ما الفرق بين الجيل الرابع 4G والجيل الخامس 5G؟

يُشار إلى التقنية اللاسلكية التي جاءت قبل 5G باسم 4G، وهي تقنية شبكات الهاتف المحمول التي تعتبر الجيل الرابع. إن الجيل الرابع (4G) لتكنولوجيا الهواتف المحمولة كان الخيار الأكثر حداثة وتطوراً في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. وبحلول نهاية العقد، كانت قد استحوذت على السوق بالكامل تقريبًا. كانت بعض المزايا التي كان من المفترض أن توفرها تقنية 4G هي زيادة كثافة الخلايا، وتعزيز قدرات الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP)، والمزيد من عرض النطاق الترددي. الجيل الخامس الخلوي يشير إلى الإصدار الأحدث والأكثر تقدمًا من التكنولوجيا التي تدعم الشبكات الخلوية. في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت عمليات التثبيت الأولى لشبكات الجيل الخامس متواضعة نسبيًا، ولكن لن يكون ذلك قبل منتصف العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين قبل أن تصبح هذه التقنية متاحة على نطاق واسع. من المتوقع أن توفر تقنية الجيل الخامس سرعات أعلى للشبكة بالإضافة إلى القدرة على الاتصال المشترك في الوقت الحقيقي 1TP14 كإحدى فوائدها.

الفرق بين الجيل الرابع (4G) والجيل الخامس (5G)

الترددات التي تستخدمها شبكات 4G أقل من 6 GHz. ومع ذلك، فإن الترددات التي تستخدمها شبكات 5G أعلى، وغالبًا ما تتراوح بين 30 GHz تقريبًا وأكثر. هذه الترددات العالية جميلة لأسباب مختلفة. أحد أهم هذه الأسباب هو سعتها الهائلة للبيانات السريعة. وهذا أحد الأسباب العديدة التي تجعل الترددات العالية ممتازة. لإنشاء شبكة 5G، نحتاج إلى نظام هوائي متقدم (AAS)، والذي يتكون من راديو AAS ومجموعة من خصائص AAS. يستخدم AAS العديد من هوائي 5G ومن أبرز هذه الطرق تشكيل الحزمة و ميمو (متعدد المدخلات والمخرجات). أثناء عملية إنشاء شبكة الجيل الخامس، ستحتاج جميع النطاقات إلى أنظمة هوائيات لدعمها.

يمكن لمحطة أساسية واحدة أن تستوعب عددًا كبيرًا من هوائيات 5G الموجهة، ويترتب على ذلك أن المحطة الأساسية لشبكة الجيل الخامس يمكنها التعامل مع أكثر من ألف جهاز في المتر المربع الواحد أكثر من برج الجيل الرابع. ولهذا السبب، يمكن لنظام الجيل الخامس أن ينقل بيانات فائقة السرعة إلى عدد أكبر بكثير من المستخدمين مع الحفاظ على مستوى عالٍ من الدقة ومستوى منخفض من زمن الوصول.

فيما يلي قائمة بالفروق الأساسية التي يمكن تمييزها بين بنية شبكة الجيل الرابع وشبكة الجيل الخامس:

1. السرعة

إن سرعة شبكات الجيل الخامس (5G) هي السمة التي غالبًا ما يتم طرحها عند مقارنتها بشبكات الجيل الرابع (4G). وهذا أمر منطقي تمامًا، نظرًا لأن كل جيل من الأجيال المتتالية من الخلايا كان أكثر تقدمًا بشكل ملحوظ من الأجيال القليلة التي سبقته. على الرغم من أنه من الناحية النظرية، قد تحقق شبكات الجيل الرابع معدلات تصل إلى 100 ميجابت في الثانية، إلا أن هذه التقنية غالباً ما تصل سرعاتها إلى 35 ميجابت في الثانية فقط. من المتوقع أن تكون سرعة الجيل الخامس (5G) أسرع بمائة مرة من سرعة الجيل الرابع، حيث تبلغ سرعته النظرية حوالي عشرين جيجابت في الثانية (Gbps) وتتراوح المعدلات الحالية في العالم الحقيقي بين خمسين ميجابت في الثانية (Mbps) إلى ثلاثة جيجابت في الثانية (Gbps).

من ناحية أخرى، هناك فارق بسيط أكثر من ذلك بقليل. هناك ثلاثة أنواع أساسية من الجيل الخامس، يقدم كل منها معدل نقل بيانات مختلف. تشير التقديرات إلى أن أداء ما يسمى بالنطاق المنخفض للجيل الخامس 5G سيتراوح بين 50 و250 ميجابت في الثانية، مما يجعله أسرع بشكل هامشي من الجيل الرابع. يُشار إلى إصدار 5G القادر على الوصول إلى 3 جيجابت في الثانية باسم 5G عالي النطاق وهو الأسرع.

2. الكمون

يشير مصطلح "الكمون" إلى الوقت الذي يستغرقه نقل جزء من البيانات من موقع إلى آخر. ومن الممكن التفكير فيه على أنه الانقطاع الذي يؤدي إلى إبطاء أي عملية نقل للبيانات، بغض النظر عن مدى سرعة الرابط بخلاف ذلك. في الوقت الحالي، يبلغ زمن الكمون في شبكات الجيل الرابع حوالي 50 ميلي ثانية، ولكن من المتوقع أن يكون زمن الكمون في شبكات الجيل الخامس مذهلاً بمقدار ميلي ثانية واحدة. سيكون تقليل وقت الاستجابة ضرورياً للعديد من التطبيقات، بما في ذلك التطبيقات التي ستتيح فيها شبكات الجيل الخامس للأجهزة المتصلة الاعتماد على السحابة لمعالجة البيانات. أحد الأمثلة على ذلك هو السيارات ذاتية القيادة، والتي قد تستخدم شبكة الجيل الخامس للسماح للذكاء الاصطناعي القائم على السحابة باتخاذ قرارات في الوقت الفعلي فيما يتعلق بالملاحة.

3. التغطية

على الرغم من أن تقنية الجيل الرابع متاحة منذ عقد من الزمان، إلا أن بعض الأماكن البعيدة والريفية في العالم لا تزال تغطية الجيل الرابع غير كافية. وخارج عدد محدد من المدن الكبرى، فإن تغطية الجيل الخامس 5G غير موجودة منذ أن بدأ نشر هذه التكنولوجيا مؤخرًا. سوف يستغرق الأمر سنوات عديدة حتى تحقق تقنية الجيل الخامس 5G مستوى من التغطية يضاهي تغطية الجيل الرابع، وسوف يكون لها مجموعة متنوعة من التطبيقات (الجيل الخامس عالي ومتوسط ومنخفض النطاق)، وسيكون لكل منها سرعته وسعته.

4. عرض النطاق الترددي

من المتوقع أن يكون للجيل الخامس (5G) نطاق ترددي أعلى بكثير، والمعروف أيضًا باسم السعة، من سابقتها، شبكة الجيل الرابع (4G). ويرجع ذلك جزئيًا إلى حقيقة أن شبكة الجيل الخامس ستستفيد بشكل أفضل بكثير من الطيف الذي يمكن الوصول إليه بالفعل. جهاز التوجيه 4G و هوائي 4G يستخدم نطاق 600 MHz إلى 2.7 GHz للاتصال بشبكة الجيل الرابع، في حين أن الجيل الخامس مقسم إلى ثلاثة نطاقات متميزة بدلاً من نطاق واحد. كل نطاق له نطاق تردد وسرعة فريدة من نوعها، وستوفر للمستهلكين والشركات والصناعات تطبيقات وحالات استخدام متنوعة للاختيار من بينها. وهذا يشير إلى أن شبكة الجيل الخامس تتمتع بسعة أكبر بكثير من شبكة الجيل الرابع.

5. ترميز OFDM

يسمح استخدام تعدد إرسال تقسيم التردد المتعامد (OFDM) بفصل العديد من الإشارات اللاسلكية إلى قنواتها، مما يؤدي إلى زيادة عرض النطاق الترددي. من الممكن زيادة سرعات التنزيل لشبكات الجيل الرابع والجيل الخامس لأن تقنية OFDM تستخدم ترددات مختلفة لتشفير البيانات. وبدلاً من مشاركة وسيط، سيكون لكل شبكة من هذه الشبكات قناة إشارة خاصة بها لنقل البيانات. في حين تستخدم شبكات الجيل الرابع 20 قناة MHz، ستستخدم شبكات الجيل الخامس مسارات تتراوح تردداتها من 100 MHz إلى 800 MHz.

6. كثافة الخلية

أصبحت كثافة الخلايا الأكبر وسعة الشبكة المحسّنة ممكنة بفضل التقنيات التي تدعم الخلايا الصغيرة في تقنية الجيل الخامس. على الرغم من الوعود المماثلة التي قدمتها شبكات الجيل الرابع (4G) سابقًا، إلا أن لدينا توقعات كبيرة بأن تنجح شبكات الجيل الخامس (5G) فيما فشلت فيه سابقتها لأن شبكات الجيل الرابع (4G) لم تتمكن أبدًا من تحقيق أهدافها الطموحة فيما يتعلق بالسرعات الإجمالية. ستكون شبكات الجيل الخامس أكثر كثافة، مما يعني أنها ستكون قادرة على استيعاب عدد أكبر من الأشخاص والأجهزة المتصلة أكثر من أي وقت مضى. ونتيجة لذلك، ستزداد سعة الأجهزة المحمولة وسعة الاتصال.

الخاتمة

وقت الاستجابة هو الفارق الأساسي بين شبكات الجيل الرابع وشبكات الجيل الخامس. من المتوقع أن يكون زمن الاستجابة لشبكات الجيل الخامس أقل من خمسة ميلي ثانية، بينما قد يتراوح زمن الاستجابة لشبكات الجيل الرابع من 60 ميلي ثانية إلى 98 ميلي ثانية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التحسينات في مجالات أخرى، مثل زيادة سرعات التنزيل، ناتجة عن انخفاض زمن الاستجابة. في الظروف المثلى، يمكن أن تصل سرعات التنزيل على شبكات الجيل الخامس 5G إلى 10 جيجابت في الثانية. وهذا أسرع بما يصل إلى 100 مرة من الجيل الرابع 4G، وهو بلا شك مستوى الأداء المطلوب لمجتمع أصبح أكثر ارتباطاً.