المحتوى
- ما هو 5G ، وماذا يمكن أن نتوقع منه؟
- 5G غير مستقل مقابل مستقل
- ماذا يعني 5G للمستهلكين؟
- 5G مقابل 4G - الاختلافات الرئيسية
- شبكات 5G حول العالم
- نشر 5G بالولايات المتحدة
- أوروبا مسارات القادة
- آسيا الطموحة
- ماذا عن الهواتف الذكية 5G؟
- نطاقات التردد 5G
- ذات صلة
22 يوليو 2019
ما هو 5G ، وماذا يمكن أن نتوقع منه؟
5G يزيد بشكل كبير من كمية الطيف المستخدمة لإرسال واستقبال البيانات.
في ما يلي تفاصيل عن مصطلحات تقنية 5G الرئيسية التي تحتاج إلى معرفتها.
- mmWave - ارتفاع وتيرة عالية جدا بين 17 و 100 جيجا هرتز وعرض النطاق الترددي العالي للبيانات سريعة. تستهدف معظم شركات الجوال الاستخدام في النطاق من 18 إلى 24 جيجا هرتز. تكنولوجيا قصيرة المدى معقولة سيتم استخدامها في المناطق المكتظة بالسكان.
- شبه 6GHz - يعمل بترددات تشبه WiFi بين 3 و 6 GHz. يمكن نشره في مراكز صغيرة للخلايا للاستخدام الداخلي أو في محطات قاعدة خارجية أكثر قوة لتغطية المدى المتوسط مثل 4G LTE الحالي. سيتم العثور على معظم الطيف 5G هنا.
- انخفاض النطاق - ترددات منخفضة للغاية أقل من 800MHz. يغطي مسافات طويلة جدًا وهو متعدد الاتجاهات لتوفير تغطية شاملة للعمود الفقري.
- تكوين الشعاع - يستخدم في محطات mmWave و 6 جيجا هرتز الأساسية لتوجيه الموجات نحو الأجهزة الاستهلاكية ، مثل موجات الارتداد خارج المباني. تقنية أساسية في التغلب على حدود النطاق والاتجاه لأشكال الموجات عالية التردد.
- MIMO ضخمة - تخدم الهوائيات المتعددة على المحطات الأساسية أجهزة متعددة للمستخدم في آن واحد. مصمم لجعل الشبكات عالية التردد أكثر فاعلية ويمكن دمجها مع تكوين الشعاع.
على الرغم من أن الكثير من شركات الجوال تحب التحدث عن التطورات الهائلة في تقنية mmWave ، فإن شبكات 5G ستكون في الواقع مزيجًا من كل شيء. يمكن التفكير في التقنيات المختلفة في ثلاث طبقات ، والتي تشرحها Huawei بدقة في العديد من أوراقها.
تشكل النطاقات المنخفضة التي يمكن إعادة ضبطها من الراديو والتلفزيون "طبقة التغطية" في النطاق الفرعي 2 جيجاهرتز. يوفر هذا تغطية داخلية واسعة وعميقة ويشكل العمود الفقري للشبكة. هناك "طبقة البيانات الفائقة" التي تتكون من طيف عالي التردد يعرف باسم mmWave والذي يناسب المناطق التي تتطلب معدلات بيانات عالية للغاية أو تغطية سكان. ثم تقع "التغطية وطبقة السعة" بين 2 و 6 GHz ، مما يوفر توازنًا جيدًا بين الاثنين.
باختصار ، تسمح 5G للمستهلكين بالاتصال والاستفادة من مزايا هذه المجموعة الواسعة من الطيف للحصول على تغطية أسرع وأكثر موثوقية.
5G غير مستقل مقابل مستقل
يكمن مفتاح فهم الاختلافات بين 5G NSA و SA في الواجهة الخلفية للشبكة. تستخدم شبكات 5G الأولى القائمة على معيار NSA البنية التحتية الحالية 4G LTE للتعامل مع طائرة التحكم. تتعامل طائرة التحكم بحركة الإشارة ، وتدير كيفية اتصال أجهزة المستخدم بالمحطات الأساسية ، والتحقق من الاشتراكات ، إلخ. وفي الوقت نفسه ، فإن طائرة البيانات هي ما تستخدمه أنت وأنا بالفعل لإرسال البيانات وتلقيها.
بمعنى ما ، يمكن اعتبار 5G NSA مجرد وجود أنابيب بيانات سريعة إضافية متصلة بالبنية التحتية 4G LTE الحالية. إن تبني مواصفات 5G Standalone (SA) يشهد انتقال طائرة التحكم إلى Core 5G وتميزها بتغيرات أكبر بكثير للطريقة التي تعمل بها الشبكات.
5G المستقلة تنفذ 5G الأساسية وطائرة التحكم.
بالإضافة إلى تقديم تقنية Control Plane عبر تقنيات الراديو 5G ، تدعم Standalone أكثر مرونة تشريح الشبكة وترميز الموجات الحاملة الفرعية.
Network Slicing عبارة عن شكل من أشكال هندسة الشبكات الافتراضية التي تتيح قدرًا أكبر من المرونة لتقسيم أجزاء الشبكة الخلفية ومشاركتها وربطها معًا. سيتيح هذا لمشغلي الشبكات تقديم مزيد من المرونة في الحركة والتطبيقات والخدمات لعملائهم. تعتبر هذه الفكرة مفتاحًا لتحقيق الأفكار مثل المركبات ذاتية الحكم والمدن الذكية.
التغييرات في الموجات الحاملة الفرعية أصعب قليلاً في التفسير. تشمل التقنيات التي يشملها ذلك OFDM قابلة للتطوير وتباعد الموجات الحاملة الفرعية ، OFDM ذات الإطارات ، والأعداد المرنة ، وفواصل زمنية للإرسال قابلة للتطوير. ببساطة ، يمكن أن تكون الإطارات التي تحمل البيانات أكبر وأسرع عند الحاجة إلى إنتاجية أعلى بكفاءة عالية. بدلاً من ذلك ، يمكن جعل هذه الإطارات أصغر من أجل تحقيق زمن انتقال أقل للتطبيقات في الوقت الفعلي.
تعتمد شبكات الجيل الخامس الأولى على المواصفات غير المستقلة ، قبل إجراء تغييرات أكبر مع المواصفات المستقلة الكاملة بعد عام 2021.
يمكن بالفعل إجراء تقطيع الشبكات باستخدام شبكات 4G ، ولكن تهدف 5G إلى تحسين نطاق المرونة وتوحيد الدعم. سوف تكشف مواصفات 5G Standalone (SA) التي لم تنته بعد (الإصدار 3GPP الإصدار 16) عن مزيد من التفاصيل حول التقنيات الخلفية التي ستعمل على تشغيل شبكات الجيل التالي.
قراءة التالي: لا تصدق شركات النقل ، لا تزال ثورة الجيل الخامس 5 سنوات (SA vs NSA)
ماذا يعني 5G للمستهلكين؟
الأهم من السؤال "ما هو 5G" ، هو كيف سيؤثر ذلك في الواقع على المستهلكين. خلاصة القول ، إذا كنت بحاجة إلى السرعة ، فستساعد 5G في فتح أبواب جديدة.
سيكون على محطات قاعدة الراديو IMT-2020 5G أن تقدم تنزيلًا بسرعة 20 جيجابت في الثانية على الأقل وسرعات تحميل تصل إلى 10 جيجابت في الثانية للمستهلكين. يشير هذا إلى رابط مشترك ، لذلك ستكون السرعات الفعلية أقل. تنص المواصفات على أنه يجب على المستخدمين الفرديين الاطلاع على سرعة تنزيل تصل إلى 100 ميغابت في الثانية وسرعة تحميل تصل إلى 50 ميجابت في الثانية. قد يكون بعضكم محظوظًا بما يكفي لرؤية هذه السرعات على شبكة LTE-Advanced الخاصة بك بالفعل ، ولكن هذا سيصبح مستوى أساسي لجميع المستهلكين على شبكات 5G.
سيتعين على محطات 5G الأساسية أن تغطي مستخدمي الأجهزة الثابتة طوال الطريق حتى المركبات التي تصل سرعتها إلى 500 كم / ساعة (310 ~ ميل) ، لذلك نأمل ألا ينقطع اتصال البيانات في القطار في المستقبل. يجب أن توفر شبكات الجيل الخامس للمستهلكين مدة أقصاها 4 مللي ثانية فقط. هناك إشارة إلى زمن وصول قدره 1 مللي ثانية لاتصالات زمن الوصول المنخفضة للغاية الموثوق بها (URLLC) أيضًا. للمقارنة ، لدى اتصال 4G LTE في لندن كمون مشكوك فيه يبلغ 82 مللي ثانية ، بينما يبلغ متوسط الولايات المتحدة حوالي 61 مللي ثانية.
يريد 5G أيضًا تمكين الاتصال المتزامن لآلاف أجهزة إنترنت الأشياء ذات الطاقة المنخفضة ودعم اتصال جهاز إلى جهاز (D2D) لاتصالات الكمون المنخفض بين الأجهزة القريبة.
5G مقابل 4G - الاختلافات الرئيسية
مقارنة بشبكة 4G LTE ، ستكون شبكات 5G أسرع باستمرار. تزداد سرعات معدل المستخدم الأدنى من 10 ميغابت في الثانية إلى 100 ميجابت في الثانية ، أي بزيادة 10x. يتم تعيين الكمون على الانخفاض بمقدار مماثل ، من 10 مللي ثانية إلى 1 مللي ثانية فقط مقارنةً بـ LTE-Advanced. تعني الزيادة الكبيرة في عرض النطاق الترددي أيضًا أن شركة 5G ستكون قادرة على التعامل مع ما يصل إلى مليون جهاز لكل كيلومتر مربع ، بزيادة 10 أضعاف على LTE-A ، كل ذلك مع زيادة تبلغ 10 أضعاف في كفاءة استخدام الطاقة للشبكة.
كما ذكرنا سابقًا ، فإن مجموعة تقنيات الشبكات تزداد بشكل كبير أيضًا. شهدت LTE العديد من التحسينات على مر السنين. من طرح 256QAM وتجميع الناقل مع LTE-A لدعم الاستخدام الأوسع للطيف غير المرخص من خلال LAA و LWA و Multefire مع LTE-A Pro. هذا هو السبب في أن شبكة 4G اليوم هي أسرع بكثير من تلك التي تم إنشاؤها أثناء التشغيل الأولي طوال تلك السنوات الماضية.
تقدم شركة 5G خطوة أخرى إلى الأمام ، حيث تطلب استخدام 256QAM وتحسين تكنولوجيا تجميع الناقل لدعم نطاقات الناقل الأكثر مرونة عبر الطيف غير المرخص وترددات 6 جيجاهرتز و mmWave. الصورة أدناه من Arm طوال الطريق في عام 2016 تشرح هذا الاختلاف الأساسي بإيجاز إلى حد ما.
شبكات 5G حول العالم
يستعد العالم لإطلاق 5G ، سواء مشغلي الشبكات والشركات المصنعة للأجهزة. كما هو الحال مع اعتماد شبكات 4G LTE ، فإن 5G ستكون عملية مرحلية وستطلق بعض البلدان شبكاتها قبل غيرها بكثير.
منتصف 2019 هو التاريخ الذي يجب مراقبته ، حيث أن كل من الهواتف الذكية والشبكات 5G ستكون متاحة للموجة الأولى من المستهلكين. ومع ذلك ، ليس من المتوقع أن يزداد النشر على نطاق عالمي أكثر حتى عام 2020 وعام 2021. وحتى بحلول عام 2023 ، من المتوقع أن يحصل 50 في المائة فقط من المستهلكين على هاتف ذكي وشبكة 5G.
نشر 5G بالولايات المتحدة
تعد الولايات المتحدة واحدة من أوائل الدول التي تنقر على شبكات 5G الخاصة بها عبر عدد من شركات النقل وفي مجموعة جيدة من المدن في النصف الأول من عام 2019. كانت شركات النقل الأمريكية من أكبر المدافعين عن تقنية الموجات الملليمترية. كانت Verizon هي الأولى من نوعها مع المستهلك 5G عبر خدمة الوصول اللاسلكي الثابتة ، لكن Sprint و T-Mobile متخلفان عن العمل في منتصف عام 2019.
ومع ذلك ، فقد تم بالفعل واحدة من شركات الطيران في البلاد اشتعلت اللعب بسرعة وفضفاض مع 5G المدى. لا تعد "5G Evolution" من AT&T شبكة 5G بأي حال من الأحوال بمعنى الكلمة ، إنها مجرد تطور لشبكات LTE-Advanced الحالية.
إذا كنت ترغب في مواكبة جميع تفاصيل النشر الأخيرة حيث تقوم كل شركة من شركات النقل في الولايات المتحدة بتنفيذ النسخة التجريبية 5G ، فراجع الروابط أدناه.
- تي موبايل 5G
- AT&T 5G
- سباق 5G
- فيريزون 5G
أوروبا مسارات القادة
تتخلف أوروبا عن الولايات المتحدة ، ولا يُتوقع تشغيل أول شبكات 5G في القارة حتى أواخر عام 2019 على أقرب تقدير. على الرغم من أنه لم يتم جدولة عمليات النشر الأوسع حتى عام 2020 أو ما بعده.
من المرجح أن تكون المملكة المتحدة الأولى مع 5G المتاحة في المدن الكبرى. تخطط EE لإطلاق خدماتها في 16 مدينة هذا العام. في هذه الأثناء ، لا يزال O2 و Vodafone و Three مستمرين في موعد إطلاق عام 2020 5G. في القارة ، قدم المشغلون بعض خططهم ، لكن اللاعبين الرئيسيين Orange و Deutsche Telekom و Telefonica التزموا فقط بإطار زمني لإطلاق 2020.
جزء من هذا التأخير هو أن وزراء الاتصالات الأوروبيين كشفوا فقط عن خارطة الطريق 5G الخاصة بالكتلة في نهاية عام 2017.
ليس من المقرر أن يبدأ التنسيق الفني عبر نطاقات الطيف حتى عام 2019 ، مع تخصيص 700 ميجا هرتز للترددات المنخفضة لعام 2020 وتوقع التوافر حتى وقت لاحق في عام 2022.
آسيا الطموحة
تقود كل من اليابان وكوريا الجنوبية اختبارات البنية التحتية طوال دورة تطوير الجيل الخامس وستكون هناك مع الولايات المتحدة عند نشرها.
في كوريا الجنوبية ، بدأت شركات النقل الكبرى في نشر الجيل الخامس التجاري في النصف الأول ، إن لم يكن في الربع الأول من عام 2019. وبلغ عدد المشتركين في كوريا الجنوبية مليون مشترك في الجيل الخامس في 69 يومًا فقط بعد الإطلاق الأول. من المتوقع الانتهاء من بدء التشغيل على مستوى البلاد بحلول عام 2022. في اليابان ، ستكون أولمبياد 2020 الهدف التالي لتجارب الموجات المليمترية 5G في المناطق الحضرية الكثيفة ، وسيشهد اتفاق بين نوكيا و NTT DoCoMo أن تبدأ الخدمات التجارية في وقت لاحق من ذلك العام.
سرعان ما أصبحت الصين لاعباً رئيسياً في الجيل الخامس ، وتميل إلى تسريع منافسيها الآسيويين والتنافس مع الولايات المتحدة في وقت النشر. البلد هي موطن لشركات البنية التحتية للاتصالات الكبرى مثل Huawei و ZTE ، والتي ستوفر معدات لشركات النقل حول العالم. كما استثمرت الصين 180 مليار دولار في البنية التحتية للبر الرئيسي ، أي أربعة أضعاف استثمارات اليابان. تشاينا موبايل تقوم بتجربة خدماتها في المدن الكبرى هذا العام وتخطط لإطلاق تجاري كامل في عام 2020.
ماذا عن الهواتف الذكية 5G؟
لا يوجد حاليًا العديد من الهواتف الذكية المصممة لشبكات الجيل الخامس في السوق. 5G Moto Mod المتاحة لموتورولا Moto Z3 ، يمكن القول إنها تعد الأولى. كما أصدر عدد من مصنعي الهواتف الذكية أول هواتفهم الذكية 5G لتتزامن مع إطلاقات الشبكة في وقت مبكر.
لا يوجد حاليًا أي شرائح معالج للهواتف الذكية مزودة بداخلها أجهزة مودم 5G مدمجة. بدلاً من ذلك ، يتعين على الشركات المصنعة للهاتف إقران المعالجات الحالية بأجهزة المودم الخارجية 5G ، إلى جانب وحدات هوائي الراديو المطلوبة. لذلك لا ينبغي لنا أن نتوقع أن تكون أول هواتف 5G أقوى من منافسي 4G LTE. في الواقع ، قد يحتاجون إلى بطاريات أكبر لمواجهة تصريف الطاقة الإضافي 5G.
إذا كنت تبحث عن اختيار واحد ، فإليك قائمة من الهواتف الذكية 5G المتوفرة حاليًا في السوق:
- Samsung Galaxy S10 5G
- Huawei Mate 20 X 5G
- LG V50 ThinQ
- ون بلس 7 برو 5G
- ممن لهم رينو 5G
- Xiaomi Mi Mix 3 5G
- ZTE Axon 10 Pro
بالطبع ، تم التأكيد على أن عددًا من الشركات المصنعة الكبرى الأخرى ، بما في ذلك HTC و Google وغيرها ، تعمل مع مودم Qualcomm X50 للهواتف 5G القادمة.
- كل ما تحتاج لمعرفته حول كل هاتف 5G أكد حتى الآن
- لماذا لا توجد أجهزة المودم 5G داخل وحدات SoC من الجيل التالي
نطاقات التردد 5G
تمامًا كما هو الحال مع 4G ، ستدعم الشبكات والهواتف الذكية نطاقات تردد مختلفة لنقل البيانات. بالإضافة إلى نطاقات LTE الحالية ، يقيس 5G New Radio عددًا من النطاقات الجديدة للشبكات القادمة. يتم تقسيم 5G إلى مجالين ، الأول للترددات بين 400MHz و 6GHz. نطاق 2 حسابات نطاقات mmWave بين 24 و 53 جيجا هرتز.
ذات صلة
- 5G لن تسير على عقلك
- 5G الضجيج قادم. لا تقع عليه.
- 5G: متى سوف تحصل عليه الهاتف الذكي الخاص بك؟
- 5G مقابل جيجابت LTE: أوضح الاختلافات
- أول هوائيات 5G من كوالكوم موجودة هنا
- تعلن شركة Samsung عن أول مودم 5G متعدد الأوضاع ، لكن متى ستضرب الهواتف؟
