4G مقابل الواي فاي: فهم الاختلافات من أجل اتصال أفضل

هل تعلم أنه في عام 2024، بلغ عدد مستخدمي الإنترنت في جميع أنحاء العالم 5.44 مليار مستخدم؟ هذا يعني أن حوالي ثلثي سكان العالم يتصلون بالإنترنت يومياً. في عالم اليوم سريع الحركة، أصبح الحصول على اتصال موثوق به والوصول إلى الإنترنت أمرًا بالغ الأهمية للأنشطة الشخصية والمهنية على حد سواء. وقد أحدثت العديد من التقنيات اللاسلكية ثورة في كيفية مشاركة الأشخاص والشركات في التواصل والتنقل والتفاعل في المشهد الرقمي، ويعد الجيل الرابع LTE (التطور طويل الأمد) والواي فاي تقنيتين من هذه التقنيات الأكثر استخداماً في جميع أنحاء العالم. وقد لعبت كل من تقنية 4G LTE والواي فاي دوراً أساسياً في تحقيق مستويات كبيرة من الكفاءة والراحة والأمان في المجالين الشخصي والتجاري. تأتي كلتا التقنيتين بمجموعة من المزايا والقيود الخاصة بهما، مما يجعلهما مناسبتين لحالات استخدام مختلفة.

ستستكشف هذه المقالة الميزات الرئيسية لكل من تقنية الجيل الرابع LTE وتقنية الواي فاي ومقارنة أدائهما من حيث عوامل مثل السرعة والتغطية والموثوقية والتكلفة والأمان. كما ستقدم هذه المقالة أيضًا نظرة عامة على التطبيقات المثالية لكل تقنية لمساعدة المستخدمين على تحديد واتخاذ قرارات مستنيرة فيما يتعلق بالتقنية التي يجب استخدامها لحالات الاستخدام الخاصة بهم.

ما هو 4G LTE؟

4G LTE هو معيار النطاق العريض اللاسلكي للجيل الرابع من شبكات الهاتف المحمول. العامل الرئيسي الذي يميز 4G LTE عن سابقيه مثل 3G و WiMAX هو أنه يستخدم موجات الراديو بدلاً من الموجات الدقيقة. وهذا يمكّن الجيل الرابع LTE من الحصول على انتشار وتغطية ونطاق أفضل. مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP) هو المسؤول عن تطوير معايير هذه التقنية اللاسلكية عالية السرعة. تم تصميم تقنية الجيل الرابع LTE لتوفير زمن انتقال منخفض وعرض نطاق ترددي عالٍ، والذي يمكن أن يصل إلى 100 ميغابت في الثانية على الوصلة الهابطة وما يصل إلى 50 ميغابت في الثانية على الوصلة الصاعدة. عرض النطاق الترددي العالي يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب وصولاً سريعاً إلى المحتوى مثل تطبيقات الفيديو، كما أن زمن الاستجابة المنخفض يجعلها مثالية للتطبيقات الحساسة للوقت مثل الخدمات الصوتية أو تطبيقات إنترنت الأشياء. 

تتمتع تقنية الجيل الرابع 4G LTE بهيكل شبكي مسطح بالكامل من بروتوكول الإنترنت مما يتيح استخدامها في خدمات متقاربة جديدة تعتمد على النظام الفرعي للوسائط المتعددة عبر بروتوكول الإنترنت (IMS). يوفر التوافق مع الإصدارات السابقة لتقنية 4G LTE مرونة وراحة كبيرة للمستخدمين. تتسم بنية الجيل الرابع بأنها معيارية وقابلة للتطوير، وبالتالي يمكن توسيع الشبكة بسهولة لتلبية الطلبات الأعلى. حتى مع تطور التكنولوجيا إلى الجيل الخامس وما بعده، لا يزال الجيل الرابع LTE قوة لا يستهان بها بين التقنيات الخلوية المستخدمة اليوم.

ما هو الواي فاي؟

تُعرَف شبكات الواي فاي اللاسلكية، والمعروفة اختصاراً باسم WiFi، هي تقنية تنقل المعلومات بين أجهزة الإنترنت المادية مثل أجهزة التوجيه أو المفاتيح أو أجهزة إعادة الإرسال وأجهزة المستخدم النهائي مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة إنترنت الأشياء عبر إرسال الترددات اللاسلكية دون أي بنية تحتية سلكية. ونظراً لبساطتها، أصبحت شبكات Wi-Fi متاحة الآن في معظم الأماكن العامة مثل المكاتب والمطارات والفنادق والمقاهي والمكتبات إلى جانب شبكات WiFi المحلية. 

تعمل شبكات WiFi بشكل عام في نطاقات التردد 2.4 GHz وGHz و5 GHz و6 GHz، وعادةً كلما زاد التردد، زادت سرعة الاتصال. تشمل البروتوكولات الأكثر استخدامًا في شبكة WiFi 802.11a و802.11b و802.11g و802.11n و802.11ac التي تم توحيدها من قبل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات IEEE. تأتي كل منها بنطاقات تردد تشغيل فريدة من نوعها، ومعدلات بيانات قصوى وتقنيات تعديل.

هناك أربعة أنواع رئيسية من شبكات WiFi بناءً على منطقة تغطية الشبكة. WLAN (شبكة المنطقة المحلية)، والتي تُستخدم فقط في التطبيقات التجارية والسكنية أو حالات الاستخدام ذات مناطق التغطية الصغيرة. MAN (شبكة المنطقة الحضرية)، والتي تُستخدم للتطبيقات التي تتطلب تغطية أوسع، مثل الجامعات أو جزء من المدينة. PAN (شبكة المنطقة الشخصية)، والتي تُستخدم للتطبيقات التي تحتاج إلى توصيل عدد قليل من الأجهزة ضمن منطقة تغطية صغيرة جداً، مثل غرفة واحدة. WAN (شبكة المنطقة الواسعة) التي تُستخدم لمناطق التغطية الواسعة مثل منطقة أو ولاية أو دولة بأكملها.

سيوفر الجدول أدناه نظرة عامة سريعة على الميزات والاختلافات الرئيسية بين 4G LTE و WiFi، والتي سيتم مناقشتها بمزيد من التفصيل لاحقًا في هذه المقالة.

مقارنة السرعة: 4G LTE مقابل Wi-Fi

عند النظر إلى السرعة، نجد أن كلا من 4G LTE وWiFi متقدمان على الأجيال السابقة من تقنية الاتصال اللاسلكي المشترك.

يوفر 4G LTE سرعات تصل إلى 100 ميجابت في الثانية عند التنزيل. ومع ذلك، في السيناريوهات العملية، عادةً ما تتراوح سرعات تنزيل 4G LTE بين 9 و60 ميجابت في الثانية. تتراوح سرعات تحميل 4G LTE عادةً بين 1 إلى 30 ميجابت في الثانية.

توفر شبكة WiFi سرعات بيانات أعلى بكثير. تعتمد سرعة شبكة WiFi على المعيار. يمكن أن توفر شبكة WiFi في نطاق التردد 5 GHz سرعة نظرية قصوى تبلغ 6.9 جيجابت في الثانية، ولكن في السيناريوهات العملية، تتراوح السرعات عادةً بين 100-300 ميجابت في الثانية، اعتمادًا على عوامل مثل جودة جهاز التوجيه وازدحام الشبكة. يمكن أن يوفر WiFi 6 و WiFi 6E سرعات تصل إلى 9.6 جيجابت في الثانية. تعتمد السرعة الفعلية التي يمكن تحقيقها للشبكة، سواء كانت 4G LTE أو WiFi على عوامل مختلفة مثل المسافة من نقطة الوصول أو البرج الخلوي، وتداخل الإشارة، وقدرات الأجهزة المتصلة. يمكن أن تكون هناك حالات يمكن أن توفر فيها اتصالات 4G LTE سرعات أعلى وأكثر موثوقية مقارنةً بشبكة Wi-Fi.

بالنظر إلى تطبيقات الحياة الواقعية، بالنسبة للبث عالي الوضوح، توفر شبكة WiFi تجربة أكثر سلاسة بسبب عرض النطاق الترددي العالي وميزات مثل MIMO. أما بالنسبة للتطبيقات مثل الألعاب التي تتطلب اتصالاً في الوقت الحقيقي بأقل قدر من التأخير، فإن WiFi هو الخيار الأفضل. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تغطية وموثوقية واسعة النطاق بدلاً من السرعة القصوى، فإن 4G LTE سيكون خياراً أفضل.

التغطية والتنقل

عند النظر في التغطية وإمكانية التنقل، فإن الجيل الرابع LTE أفضل بكثير مع القدرة على توفير تغطية واسعة النطاق للشبكة. عادةً ما تكون تغطية شبكة الجيل الرابع 4G LTE على مستوى الدولة لجميع المشتركين، بينما تقتصر تغطية شبكة WiFi على منطقة أصغر نسبياً. نظرًا لأنه يتم الوصول إلى 4G LTE من خلال جهاز محمول، طالما أن مزود الشبكة الخلوية يغطي المنطقة، يمكن للمستخدمين الوصول إلى الإنترنت بسهولة بغض النظر عما إذا كان المستخدم في المنزل أو في حالة التنقل.

عادةً ما تكون شبكة WiFi شبكة محلية وبالتالي تكون التغطية محدودة للغاية. يتم توفير تغطية الواي فاي بشكل عام بثلاث طرق رئيسية وهي التغطية المباشرة لنقطة الوصول الداخلية (نقطة الوصول)، والتغطية المباشرة لنقطة الوصول الداخلية مع تغطية نظام توزيع الطرقات الداخلية، والتغطية المباشرة لنقطة الوصول الخارجية. بمجرد أن يخرج جهاز المستخدم من منطقة تغطية نقطة الوصول، تتدهور الإشارة بشكل كبير. بشكل عام، تبلغ منطقة تغطية WiFi حوالي 300 قدم من نقطة الوصول. فيما يتعلق بإمكانية التنقل، تُعد شبكة 4G LTE أفضل لأنها مصممة خصيصًا للأجهزة المحمولة وتدعم التجوال السلس. تتمتع شبكة WiFi بإمكانية تنقل محدودة وهي مناسبة بشكل أساسي للأجهزة التي ستكون ضمن منطقة قصيرة من نقطة الوصول. ومع ذلك، طالما كان جهاز المستخدم ضمن نطاق شبكة WiFi، يمكن تجربة تصفح سلس وسلس.

الكمون والموثوقية

إن كلاً من 4G LTE وWiFi مثيران للإعجاب من حيث انخفاض زمن الاستجابة. فعادةً ما يتراوح زمن انتقال الجيل الرابع 4G LTE بين 20 إلى 50 ميلي ثانية. ومع ذلك، يختلف زمن التأخير هذا باختلاف مصدر نقل البيانات ووجهة نقل البيانات والتداخلات بينهما وحركة المرور على الشبكة. يمكن أن يتدهور أداء جهاز متصل بشبكة 4G LTE بشكل كبير في الشبكات المزدحمة، حيث يمكن أن تتسبب زيادة الحمل على الأبراج الخلوية في حدوث تأخيرات وانقطاع الاتصالات. تتمتع شبكات WiFi عمومًا بمستويات كمون أقل في الظروف المثلى. ومع ذلك، مع وجود عوامل مثل العوائق المادية والتداخل من الشبكات المجاورة وجودة جهاز التوجيه، يمكن أن يتغير زمن انتقال شبكة WiFi بشكل كبير.

لقد حسّنت شبكات WiFi الحديثة التي تم إعدادها بتقنيات مثل MIMO وOFDMA وتشكيل الحزمة من الكفاءة الكلية للشبكة، وبالتالي فهي تتمتع بزمن انتقال منخفض حتى في البيئات المزدحمة. بشكل عام، في البيئات الخاضعة للتحكم حيث تكون الأجهزة على مقربة من أجهزة الشبكة، توفر شبكة WiFi اتصالاً أكثر استقرارًا وموثوقية مع أقل زمن انتقال مقارنةً بشبكة 4G LTE. لذا في مواقع مثل مباني المكاتب أو المنازل، من الأفضل أن يكون لديك اتصال WiFi.

تعتمد موثوقية شبكات 4G LTE على البنية التحتية للشبكة الخلوية الموجودة. ومع ذلك، يمكن استخدام شبكة 4G LTE في منطقة مغطاة بشكل جيد حتى مع تطبيقات الوقت الحقيقي للمهام الحرجة.

التكلفة وإمكانية الوصول

يتم توفير 4G LTE من قِبل شركات الاتصالات المتنقلة وتعتمد التكاليف المرتبطة به على خطط البيانات. يمكن أن تتحمل خطط بيانات 4G LTE تكاليف إضافية بناءً على الاستخدام، خاصةً عند استخدامها مع خطط البيانات المحدودة. ومع ذلك، من أجل راحة المستخدمين، تتوفر خيارات الدفع المسبق والدفع الآجل. وبالنظر إلى التكلفة، تتكبد شبكة WiFi بشكل أساسي تكلفة مقدمة لتثبيت البنية التحتية للشبكة المطلوبة. تشمل تكاليف الواي فاي بشكل عام تكلفة خدمة النطاق العريض للخط الثابت والاستثمار الأولي في جهاز التوجيه. يمكن أن تختلف هذه التكاليف حسب مزود خدمة الإنترنت (ISP). تُعد شبكة WiFi بشكل عام خياراً أفضل للتطبيقات التي تستخدم الإنترنت بكثافة. عادة، بالنسبة للمنازل والمكاتب، تميل حلول الواي فاي إلى أن تكون الحل الفعال من حيث التكلفة.

بالنظر إلى إمكانية الوصول، يتوفر الجيل الرابع 4G LTE في أي مكان توجد فيه تغطية خلوية من الجيل الرابع LTE. بالنسبة للتطبيقات أو المستخدمين الذين يحتاجون إلى الوصول إلى الإنترنت من مواقع مختلفة، فإن 4G LTE سيكون خياراً أفضل. يُعد 4G LTE خياراً متاحاً للمناطق التي لا تتوفر فيها بنية تحتية سلكية لشبكة WiFi. وبالتالي، فإن 4G LTE هو حل أكثر تنوعاً من حيث إمكانية الوصول. تتطلب شبكة WiFi اتصالاً عريض النطاق بخط ثابت ويمكن الوصول إليها بشكل عام داخل منطقة تغطية البنية التحتية للشبكة. يمكن الوصول إلى شبكة WiFi وأكثر ملاءمة للاستخدام في المنازل والشركات والأماكن العامة مثل المقاهي والمطارات والمكتبات.

الأمان والخصوصية

على الرغم من أنه لا توجد شبكة آمنة بنسبة 100%، إلا أن شبكات 4G LTE تعتبر بشكل عام أكثر أماناً من شبكة WiFi. فهي تستخدم بروتوكولات التشفير ضد التنصت والاعتراض لنقل البيانات بشكل آمن. بالإضافة إلى ذلك، تتم إدارة تحديثاتها ومهامها على مستوى النظام من قِبل شركات الاتصالات المحمولة نفسها، وبالتالي تكون الحماية متسقة عبر الشبكة. ونظراً لأن أي مشكلة بسيطة تتعلق بخصوصية المستخدمين وأمنهم قد تؤدي إلى فقدان السمعة والأعمال التجارية وحتى خسائر مالية كبيرة، فإن شركات شبكات الجيل الرابع LTE تحافظ على معايير أمنية عالية.

في شبكات الواي فاي، على الرغم من أنها تستخدم بروتوكولات التشفير مثل WPA3 و WPA2 لنقل البيانات بشكل آمن، إلا أن مستوى الأمان يمكن أن يعتمد على عدة عوامل مثل إعدادات المستخدم، وقوة كلمات المرور المستخدمة، وتكرار تحديث البرامج الثابتة لجهاز التوجيه، وما إلى ذلك. وبالتالي، يعتمد أمان وخصوصية شبكة WiFi بشكل كبير على المستخدم. من العوامل الأخرى التي تؤثر على ضعف مستخدمي شبكة الواي فاي وجود شبكات واي فاي مزيفة قد يتصل بها المستخدمون دون وعي. سيوفر ذلك إمكانية الوصول إلى نشاط تصفح المستخدمين. وغالبًا ما تكون شبكات الواي فاي العامة غير آمنة وخاضعة لأنشطة مثل التطفل على حركة المرور.

يستخدم 4G LTE تفويضًا قائمًا على الرمز المميز (بطاقة SIM) وهو آمن بشكل عام. ومع ذلك، مع استنساخ شريحة SIM، يمكن أن يكون الجيل الرابع 4G LTE عرضة لانتحال الشبكة. يتم إعادة استخدام ممارسات مثل استخدام الشبكات الخاصة الافتراضية (VPN)، وكلمات المرور القوية، والحفاظ على تحديث البرامج الثابتة والبرامج الثابتة من أجل تحسين الأمان والخصوصية.

حالات الاستخدام: متى تختار 4G LTE مقابل Wi-Fi

يعتمد الاختيار بين 4G LTE و WiFi كلياً على متطلبات التطبيق. 4G LTE مثالي للتطبيقات التي تتطلب الاتصال أثناء التنقل. فكما تمت مناقشته، يمكن للمستخدمين الوصول إلى الإنترنت من أي مكان تتوفر فيه تغطية شبكة 4G LTE. وبالتالي، يمكن للمستخدمين البقاء على اتصال بغض النظر عن الموقع طالما أن تلك المنطقة مغطاة من قبل مزودي الشبكة الخلوية. تُعد شبكة 4G LTE مفيدة أيضاً في المناطق التي لا تكون فيها البنية التحتية للنطاق العريض للخطوط الثابتة مجدية لتحقيق الوصول إلى الإنترنت بسرعة عالية. يمكن أيضًا استخدام شبكة 4G LTE كحل احتياطي في الأوقات التي تتعطل فيها اتصالات النطاق العريض لشبكة WiFi لضمان الاتصال دون انقطاع.

تُعد شبكة Wi-Fi مثالية للتطبيقات التي تُستخدم داخل منطقة محدودة مثل داخل المنازل والمكاتب. ضمن منطقة التغطية من نقاط الوصول، تستطيع شبكة WiFi توفير اتصال إنترنت عالي السرعة ومستقر. تُستخدم شبكة WiFi أيضًا لتوصيل الأجهزة الذكية والأجهزة المدعومة بإنترنت الأشياء في المنازل والمكاتب. تُعد شبكة WiFi فعالة للغاية للتطبيقات التي تتطلب بيانات مكثفة مثل أنشطة البث والألعاب والتنزيل. شبكة WiFi قادرة على التعامل مع عدد كبير من المستخدمين في وقت واحد. وبالتالي، تُعد شبكات WiFi مثالية للمواقع التي تحتاج إلى توصيل أجهزة متعددة في وقت واحد، كما هو الحال في المنازل وأماكن العمل.

تتطلب بعض الحلول الحديثة مزيجًا من شبكتي 4G LTE وWi-Fi لتحقيق أقصى قدر من الفوائد. وفي تطبيقات إنترنت الأشياء على وجه الخصوص، فإن قدرة الأجهزة على التبديل تلقائياً بين شبكتي LTE وWi-Fi بناءً على مدى توافر الشبكة وجودتها ستضمن الأداء والموثوقية الأمثل.

الخاتمة

كما تمت مناقشته خلال المقال، يتمتع كل من الجيل الرابع 4G LTE والواي فاي بنقاط قوة فريدة من حيث السرعة والتغطية والاستقرار والأمان وما إلى ذلك. 4G LTE قادرة على توفير اتصال متنقل في جميع أنحاء منطقة تغطية واسعة. وهي مثالية للاتصال أثناء التنقل وللمناطق التي لا يمكن للبنية التحتية للنطاق العريض للخطوط الثابتة. أما شبكة Wi-Fi فهي قادرة على توفير اتصالات عالية السرعة ومستقرة للتطبيقات التي يتم استخدامها داخل منطقة تغطية أجهزة توجيه WiFi أو نقاط الوصول. كما أن شبكة WiFi فعالة من حيث التكلفة للأنشطة كثيفة البيانات. يعتمد الاختيار بين 4G LTE و WiFi كلياً على التطبيق. عند اتخاذ القرار، يجب أن يضع المستخدمون في اعتبارهم عوامل مثل التنقل والتغطية والأمان والتكلفة وما إلى ذلك. من خلال الفهم الصحيح للميزات الرئيسية وعوامل التمايز والمزايا الفريدة لكل تقنية، سيتمكن المستخدمون من اتخاذ قرار مستنير بشأن استخدام 4G LTE أو WiFi لتلبية متطلبات حالة الاستخدام على أفضل وجه.