إذا كنت تعمل في قطاع التكنولوجيا (أو إذا كنت مشاركًا في أي عمل يعتمد على التكنولوجيا الرقمية على الإطلاق)، فمن المحتمل أنك سمعت الضجة حول 5G. من المتوقع أن يؤدي أحدث معيار للشبكة الخلوية عالية السرعة إلى تحويل الاتصال اللاسلكي كما نعرفه والدخول في عصر جديد من التحول الرقمي.

ومع ذلك، مثل أي تقنية جديدة، من الحكمة الرجوع خطوة إلى الوراء والنظر في الإيجابيات والسلبيات قبل الغوص فيها. في هذه المقالة، سنلقي نظرة على بعض مزايا وعيوب شبكات 5G حتى تتمكن من إجراء تحليل مستنير القرار لعملك.

ما هو شنومكسغ؟

5G (تقنية الهاتف المحمول من الجيل الخامس) هو المعيار الجديد للشبكات الخلوية. تم إصداره لأول مرة من قبل شركات الهاتف المحمول في عام 2019، ويعتمد على ترددات الراديو لنقل البيانات مثل شبكات 3G و4G و4G LTE السابقة. ومع ذلك، فإن التحسينات في زمن الوصول وعرض النطاق الترددي تمنح 5G مزايا معينة مثل سرعات التنزيل والتحميل فائقة السرعة، وتحسين الاتصال، وموثوقية أكبر.  

لماذا 5G مهم؟

في السنوات الأربع التي تلت ظهورها في السوق، تم وصف تقنية الجيل الخامس (5G) على نطاق واسع على أنها تقنية مدمرة، قادرة على التحول على نطاق مماثل ل الذكاء الاصطناعي (منظمة العفو الدولية)أطلقت حملة إنترنت الأشياء (IoT) و  التعلم الآلي (ML). مع توسع تكنولوجيا النطاق العريض للأجهزة المحمولة، تتزايد كمية البيانات التي يتم إنشاؤها كل يوم بشكل كبير إلى حد أن البنى التحتية لشبكات 3G و4G لا تستطيع التعامل معها ببساطة. أدخل شبكة الجيل الخامس (5G)، مع أوقات التنزيل والتحميل السريعة ونطاقات التردد الأوسع القادرة على التعامل مع كميات أكبر بكثير من البيانات.

مميزات تقنية 5G

بالإضافة إلى السرعات الأعلى وأوقات التحميل/التنزيل، هناك العديد من الاختلافات المهمة الأخرى بين شبكات 5G و3G/4G الجديرة بالملاحظة:

بصمة جسدية أصغر

تستخدم تقنية 5G أجهزة إرسال أصغر من سابقاتها، مما يسمح بوضعها بشكل منفصل على المباني أو داخل الأشجار أو في أماكن أخرى بعيدة عن الطريق. الخلايا (أو "الخلايا الصغيرة") التي تعتمد عليها الشبكات اللاسلكية للاتصال هي أيضًا أصغر حجمًا في شبكات 5G وتتطلب طاقة أقل للتشغيل.

انخفاض معدلات الخطأ

يعد نظام التعديل والترميز التكيفي (MCS) الخاص بشبكة 5G - وهو مخطط لإرسال البيانات من أجهزة WiFi - أفضل من نظام التعديل والترميز (MCS) المستخدم في 4G و3G. والنتيجة هي أن معدل خطأ الكتلة (BER)، والذي يستخدم لقياس ترددات الأخطاء في الشبكة، منخفض للغاية. على شبكة 5G، عندما يزيد معدل الخطأ في البتات (BER) إلى مستوى معين، يقوم جهاز الإرسال بخفض سرعة الاتصال حتى ينخفض ​​معدل الخطأ. بشكل أساسي، تستبدل شبكات 5G السرعة بالدقة في الوقت الفعلي، بحيث يكون معدل الخطأ في البتات (BER) الخاص بها دائمًا بالقرب من الصفر.  

عرض النطاق الترددي أفضل

يمكن لشبكات 5G الاستفادة من نطاق ترددي أوسع بكثير من الشبكات السابقة. من خلال توسيع نطاق الموارد التي يمكن استخدامها من دون 3 جيجا هرتز إلى 100 جيجا هرتز وحتى أعلى، يمكن أن يشمل نطاق 5G ترددات أقل وأعلى. يؤدي هذا إلى توسيع السعة الإجمالية للشبكة وإنتاجيتها من خلال السماح لها بالعمل عبر نطاق أوسع بكثير من النطاقات الترددية، مما يزيد من عدد الأجهزة التي يمكنها دعمها في المرة الواحدة.

الكمون أقل

يتيح زمن الوصول المنخفض لشبكة 5G (مقدار الوقت الذي تستغرقه البيانات للانتقال من نقطة إلى أخرى على الشبكة) السرعات التي تجعل الأنشطة مثل تنزيل ملف أو التفاعل مع السحابة أسرع بـ 10 مرات من شبكة 4G أو 3G. في حين توفر شبكات 4G زمن وصول يصل إلى حوالي 200 مللي ثانية، فإن شبكات 5G توفرها بشكل روتيني منخفض يصل إلى مللي ثانية واحدة.

عيوب 5G

مثل أي تقنية ناشئة، هناك العديد من الأسباب التي تدعو إلى الحذر بشأن تقنية الجيل الخامس وكذلك الإثارة. دعونا نلقي نظرة على بعض المخاوف التي تمنع المستهلكين والشركات من تبنيها بكل إخلاص.  

الأمن السيبراني

على الرغم من أن خوارزميات 5G أكثر شمولاً من سابقاتها، إلا أن المستخدمين لا يزالون عرضة لها هجمات الكترونية. أحد مجالات القلق هو التشفير. على الرغم من أن التطبيقات على شبكات 5G مشفرة، إلا أن معيار 5G NR لا يحتوي على تشفير شامل، مما يجعله مفتوحًا لأنواع معينة من الهجمات.  

تقطيع الشبكة

على الرغم من أن تقطيع الشبكة يعد ميزة شائعة لشبكات الجيل الخامس، إلا أنه يعد أيضًا مجالًا لليقظة. عند إنشاء شبكة افتراضية لوظيفة معينة، تتعرض برامج 5G للاختراق، البرمجيات الخبيثة وغيرها من الخروقات المحتملة. بمجرد حدوث الاختراق، فإن البرامج الضارة أو برامج التجسس لديها القدرة على الانتشار عبر البنية التحتية لشركة الاتصالات أو الأجهزة المتصلة بالشبكة، مما يسبب مشاكل عبر المؤسسات بأكملها.  

البنية التحتية

لنقل الخدمات والوظائف إلى شبكة 5G، يجب على الشركات أن تزن التكلفة والوقت اللازمين لترقية معداتها حتى تكون متوافقة مع 5G. يمكن أن يكون هذا مستهلكًا للوقت ومكلفًا. عادةً ما تكون المؤسسة التي اعتمدت على شبكات 3G أو 4G لبعض الوقت قد قامت بالفعل باستثمار كبير في معداتها. ويشكل استبدالها وتحسين مهارات العمال حتى يتمكنوا من نشر وصيانة البنية التحتية الجديدة عقبة كبيرة.

فجوات في التغطية

مع طرح تقنية 5G في جميع أنحاء العالم، تتمتع العديد من المناطق الحضرية الكبيرة الآن بتغطية 5G. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن 5G لا يزال غير موجود نتواجد في كل مكان ولن يكون لفترة طويلة. على سبيل المثال، لا تتمتع العديد من المناطق النائية باتصال 5G أو توفر تغطية محدودة فقط. قبل أن تقوم الشركات بالترقية إلى 5G، يجب عليها إلقاء نظرة على المكان الذي تخطط لاستخدامها فيه - خاصة إذا كانت تعمل في المناطق الريفية - للتأكد من حصولها على تغطية 5G.

اختراق

يتم حظر موجات الراديو عالية التردد التي تنتقل عليها إشارات 5G بسهولة بواسطة أشياء شائعة مثل المباني و/أو الأشجار، لذا فإن ضمان مسارات سلسة لانتقال الموجات يمكن أن يمثل مشكلة. تمثل المصانع والمكاتب تحديات فريدة دفعت بعض الشركات إلى إعادة تصميم المرافق بطريقة أكثر ملاءمة لشبكات الجيل الخامس.

كيف تعمل تقنية 5G؟

تنقسم شبكات 5G إلى أقسام جغرافية تعرف بالخلايا. داخل هذه الخلايا، تتصل الأجهزة اللاسلكية مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر بالإنترنت أو شبكة الهاتف عن طريق إرسال موجات الراديو بين المحطة الأساسية والهوائيات. التكنولوجيا الأساسية لشبكة 5G هي نفس تقنية شبكة 3G أو 4G، ولكن سرعات التنزيل الخاصة بها أسرع بكثير. يمكن أن تصل سرعات التنزيل لبعض شبكات 5G إلى 10 جيجابت في الثانية (Gbps) في حالة وجود عدد قليل من الأجهزة على الشبكة.

مع وصول تقنية 5G إلى المزيد والمزيد من العملاء واستمرار نمو عدد التطبيقات التي تدعمها، فمن المتوقع أيضًا أن تزداد شعبيتها لدى شركات الاتصالات ومقدمي خدمات الإنترنت (ISP). في أمريكا الشمالية، على سبيل المثال، اعتمدها بالفعل مزودو خدمة الإنترنت الأكثر شهرة للإنترنت المنزلي - Verizon وGoogle وAT&T - أكثر من 200 مليون منزل مشترك فيه (الروابط موجودة خارج ibm.com).

ثلاث وظائف رئيسية تميز تقنية 5G:

1. المعايير الخلوية
2. تقطيع الشبكة
3. شبكات خاصة

وفيما يلي نظرة فاحصة على كل من هذه المجالات، ولماذا تعتبر فريدة من نوعها بالنسبة لـ 5G وكيف تساعد التكنولوجيا على العمل.

معيار الخلوية الجديدة

معيار 5G NR (الراديو الجديد) للشبكات الخلوية هو مواصفات تقنية الوصول الراديوي الجديدة (RAT) المصممة خصيصًا لشبكات الهاتف المحمول 5G. في عام 2018، شرع مشروع شراكة الجيل الثالث (3FPP) في تطوير معيار عالمي جديد لشبكات الهاتف المحمول لتوجيه تطوير الأجهزة والتطبيقات على شبكات 3G. اليوم، يتعين على الشبكات الخلوية والشركات المصنعة التي ترغب في تشغيل أو تصميم أجهزة 5G أن تتبع معيار 5G NR لتكون متوافقة، مما يزيد من سهولة واحتمال توسيع 5G. وفق تقرير حديث لشركة إريكسون (الرابط موجود خارج موقع ibm.com)، كانت 45% من الشبكات في جميع أنحاء العالم متوافقة مع تقنية الجيل الخامس بحلول نهاية عام 5، ومن المتوقع أن يرتفع هذا العدد إلى 2023% بحلول نهاية العقد.

تقطيع الشبكة

في شبكة 5G، يمكن للمشغلين نشر العديد من الشبكات الافتراضية المستقلة على نفس البنية التحتية، مما يؤدي إلى تشغيل العديد منها تطبيقات الأعمال وتمكين المستخدمين من القيام بمهام أكثر تعقيدًا عن بعد مما يمكنهم فعله اليوم. على سبيل المثال، يمكن للمؤسسات التي ترغب في تقسيم الوظائف اللاسلكية حسب حالة الاستخدام أو نموذج العمل تشكيل "مجموعة" على شبكة 5G. تمنح المجموعات المستخدمين على تلك الشبكة تجربة أكثر موثوقية واتساقًا على الجهاز المحمول الذي يختارونه مما كان ممكنًا في الأجيال السابقة من التكنولوجيا اللاسلكية.

شبكات خاصة

تتيح تقنية 5G للمستخدمين إنشاء شبكة خاصة ذات ميزات تخصيص محسنة، مثل الوصول الآمن ومراقبة الجودة المحسنة والتنقل الإضافي. وبسبب هذه الميزات، أصبحت شبكات 5G الخاصة شائعة بسرعة لدى المؤسسات العالمية التي تريد كل قوة وميزات 5G ولكن مع طبقات أمان إضافية لأعمالها. تتيح شبكات 5G الخاصة للشركات إدارة العديد من الأجهزة والخدمات والتطبيقات في بيئة خاصة وآمنة وفعالة للغاية - أكثر من أي شبكة عامة. 

حالات استخدام 5G

الآن بعد أن أصبح لدينا صورة أكمل عن الإيجابيات والسلبيات التي يجب مراعاتها عندما يتعلق الأمر بـ 5G وكيفية عمل التكنولوجيا الجديدة، دعونا نلقي نظرة على كيفية تطبيقها في العالم الحقيقي.

• المركبات ذاتية القيادة: حتى ظهور تقنية 5G، لم تكن السيارات ذاتية القيادة بالكامل قادرة على العمل بشكل مستقل باستخدام شبكات 3G و4G المتاحة لها لأن السرعة التي تحتاجها لنقل واستقبال المعلومات لم تكن مدعومة. تفتح قدرات 5G السريعة للغاية إمكانية انتشار السيارات ذاتية القيادة في المستقبل القريب مثل سيارات الأجرة وشاحنات التوصيل على الطرق في كل مكان.
• المصانع الذكية: بفضل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، أصبحت المصانع في كل مكان أكثر ذكاءً وكفاءة. ستحقق تقنية 5G المزيد من القفزات الممكنة في المستقبل، مما يتيح الأتمتة من المزيد من المهام، ونشر الكاميرات والطائرات بدون طيار للقيام بالمهام التي كانت تتطلب في السابق من الشخص، وربط الآلاف من الأجهزة الذكية بالإنترنت. من المذهل التفكير في جميع التطبيقات المحتملة لتقنية الجيل الخامس في إعدادات المصنع. وهذا هو أحد المجالات التي من المرجح أن يكون لها تأثير مدمر وتحويلي للغاية، ومن المحتمل أن يغير كل شيء بدءًا من طريقة قياس استخدام الوقود وتحسينه، إلى تصميم دورات حياة المعدات، إلى كيفية تسليم البضائع إلى العملاء.
• المدن الذكية: ومع تقنية الجيل الخامس، ستتمكن المناطق الحضرية من إنجاز المهام اليومية مثل إدارة النفايات وجودة الهواء بكفاءة أكبر بكثير من أي وقت مضى. من خلال نشر جديد إنترنت Tبفضل الأجهزة (IoT) المتصلة بالإنترنت عبر شبكات 5G، يمكن للمدن إدارة أنشطة مثل التحكم في حركة المرور وإدارة الكهرباء والتخلص من النفايات وحتى إنفاذ القانون بتحكم أكبر بكثير مما كان عليه في الماضي.
• الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR): يعتمد كل من الواقع الافتراضي (البيئات الرقمية التي تغلق العالم الحقيقي) والواقع المعزز (المحتوى الرقمي الذي يعزز العالم الحقيقي) بشكل كبير على تقنية 5G لتعمل و لديها العديد من التطبيقات التجارية. على سبيل المثال، تضيف الهواتف المحمولة والنظارات الذكية التي تستخدم تقنية الواقع الافتراضي والمعزز التي تعمل على شبكات الجيل الخامس بالفعل تراكبات رقمية وعروض حية وإمكانيات أخرى لموظفي المخازن وسائقي التوصيل وعمال الصيانة وغيرهم.
• حوسبة الحافة: الحوسبة الحافة يشير إلى إطار عمل حوسبة موزع يجعل تطبيقات المؤسسة أقرب إلى مصادر البيانات. وبطبيعة الحال، فإن أي تقنية تعتمد على حركة كميات كبيرة من البيانات في بيئة لاسلكية سيتم تعزيزها بواسطة شبكة الجيل الخامس. في حوسبة الحافة، تعمل تقنية 5G على وجه التحديد على تقريب العمليات الحسابية وتخزين البيانات من مكان إنشاء البيانات على الشبكة، مما يتيح تحكمًا أكبر، وخفض التكاليف، وتسريع تقديم الرؤى. وفقا لآخر ورقة عمل جارتنر (يوجد الرابط خارج موقع ibm.com)، وبحلول عام 2025، ستتم معالجة 75% من بيانات المؤسسة من خلال حوسبة الحافة، مقارنة بـ 10% فقط اليوم.

آي بي إم و5 جي

توفر تقنية 5G فرصًا كبيرة لمطوري التطبيقات، ولكنك تحتاج إلى النظام الأساسي المناسب للاستفادة من سرعات التحميل والتنزيل الفائقة. يتيح لك IBM Cloud Satellite نشر التطبيقات وتشغيلها بشكل متسق عبر بيئات الحوسبة المحلية والبيئات السحابية العامة، والتي يتم تمكينها من خلال اتصالات آمنة وقابلة للتدقيق مع IBM Cloud.

اكتشف IBM Cloud Satellite