ما هي تقنية 5G وما مدى سرعتها؟

وفقًا لشركات الجوال، فإن هذا هو أحدث شيء وأعظم شيء: 5G، وهو معيار لاسلكي من الجيل الخامس يقال إنه ينافس سرعات الإنترنت المنزلية في ظل الظروف المثالية. ما هي السرعة- وهل ترقى إلى مستوى الضجيج؟ سوف نلقي نظرة.

ما هو 5G؟
5G هو مصطلح صناعي لشبكة خلوية لاسلكية جديدة تحل محل معيار 4G LTE السابق، تمامًا مثل 4G الذي حل محل 3G. 5G تعني "الجيل الخامس" - وهي خامس نسخة رئيسية من تكنولوجيا الهاتف المحمول منذ نشأة شبكات الهاتف الخلوي في أوائل الثمانينيات.

في ظل الظروف المثالية، تم تصميم 5G ليكون أسرع بكثير من تقنية 4G LTE للأجهزة مثل الهواتف الذكية. لكن شركات الجوال تهدف أيضًا إلى توفير خدمة إنترنت سريع عبر الهاتف المحمول للأجهزة الأخرى، مثل السيارات المتصلة، وأدوات المنزل الذكي، وأجهزة إنترنت الأشياء (IoT). حتى أنه قد يحل محل اتصال الإنترنت السلكي بالمنزل.

لاستخدام 5G، فأنت بحاجة إلى جهاز (مثل هاتف ذكي) يدعمه بأجهزة خاصة بداخله. ما لم تحتوي أجهزة 4G أو LTE الحالية على أجهزة راديو متوافقة مع 5G، فلا يمكنها الترقية إلى 5G من خلال تحديث البرنامج.

ما مدى سرعة 5G؟
بينما تتفوق 4G على سرعة 100 ميجابت في الثانية النظرية (Mbps)، فإن 5G تتفوق بسرعة 10 جيجابت في الثانية (Gbps). هذا يعني أن 5G يمكن أن تكون أسرع بمئة مرة من تقنية 4G الحالية - بأقصى سرعتها النظرية، على أي حال.

لا يقتصر الأمر على الإنتاجية فقط. تعد 5G بتقليل زمن الوصول بشكل كبير، مما يعني أوقات تحميل أسرع واستجابة محسنة عند القيام بأي شيء على الإنترنت. على وجه التحديد، تعد المواصفات بحد أقصى للكمون يبلغ 4 مللي ثانية على 5G مقابل 20 مللي ثانية على 4G LTE.

لكن بينما وعدت الشركات بالكثير من 5G، كانت النتائج في العالم الحقيقي مختلطة. في عام 2020، روجت شركة Verizon لما يقرب من 1 جيجابت / ثانية لمعدلات 5G في شيكاغو والتي من شأنها أن تسمح لشخص ما بتنزيل فيديو 600 ميجابايت في حوالي 34 ثانية، مقابل 2.3 دقيقة بسرعات LTE. لكن أرقام Verizon هذه أعلى بكثير من البيانات الحالية على الأرض. وفقًا لتحليلات Ookla التي تم جمعها من Speedtest.net، تراوح متوسط ​​سرعات 5G بين ثلاث شركات اتصالات رئيسية في الولايات المتحدة من حوالي 68 إلى 192 ميغابت في الثانية في الربع الأول من عام 2022.

إذا كانت شبكة 5G ستصل باستمرار إلى سرعات 1 جيجابت وأعلى، فستتفوق على اتصالات الإنترنت الكبلية المنزلية الأمريكية، مما يجعلها أكثر قابلية للمقارنة بالألياف. قد تواجه شركات الإنترنت على الخطوط الأرضية مثل Comcast و Cox وغيرهما منافسة جدية - خاصةً عندما تكون الخيار الوحيد للإنترنت المنزلي السريع في منطقة معينة. يمكن أن تقدم شركات الاتصالات اللاسلكية بديلاً دون مد الأسلاك المادية في كل منزل.

ومع ذلك، هناك عقبة كبيرة: اتضح أن تلك السرعات العالية جدًا تعتمد على اتصالات خط الرؤية تقريبًا إلى الأبراج الخلوية التي تدعم 5G (أو المحطات الأساسية الأصغر الموجودة في جميع أنحاء المدينة) مع عدم وجود عوائق تقريبًا بينها. لتحقيق هذه السرعات، يجب أن تستخدم أجهزة 5G نطاقًا لاسلكيًا خاصًا يسمى موجة المليمتر (mmWave)، والتي تكون عرضة للتداخل بشكل كبير. نظرًا لأن العديد من الأشخاص يستخدمون الهواتف المحمولة في المنزل أو السيارة، فمن شبه المؤكد أنهم لن يصلوا أبدًا إلى الحدود النظرية لسرعات 5G.

هناك بعض الفواق في العالم الحقيقي أيضًا. على سبيل المثال، يفرض العديد من مزودي خدمة الإنترنت قيودًا على البيانات. حتى إذا أعطاك مشغل شبكة الاتصال اللاسلكي الخاص بك حدًا أقصى للبيانات يبلغ 100 جيجابايت (وهو أكبر بكثير من معظم الخطط اليوم)، يمكنك تجاوز ذلك في دقيقة و 20 ثانية بأقصى سرعة نظرية تبلغ 10 جيجابت في الثانية - إذا حصلت شبكة 5G على هذه السرعة.

كيف تعمل 5G؟
تستفيد 5G من الكثير من التقنيات في محاولة لتحقيق هذه السرعات العالية. لا يوجد ابتكار واحد فقط في اللعبة، وسيتم طرح الابتكارات الموعودة مع 5G بمرور الوقت. تقوم مجلة IEEE Spectrum بعمل جيد في شرح الكثير من التفاصيل الفنية بمزيد من العمق، ولكن إليك ملخص سريع.

يستخدم المعيار الجديد نطاقًا جديدًا بالكامل من الطيف الراديوي من الجيل الرابع بالإضافة إلى الطيف الراديوي الخلوي التقليدي. لتحقيق سرعات عالية جدًا (النظرية التي ذكرناها)، تستفيد 5G من "الموجات المليمترية"، التي تُبث على ترددات بين 30 و 300 جيجاهرتز مقابل النطاقات الأقل من 6 جيجاهرتز التي كانت مستخدمة في الماضي. كانت تستخدم في السابق فقط للاتصال بين الأقمار الصناعية وأنظمة الرادار.

ولكن كما ذكرنا سابقًا، لا يمكن لموجات المليمتر أن تنتقل بسهولة عبر المباني أو الأجسام الصلبة الأخرى، لذا سيتعين على 5G أيضًا الاستفادة من "الخلايا الصغيرة" - محطات قاعدية مصغرة يمكن وضعها كل 250 مترًا تقريبًا في جميع أنحاء المناطق الحضرية الكثيفة. هذه توفر تغطية أفضل بكثير في مثل هذه المواقع.

تستخدم هذه المحطات الأساسية أيضًا "MIMO ضخمة". MIMO تعني "مدخلات متعددة ومخرجات متعددة". قد يكون لديك حتى جهاز توجيه لاسلكي منزلي بتقنية MIMO، مما يعني أنه يحتوي على هوائيات متعددة يمكنه استخدامها للتحدث إلى عدة أجهزة لاسلكية مختلفة في وقت واحد بدلاً من التبديل بينها بسرعة. يستخدم Massive MIMO عشرات الهوائيات في محطة أساسية واحدة. كما أنها تستفيد من تشكيل الحزمة لتوجيه تلك الإشارات بشكل أفضل، وتوجيه الإشارة اللاسلكية في حزمة تشير إلى الجهاز وتقليل التداخل مع الأجهزة الأخرى.

هناك أيضًا خطط مستقبلية لجعل محطات 5G الأساسية تعمل على ازدواج كامل، مما يعني أنها ستكون قادرة على الإرسال والاستقبال في نفس الوقت، على نفس التردد. اليوم، يتعين عليهم التبديل بين وضعي الإرسال والاستماع، مما يؤدي إلى إبطاء الأمور. هذه مجرد لقطة لبعض التقنيات التي يتم دمجها لجعل 5G أسرع من أي معيار لاسلكي سابق.

ونعم، تشير الأدلة المتاحة إلى أن شبكات الجيل الخامس آمنة.

متى ستكون متاحة؟
اعتبارًا من أبريل 2022، تتوفر تغطية 5G في العديد من مناطق الولايات المتحدة من AT&T و Verizon و T-Mobile (في عام 2020، تم دمج Sprint مع T-Mobile). باستخدام موقع الويب الخاص بكل شركة نقل، يمكنك عرض خرائط تغطية 5G لمعرفة ما إذا كانت متوفرة في منطقتك (خرائط التغطية: AT&T و Verizon و T-Mobile).

خارج الولايات المتحدة، يختلف مدى توفر شبكات الجيل الخامس بشكل كبير حسب الدولة. تحقق من مواقع الويب الخاصة بموفري الخدمات اللاسلكية المحليين في منطقتك لمعرفة ما إذا كنت مغطاة.

لاستخدام 5G، فأنت بحاجة إلى هاتف ذكي أو مودم خلوي أو نقطة اتصال محمولة تدعم التقنيات الجديدة في معيار 5G. تدعم معظم هواتف Android المتطورة شبكات الجيل الخامس 5G، ويدعم iPhone 12 والإصدارات الأحدث شبكة الجيل الخامس أيضًا.

 
سوف تسمع الكثير عن 5G خلال السنوات القليلة المقبلة مع استمرار انتشار التكنولوجيا، وتحسن القدرة على البنية التحتية الأساسية اللازمة لجعلها تعمل. لن تكون 5G شيئًا ثابتًا: في حين أنه من الجيد أخذ وعود السرعة مع القليل من الملح الآن، فمن المرجح أن تتحسن باستمرار في المراكز الحضرية الأمريكية على مدى العقد المقبل مع زيادة الاستثمارات في التكنولوجيا الجديدة. الإنترنت اللاسلكي مهيأ للحصول على أسرع بكثير.