المدرب: دعونا نتحدث عن
الهاتف الخلوي، لأن معظمنا لديه هاتف ذكي في جيبه
ونستخدم الهاتف الخلوي كل يوم للاتصال
بالشبكة واسعة النطاق المعروفة باسم الإنترنت.
الآن، عندما نتحدث عن الشبكة الخلوية،
فإن هذا لا يشمل هواتفنا الذكية فقط، ولكن أيضًا
الأجهزة اللوحية لدينا، أو
الأوضاع الخلوية المخصصة لشبكات الشركات أو نقاط
الوصول اللاسلكية الخلوية المعروفة باسم النقاط الساخنة.
هناك مجموعة واسعة من التقنيات الخلوية
المستخدمة، بما في ذلك 2G، 3G، 4G، LTE، و5G.
عندما تسمع شخصًا يتحدث عن G مثل 4G أو 5G، فهو يتحدث
بشكل أساسي عن جيل التكنولوجيا
الخلوية الذي يستخدمه المودم الخلوي في هذا
الهاتف الذكي أو أي جهاز آخر.
في الأساس، لكي يتصل أي من هذه الأجهزة
بشبكة خلوية، يجب
أن يكون لديها مودم خلوي مضمن يدعم
واحدة أو أكثر من هذه التقنيات المختلفة
والترددات المرتبطة بها.
الآن، أول شبكات خلوية لدينا
والتي نسميها الآن 1G،
تم تطويرها منذ الثمانينيات.
تتواصل هواتف 1G هذه باستخدام تردد يبلغ
30 كيلو هرتز ويبلغ عرض النطاق الترددي
حوالي 2 كيلوبت في الثانية أو 2000 بت في الثانية.
لذلك كنا ندفع الكثير من البيانات
عبر هواتف 1G هذه.
وبدلاً من ذلك، كانوا مخصصين لتقديم المكالمات
الصوتية في معظم الأحيان.
مع مرور الوقت،
انتقلت الهواتف المحمولة إلى جيلها
الثاني المعروف باسم 2G في أواخر التسعينيات.
تتواصل أجهزة 2G عبر شبكة GSM باستخدام
حظر تردد يبلغ 1800 ميجا هرتز.
والفرق الكبير هنا، هو أن أجهزة 2G تعمل عبر
شبكة رقمية، وتستخدم تعدد الإرسال، وبالتالي، كانت
قادرة على البدء في استخدام البيانات بالإضافة
إلى مجرد توفير المكالمات الهاتفية.
الآن، البيانات هنا، لم تكن فائقة السرعة.
نحن هنا في الجيل الثاني نتحدث عن سرعة مشابهة
لمودم الطلب الهاتفي.
عادة في حدود 14. من 4 كيلوبت في الثانية
إلى 64 كيلوبت في الثانية، باستخدام خدمة GPRS، وهي خدمة
الحزمة الراديوية العامة.
في الواقع، عندما بدأت شركتي الأولى في عام 1999، كان
لدي هاتف Motorola 2G الذي استخدمته.
وتمكنت من ربط جهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بي
بهذا الهاتف والاتصال بالإنترنت.
وبهذه الطريقة، يمكنني إرسال الفواتير عبر البريد الإلكتروني
إلى عملائي بمجرد مغادرة مكتبهم باستخدام هذا الاتصال منخفض السرعة.
الآن أعطتنا شبكة الجيل الثاني الكثير من الفوائد للأجهزة الخلوية
على الرغم من أن سرعات البيانات هنا كانت محدودة نوعًا ما.
كانت أجهزة 2G هي أول من حصل على الرسائل النصية القصيرة والرسائل النصية،
بالإضافة إلى القدرة على التسجيل الدولي والمكالمات
الجماعية واستخدام الإنترنت أثناء الابتعاد
عن أجهزة الكمبيوتر لدينا وأشياء أخرى من هذا القبيل.
كان التطور التالي الذي شهدناه
في الجيل الثاني هو تقديم EDGE
أو معدلات البيانات المحسنة لتطور GSM.
أدى هذا إلى رفع سرعاتنا إلى حوالي 1 ميجابت
في الثانية لمعظم أجهزة 2G الحديثة،
مثل أول هاتف iPhone تم إصداره في عام 2008.
شهد الجيل الثالث من الهواتف الخلوية إطلاق الجيل
الثالث بسرعات بيانات أعلى.
كحد أدنى، يجب أن تدعم شبكات 3G
144 كيلوبت في الثانية حتى يطلق عليها اسم 3G.
لكن معظم الأجهزة كانت أسرع من ذلك.
وقد دعموا سرعات تبلغ حوالي 384 كيلوبت في الثانية،
إذا كنت تتحرك في سيارة،
أو ما يصل إلى 2 ميجابت في الثانية
إذا كنت تمشي أو واقفًا.
لتوفير هذه السرعات الأعلى،
استخدمت أجهزة الجيل الثالث نطاق تردد أوسع بترددات
تتراوح من 1. 6 جيجا هرتز وصولاً إلى
2 جيجا هرتز ضمن نطاق الجيل الثالث، اعتمادًا على المكان
الذي تعيش فيه في العالم.
عندما يتعلق الأمر بشبكة
الجيل الثالث، هناك ثلاث تقنيات مختلفة قد تجدها.
WCDMA، وHSPA، وHSPA-plus.
WCDMA هو الوصول المتعدد بتقسيم كود النطاق العريض والذي يستخدم
معيار UMTS، ويمكنه الوصول إلى سرعات
بيانات تصل إلى حوالي 2 ميجابت
في الثانية.
هذا هو أبطأ تقنيات الجيل الثالث 3G.
كتحسين لـ WCDMA، كان هناك HSPA
أو معيار الوصول إلى الحزم عالي السرعة.
يمكن أن يصل هذا إلى سرعات تصل إلى 14. 4 ميغابت في الثانية.
ويشار إلى هذا أحيانًا باسم 3. 5G من قبل الصناعة.
ثم مع مرور الوقت، لم يكن ذلك بالسرعة الكافية.
لذلك انتقلنا إلى HSPA-plus، تطور الوصول إلى الحزم عالية السرعة.
وهذا يرفع لنا سرعات تصل إلى حوالي 50 ميغابت في الثانية
وغالباً ما يشار إليها بـ 3. 75 جرام.
والآن بعد ذلك وصلنا إلى الجيل الرابع.
وقد منحنا هذا تقنية 4G بسرعات أعلى وإدخال
استخدام MIMO، وهي تقنية الإدخال
المتعدد والمخرجات المتعددة.
مع تقنية 4G، يمكننا الحصول على سرعات
تصل إلى 100 ميجابت في الثانية
أثناء القيادة أو ما يصل إلى 1 جيجابت في الثانية للحجم
الثابت الثابت أو أجهزة المودم ذات الهوائي الكبير.
حتى أن أجهزة 4G تستخدم نطاق تردد أوسع من الأجهزة
الأخرى التي تغطي ترددات من 2 إلى 8 جيجا هرتز
اعتمادًا على التنفيذ في بلد معين.
الآن، عندما ظهرت تقنية 4G لأول مرة، كان يُطلق عليها غالبًا اسم
4G LTE أو 4G Long-term Evolution.
يمكن أن تصل سرعة هذه الأجهزة
إلى حوالي 100 ميغابت في الثانية.
الآن مع مرور الوقت، هناك نسخة محسنة من
LTE تُعرف باسم LTE-A أو LTE Advanced.
هذه نسخة متقدمة من LTE تضيف
المزيد من الإمكانات والسرعات المتزايدة
بمقدار 2 إلى 3 مرات من LTE العادية وفي ظل ظروف
مثالية مع مودم خلوي ثابت،
يمكن أن تصل إلى سرعات تصل
إلى 1 جيجابت في الثانية.
جيلنا الخامس من الهواتف الخلوية يسمى 5G.
ومرة أخرى، فهو يتمتع بسرعات أعلى وقدرات أكبر.
تعد شبكة 5G في الواقع جديدة نسبيًا
وقد بدأت للتو في الانتشار في عام 2019.
توفر أجهزة 5G تحسنًا هائلاً مقارنة
بأجهزة الأجيال السابقة.
مع 5G، من الممكن الوصول إلى سرعات تصل
إلى 10 جيجابت في الثانية باستخدام ترددات 5G عالية النطاق.
الآن، يعد هذا أحد أكبر الاختلافات بين 5G
والأجيال الأكبر سناً.
مع تقنية 5G، قمنا بتقسيمها إلى
ثلاثة نطاقات تردد مختلفة.
هناك ترددات منخفضة النطاق ومتوسطة النطاق وعالية النطاق.
تتراوح الآن ترددات النطاق المنخفض بين 600 و850 ميجا هرتز،
وهي توفر لنا سرعات
تتراوح من 30 إلى 250 ميجابت في الثانية.
تتمثل فوائد استخدام نطاق التردد المنخفض
هذا في أنه يتمتع بنطاق
أطول ويمكنه تغطية مساحة مماثلة
في الحجم لشبكات 4G الأقدم.
تعمل ترددات النطاق المتوسط
بين 2. 5 و 3. 7 جيجاهيرتز.
سيدعم نطاق التردد العالي هذا
معدلات بيانات أعلى تتراوح من 100 إلى 900 ميجابت في الثانية،
لكن كل برج خلوي يغطي الآن مساحة أقل من
أبراج النطاق المنخفض أو أبراج 4G.
اعتبارًا من عام 2021، سيتم تنفيذ معظم عمليات نشر
5G فعليًا باستخدام أبراج التردد المتوسط هذه، لأنها
توفر توازنًا جيدًا في التغطية مع تلك السرعات
الأعلى.
الآن، نطاق التردد الثالث الذي
لدينا يُعرف بترددات النطاق
العالي، وتعمل بين 25 و39 جيجاهيرتز.
سيدعم نطاق التردد الأعلى
هذا سرعات عالية للغاية في نطاق
جيجابت في الثانية.
الآن، التحدي هنا هو أن هذه الترددات تعمل
في النطاق الموجي المليمتري وهذا
يتسبب في أن يكون نطاق هذه الأبراج
أصغر بكثير.
وأيضًا، نظرًا لأن النطاق الموجي الأصغر حجمًا يبلغ ملليمترًا،
يتم حظر الإشارة بسهولة بواسطة الجدران والنوافذ
والأشياء الأخرى.
لهذا السبب، لم يتم تنفيذ الكثير
من عمليات نشر النطاق العالي حتى الآن.
حتى الآن، نرى هذه منتشرة بالقرب من المناطق
التي من المتوقع أن يتواجد فيها الكثير
من الأشخاص في منطقة صغيرة واحدة، مثل الاستاد الرياضي ومدينة
الملاهي أو مراكز المؤتمرات.
حسنًا، لقد قدمت لكم
للتو الكثير من الحقائق والأرقام حول الهواتف الخلوية
وجميع الأجيال المختلفة لتكنولوجيا الهواتف المحمولة،
وربما تتساءلون، هل تحتاجون
إلى حفظ السرعات والترددات لكل واحد منهم؟
والجواب هو لا، لا تفعل ذلك.
بدلاً من ذلك، عليك أن تعرف أنه كلما ارتفع مستوى G مثل 4G
أعلى من 3G، فهذا
يعني أن المعيار الأحدث ولديه
سرعات متزايدة.
ومن المهم أيضًا أن نتذكر أن 5G تأتي
في ثلاثة نطاقات مختلفة، النطاق المنخفض،
والنطاق المتوسط، والنطاق العالي.
مع صعودك في النطاقات، تحصل على سرعات أعلى،
لكنك تقلل من مساحة التغطية.
لهذا السبب، ستستخدم معظم عمليات
نشر 5G تردد النطاق المتوسط الذي تحدثت عنه، مما
يؤدي إلى تغطية أفضل وسرعات عالية جدًا.