تخطى إلى المحتوى

نبذة مختصرة عن أجيال أنظمة الاتصالات المتنقلة

أولاً: الأجيال(1G, 2G, 3G, and 4G) أجهزة تواصل.

أربعة أجيال من أنظمة الاتصالات المتنقلة (1G, 2G, 3G, and 4G) تدرجت في التطور التقني على مدى أربعة عقود تقريباً، قفزت بمستوى خدماتها وأنواعها المُقدمة للعالم، حيث بدأت من صوت تماثلي فقط في الـ 1G  يلي ذلك تقنية الاتصالات الرقمية في الـ  2G التي مكنت من تقديم خدمة الرسائل النصية وسرعة بيانات من 14.4 إلى 64 كيلوبت/ثانية اعتماداً على تقنيات GSM و TDMA، وبدْءً من الـ 3G الإبداع في تطوير التقنيات التي ساهمت في نقل البيانات بسرعات عالية سمحت بتبادل الوسائط المتعددة (صوت، صور، فيديو، رسائل وسائط…) وتصفح الإنترنت من خلال الشبكة، حيث وصلت سرعة إرسال البيانات في الـ 3G إلى 2ميجابت/ثانية دعم ذلك تطوير تقنية WCDMA، و ارتفعت سرعة البيانات في الـ 4G لتتراوح من 200 ميجابت/ثانية إلى 1 جيجابت/ثانية وساهم تطوير تقنية OFDM في ذلك الارتفاع، ومن بدايات العام 2010م تقريباً أصبح جهاز الجوال في الـ 4G يعمل بوظائف الكمبيوتر، وساهم الإنترنت السريع في هذا الجيل بتطور التطبيقات Mobile Apps.

شكل1: صور لأجهزة جوال مختارة تمثل مراحل 1G, 2G, 3G, 4G(تيليكوم، نوكيا، آيفون).

ثانياً: الجيل الخامس 5G تواصل كل شئ.

لا يمكن اعتبار الـ 5G جيلاً تتطور فيه سرعة نقل البيانات مثل الأجيال السابقة وحسب (5G Release 1) بل يمكن تعريفه بأنه جيل من تقنيات الاتصال سوف يسمح بالاتصال بالأشياء غير أجهزة الجوال من خلال شبكة موحدة، إنترنت الأشياء ( Internet of Things) ويسمى أيضاً المُمكن من التحول الرقمي ويسمى (Network of Networks)، من خلال هذا الجيل (5G Release 2 ) سوف تشمل قطاعات الشبكة: المدن الذكية، النقل الذكي، شبكة الكهرباء الذكية، المباني الذكية، الصحة الإلكترونية، إنترنت المركبات، اتصالات الأمن والطوارئ وغيرها.

شكل2: سوف تسمح شبكة 5Gبتواصل الأشياء في مدينة ذكية [1].

وضعت الجهات العالمية المختصة بتقييس تقنيات الاتصالات المتنقلة (3GPP and ITU-T) مواصفات ومتطلبات هذا الجيل لخدمة القطاعات المختلفة، وقد تم تسمية هذا الجيل من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات(ITU) بـIMT-2020، وكانت أهم مواصفاته الفنية (سرعة نقل بيانات تصل إلى 20 جيجابت/ ثانية، معدل تأخير 1 مل ثانية، ربط مليون جهاز لكل 1كيلومتر‌2‌‌، خدمة سرعات حركة حتى 500 كيلومتر/ساعة….)، تطورت عدد من التقنيات للوصول لهذه المواصفات ومن أهمها : استخدام الترددات ذات الموجات المليمترية mmWave، الهوائيات المتعددة الكثيفة massive MIMO، الشبكة المعرفة برمجياً SDN، الشبكة ذات الوظائف الافتراضية NVF، وحوسبة الحافة Edge Computing.

إن ما حدث من تطور في زيادة سرعة نقل البيانات بدْءً من الـ 2G حتى الـ 5G إرتكز في الأساس على تطوير التقنيات التي تساعد في الإرسال والاستقبال في عرض نطاق ترددي أوسع (Wider Frequency Bandwidth)، إلا أن توظيف الموجات المليمتريه mmWave (الترددات 24جيجاهرتز-100 جيجاهرتز) وتطوير استخدامها في التواصل بين محطة الإرسال/ الاستقبال والمستخدم المتنقل في الشبكة كان التطوير الغير التقليدي على مدار جميع الأجيال كون الموجات المليمترية وبسبب خصائصها الفيزيائية تستخدم في الإرسال والاستقبال بين نقطتين  ثابتتين (Microwave Links) فقط سابقاً، وقد حدد المؤتمر العالمي للاتصالات 2019 (WRC-19) نطاقات الترددات الإضافية ذات الموجات المليمتريه لاستخدامها في الـ 5G حيث تتوزع في النطاقات (24.25-27.5) جيجاهرتز، (37-43.5)جيجاهرتز، (45.5-47) جيجاهرتز، (47.2-48.2) جيجاهرتز، و(66-71) جيجاهرتز بمجموع عرض نطاق (17.25) جيجاهرتز.

مصادر:

  1. a smart city graphic image designed by macrovector/ Freepik : https://www.freepik.com
  2. Shameek Mukhopadhyay, Vatsal Agarwal, Sourav Sharma, Vineet Gupta, “ A Study On Wireless Communication Networks Based On Different Generations”, in International Journal of Current Trends in Engineering Research (IJCTER),Vol 2, Issue 5,
  3. ITU-R Recommendation M.2083
  4. https://www.itu.int/en/myitu/News/2020/01/24/14/40/WRC19-identifies-additional-frequency-bands-for-5G
  5. https://www.3gpp.org/

كاتب