هذه النكهات بالخصائص المختلفة لكل طيف.
كل نوع 5G يبني على قدرات الأجيال السابقة ويهدف إلى إصلاح المشاكل التي خلقتها تلك الأجيال. ومع ذلك، فإن تقنية 5G جديرة بالملاحظة لأنها تتيح تطبيقات وتقنيات متقدمة تجعلها فريدة من نوعها لشبكات المؤسسات.
5G يشبه آيس كريم نابولي، وهو نوع من الآيس كريم بثلاث نكهات منفصلة في حاوية واحدة. تشبه شبكات الجيل الخامس المنخفضة والمتوسطة والعالية النطاق الفانيليا والشوكولاتة والفراولة على التوالي. تستخدم ثلاث شركات اتصالات أمريكية كبرى – AT&T، وT-Mobile، وVerizon – نطاقات التردد الثلاثة جميعها.
النطاق المنخفض 5G
النطاق المنخفض هو أقرب طيف 5G إلى 4G و 4G LTE. يعمل على أقرب الترددات لمحطات التلفزيون والراديو. تشمل مزايا 5G منخفضة النطاق ما يلي:
- شائعة الاستخدام. معظم محترفي الشبكات على دراية بشبكة 5G ذات النطاق المنخفض، وهي أساسية إلى حد ما من حيث الترددات المتقدمة.
- اختراق. توفر شبكة 5G منخفضة النطاق اختراقًا أفضل بكثير للمباني مقارنة بأنواع 5G الأخرى.
- بعيد المدى. يمكن لشبكة 5G ذات النطاق المنخفض السفر لمسافات طويلة. لا تزال بعض محطات التلفزيون تستخدم نطاقات تردد مماثلة لأنها يمكن أن تغطي مساحات كبيرة.
- نطاقات التردد. يتراوح نطاق 5G منخفض النطاق من 600 ميجاهرتز إلى 900 ميجاهرتز، وفقًا لـ لجنة الاتصالات الفيدرالية (لجنة الاتصالات الفيدرالية).
ومع ذلك، فإن تقنية 5G ذات النطاق المنخفض لا تخلو من التحديات. تشمل عيوب النطاق المنخفض 5G ما يلي:
- أبطأ من أنواع 5G الأخرى. إن شبكة 5G ذات النطاق المنخفض ليست بنفس سرعة النكهات الأخرى، ولهذا السبب يمكنها السفر لمسافات أبعد. لديها قدرة أقل على حمل البيانات من الترددات الأعلى.
- عرض النطاق الترددي المنخفض. تتميز شبكات 5G ذات النطاق المنخفض بعرض نطاق ترددي منخفض.
منتصف النطاق 5G
يعد النطاق المتوسط أكثر تقدمًا قليلاً من النطاق المنخفض، ولكنه ليس النوع الأكثر شهرة من شبكات الجيل الخامس. وتشمل فوائده ما يلي:
- مرادفًا للطيف الفرعي 6 جيجا هرتز. يتراوح نطاق 5G متوسط النطاق من 2.5 جيجا هرتز و3.5 جيجا هرتز و3.7 جيجا هرتز إلى 4.2 جيجا هرتز.
- أوسع من النطاق المنخفض. يبلغ عرض نطاق 5G للنطاق المتوسط خمسة أضعاف نطاق النطاق المنخفض.
- سعة بيانات أعلى. ونظرًا لأن شبكة 5G متوسطة النطاق أوسع من شبكة 5G منخفضة النطاق، فإنها تتمتع بقدرة أكبر على نقل كميات أكبر من البيانات.
تشمل سلبيات النطاق المتوسط 5G ما يلي:
- تداخل العوائق. يمكن أن تؤثر المباني والأجسام الصلبة الأخرى على النطاقات الأعلى من النطاق المتوسط 5G. ومع ذلك، فإن مشكلات الاختراق أكثر انتشارًا مع شبكات الجيل الخامس عالية النطاق.
- ارتفاع تكاليف النشر. يعد مسح الطيف ونشره وبناء المزيد من الأبراج أمرًا مكلفًا لشركات النقل.
النطاق العالي 5G والموجة المليمترية
إن شبكة 5G عالية النطاق هي عكس شبكة 5G منخفضة النطاق بشكل فعال: لا يمكنها السفر بعيدًا، ولكنها تتمتع بسرعات فائقة السرعة تنتج عن فوائد 5G الأكثر شهرة. تنص لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) على أن النطاق العالي 5G يشمل نطاقات 24 جيجا هرتز و28 جيجا هرتز و37 جيجا هرتز و39 جيجا هرتز و47 جيجا هرتز. تشمل الفوائد ما يلي:
- يستخدم موجة ملليمتر. استخدامات 5G عالية النطاق mmWave، الطيف بين 30 جيجا هرتز و 300 جيجا هرتز، مما يوفر اتصالاً عالي السرعة وسرعات تنزيل أسرع.
- زيادة الاهتمام. أدت القدرات المتقدمة لشبكة 5G عالية النطاق – وعرض النطاق الترددي العالي لـ mmWave والقدرة على حمل المزيد من البيانات بين الوجهات – إلى زيادة الاهتمام العالمي بشبكة 5G.
- حالات الاستخدام المتقدمة. تجعل MmWave شبكات الجيل الخامس عالية النطاق هي النوع الوحيد من شبكات الجيل الخامس الذي يتمتع بحالات استخدام مميزة محتملة مقارنة بالأنواع الأخرى. يمكن لـ MmWave أن يدعم مستوى الأداء والسرعة التي تتطلبها مراكز البيانات، أكثر من شبكات 5G ذات النطاق المنخفض أو المتوسط.
تشمل سلبيات النطاق العالي 5G ما يلي:
- ضعف خط الرؤية. لا تستطيع تقنية MmWave اختراق العوائق، مما يحد من نطاق التردد.
- تداخل العوائق. على سبيل المثال، قد تؤدي حالات الطقس مثل هطول الأمطار الغزيرة إلى إعاقة الموجة المليمترية.
- تكاليف التثبيت. النطاق العالي 5G يتطلب شبكات كثيفة من الخلايا الصغيرة والتثبيت المناسب لنشر 5G الناجح للمؤسسة.
أنواع نشر الشبكة
لدى 5G خياران للنشر: غير مستقل (NSA) ومستقل (SA) 5G. كلا وضعي النشر متاحان عبر جميع نطاقات التردد.
ان اس ايه 5 جي
تعتمد NSA 5G على البنية التحتية الحالية لـ 4G. بدلاً من العمل بنواة 5G، تجمع NSA 5G بين نواة 4G LTE وشبكة وصول راديو 5G. شبكة الوصول الراديوي 5G (ركض) تمكن شبكات NSA 5G من العمل بسرعات أعلى من الشبكات المحمولة السابقة. يعد نشر NSA 5G أسرع أيضًا لأنه يعمل على تحسين شبكات 4G الحالية.
ومع ذلك، لا تزال NSA 5G محدودة بسبب اعتمادها على 4G. إن NSA 5G معرضة لنفس المخاطر الأمنية التي تصيب البنية التحتية لـ 4G. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن NSA 5G لديها مسار نشر أبسط، فإن الجمع بين 4G LTE و5G RAN يستهلك المزيد من الطاقة، مما يؤدي إلى تعقيد إدارة البنية التحتية. قد تكون التكاليف الأولية أقل، ولكن ارتفاع استهلاك الطاقة ومسار الترقية المحدود إلى SA 5G يجعل NSA خيارًا أكثر تكلفة على المدى الطويل.
مستقل 5G
على عكس NSA 5G، يستخدم SA 5G نواة 5G الأصلية، مما يعني أنه لا يعتمد على البنية التحتية 4G LTE للعمل. وهذا يؤدي إلى تحسين الأداء وأمان أقوى ومزيد من المرونة. يتيح SA 5G أيضًا التطبيقات الجديدة التي لا تستطيع NSA 5G دعمها نظرًا لبنيتها القديمة. تشمل حالات الاستخدام التي يمكن لـ SA 5G تمكينها إنترنت الأشياء والمدن الذكية والمركبات ذاتية القيادة والمزيد.
ومع ذلك، نظرًا لأن SA 5G عبارة عن بنية جديدة، فإنها تتطلب أجهزة ومعدات جديدة لبناء الشبكة من الصفر. لا تزال تقنية SA 5G قيد التطوير، مما قد يجعل نشرها أكثر صعوبة. قد لا يكون مشغلو الشبكات على دراية بالأجهزة والبروتوكولات والمعايير كما هو الحال مع البنية التحتية لـ 4G، وقد يؤدي نقص الخبرة هذا إلى جعل النشر أكثر صعوبة. يمكن أن يؤدي النشر المعقد إلى حدوث مشكلات في البنية التحتية، وقد يؤدي الافتقار إلى بروتوكولات SA 5G الناضجة إلى جعل الشبكة أكثر عرضة للمخاطر الأمنية.
على الرغم من أن تكلفة نشر SA 5G في البداية أكبر من تكلفة نشر NSA 5G، إلا أن بنيتها التحتية الجديدة تعني أنها لا تحتاج إلى الترقية في المستقبل. وهذا يجعل SA 5G الخيار الأقل تكلفة بين خياري نشر 5G على المدى الطويل.
قدرات 5G متنوعة أخرى
تعد المشاركة الديناميكية للطيف إحدى الإمكانيات التي يمكن لجميع أنواع شبكات الجيل الخامس استخدامها. وتشمل الإمكانات الأخرى زمن الوصول المنخفض الموثوق به للغاية، وقدرات إنترنت الأشياء، والنطاق العريض المتنقل المحسّن.
تقاسم الطيف الديناميكي
تسمح المشاركة الديناميكية للطيف بوجود ترددات 5G مختلفة على نفس طيف 4G. أصبحت هذه المشاركة أكثر انتشارًا حيث قامت شركات النقل بإغلاق الطيف الذي خصصته لتقنيات 2G أو 3G والاستثمار في الطيف الذي يمكن أن تعمل عليه 4G و5G معًا.
يمكن أن تفيد المشاركة الديناميكية للطيف المؤسسات التي تستخدم بالفعل تقنية 4G وغير متأكدة مما إذا كان الاستثمار في 5G سيكون مفيدًا أم لا. لا يزال بإمكان 4G أن يخدم العديد من حالات الاستخدام. يمكن للمؤسسات التي ترغب في إضافة 4G إلى اتصال 5G الخاص بها استخدام المشاركة الديناميكية للطيف لتمكين هذا الجمع.
الكمون المنخفض موثوق للغاية
تم تصميم 5G لدعم الاتصالات فائقة الموثوقية ذات زمن الاستجابة المنخفض (URLLC)، مما يتيح استجابات سريعة للطلبات والاستفادة من مجالات مثل الأتمتة ومؤتمرات الفيديو.
علاوة على ذلك، يمكن لـ URLLC توفير أموال المؤسسات تمكن الاتصال عن بعد. يمكن أن يكون الاتصال فوريًا مع تقنية الجيل الخامس، حتى بدون الحضور الجسدي للشخص. يمكن لهذا الاتصال أيضًا تعزيز قدرات التعرف على الوجه والمراقبة بالفيديو.
قدرات إنترنت الأشياء
يمكن للأنواع الثلاثة من 5G تمكين الاتصالات الضخمة من نوع الآلة، وهي قدرة الآلات على التواصل مع بعضها البعض دون تدخل بشري، مثل إنترنت الأشياء. على وجه الخصوص، تمكن 5G إنترنت الأشياء ضيق النطاق، وهي تقنية إنترنت الأشياء منخفضة الطاقة يمكنها الاستفادة ودعم عدد كبير من أجهزة إنترنت الأشياء.
تعمل إنترنت الأشياء ذات النطاق الضيق أيضًا على تحسين عمر بطارية الأجهزة المحمولة، لذا يمكن أن تدوم بطارية مستشعر إنترنت الأشياء لمدة تصل إلى 10 سنوات. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان لدى المؤسسة أنظمة مختلفة لجميع أجهزتها المتصلة، فيمكن لـ 5G دمجها في شبكة واحدة. يهدف كل نوع من أنواع 5G إلى دعم جميع الأجهزة المتصلة بسرعة وبشكل موثوق على شبكة 5G واحدة بهذه الإمكانات الجديدة.
تعزيز النطاق العريض المحمول
تعمل قدرة النطاق العريض المتنقل المحسنة على تحسين عمليات النطاق العريض المتنقل القياسية. ويمكنه أيضًا خفض تكاليف المؤسسة فيما يتعلق بالاتصال السلكي.
هذا النطاق العريض المعزز هو السبب الذي جعل الخبراء يتساءلون عما إذا كانت شبكة 5G ستحل محل شبكة Wi-Fi، لأنها توفر اتصالاً أسرع وأكثر مرونة وموثوقية من التكنولوجيا الخلوية التقليدية وشبكة Wi-Fi.
ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه المقالة لتعكس التغييرات في استخدام شركات الاتصالات لنطاقات 5G.
