ما هي سرعة الجيل الخامس للاتصالات 5G؟

مع اقتراب إطلاق خدمات الجيل الخامس للاتصالات 5G، قد يتسائل الكثير حول مدى سرعة الجيل الخامس مقارنة بالجيل الرابع.

صُمم الجيل الخامس للاتصالات 5G لينقل عالم الاتصالات المتنقلة لسرعة مذهلة ولكن ما هي السرعة التي نتحدث عنها؟

لم يتم الانتهاء حتى الآن من معايير الجيل الخامس للاتصالات 5G وغالبية الخدمات المقدمة التي تدعم الجيل الخامس 5G ما زالت في المرحلة ما قبل التجارية. ولنكن واقعيين، من الممكن ألا نشهد خدمات الجيل الخامس 5G بشكل تجاري قبل عام 2020 على أقل تقدير، لذلك من الصعب تحديد السرعات التي يمكن للجيل الخامس 5G الوصول لها.

الأمر المؤكد أنَّ السرعات التي سوف نحصل عليها تفوق ما هو موجود في الجيل الرابع 4G وأقل تقدير للسرعة في الخدمات التجارية للجيل الخامس للاتصالات 5G هي 10 أضعاف السرعة في الجيل الرابع 4G وبالتالي ستبدو الحزمة الحالية 4G بطيئة مقارنةً مع 5G.

وكما أسلفنا، من الصعب إعطاء سرعات حقيقية ولكن التجارب التي أُجريت حتى الآن حققت نتائج مذهلة ويمكن بناء فكرة جيدة عما نستطيع توقعه عند انطلاق الجيل الخامس 5G عالمياً.

سرعة الجيل الخامس – التنزيل

صرح اتحاد الجيل القادم من شبكات الموبايل (Next Generation Mobile Networks) NGMN أنه لكي نستطيع اعتبار خدمة ما هي خدمة جيل خامس 5G يجب أن تؤمن معدلات نقل بيانات ببضع عشرات من ميغابت في الثانية لعشرات الآلاف من المستخدمين بشكل متزامن ويجب تأمين معدل نقل 1 جيجابت في الثانية على الأقل لعشرات العاملين في نفس المكتب.

قد تكون هذه الأرقام مبهمة قليلاً ولا تعطي فكرة دقيقة عن السرعات ويُقدر البعض أن تصل سرعة التحميل لـ 1000 ضعف عن مثيلها في شبكات الجيل الرابع 4G لتتخطى عتبة 10 جيجابت في الثانية. وسوف تتمكن بهذه السرعة من تحميل فيلم بدقة HD في أقل من ثانية.

بعض المصادر مثل The Korea Times تقول أنَّ شبكات الجيل الخامس 5G سوف تكون قادرة على إرسال البيانات بسرعات تصل إلى 20Gbps. نظرياً تستطيع تقنية LTE-A تحقيق سرعات تصل لـ 300Mbps ولكن في الواقع لن تحصل على أكثر من 42Mbps ومعيار الجيل الرابع 4G يحقق سرعات في العالم الحقيقي تصل لـ 14Mbps.

وشركة نوكيا طموحة في هذا المجال فهي تتوقع أنَّ المستخدم سوف يكون قادراً على بث مقطع فيديو بدقة 8K ثلاثي الأبعاد على شبكات الجيل الخامس 5G.

البعض أكثر تحفظاً في التوقعات ولكن مع ذلك فإن تقديراتهم تشير إلى سرعات تفوق بـ 12 ضعفاً ما نحصل عليه في شبكات الجيل الرابع 4G.

وبدأت المراحل التجريبية للجيل الخامس 5G تظهر على أرض الواقع ومنها على سبيل المثال من شركة Verizon في الولايات المتحدة والتي أظهرت أنَّ تقنيتها يمكن أن تحقق سرعات تحميل أكبر بـ 30-50 مرة من السرعات في الجيل الرابع 4G وهذا سوف يمكنك من تحميل فيلم كامل بـ 15 ثانية مقارنةً مع الجيل الرابع 4G حيث يستغرق الأمر 6 دقائق.

ولقد حقق 5G Innovation Centre سرعات أعلى ضمن بيئات الاختبار لتصل لحد 1 تيرابت في الثانية وهذا تقريباً أسرع بـ 65000 مرة من الجيل الرابع 4G وسوف تتمكن من تحميل ملف أضخم بـ 100 مرة من فيلم كامل بـ 3 ثوان فقط.

ومن الواضح أنه مهما كانت السرعة التي سوف تحقهها شبكات الجيل الخامس 5G على أرض الواقع فسوف تجعلنا ننسى ما قدمته لنا شبكات الجيل الرابع 4G بلمح البصر.

سرعة الجيل الخامس – الرفع

بالنسبة لسرعات الرفع فإن التوقعات لها أكثر غموضاً، ولكن الأمر المؤكد أنك ستتمكن من رفع البيانات بسرعات تصل لعدة جيجابت في الثانية ومن الممكن أن تصل لـ 10Gbps.

سوف تكون سرعة الرفع مرتبطة بسرعة التحميل ولكن مهما كانت سرعة التحميل المقدمة فإن سرعة الرفع سوف تكون أقل بحيث لا تتجاوز نصف سرعة التحميل.

زمن التأخير:

زمن التأخير هو المدة التي تستغرقها الشبكة للإجابة على طلب والذي قد يكون محاولة المستخدم تشغيل أغنية أو مقطع فيديو أو تحميل موقع الكتروني على سبيل المثال. ويجب على الشبكة الاستجابة قبل أن تبدأ بالتحميل وهذا يؤدي لتأخير غير مرغوب به على الأخص في الألعاب أونلاين.

تترواح أزمنة التأخير في شبكة الجيل الثالث 3G حوالي 120ms وهي أقل في شبكات الجيل الرابع 4G إذ تتراوح بين15 إلى 60 ميلي ثانية. أما بالنسبة للجيل الخامس 5G فنظرياً ينخفض زمن التأخير في الاستجابة لـ 1ms وهو غير ملحوظ.

سوف يحسن الانخفاض في زمن التأخير جميع التطبيقات الموجودة حالياً والأكثر من ذلك أنه ضروري للتطبيقات الجديدة مثل القيادة الذاتية للسيارات والتي تحتاج للاستجابة للمدخلات والتغيرات في الأحداث بسرعة كبيرة.

أين نحن الآن من كل هذا؟

في مطلع عام 2015 حقق الباحثون في 5G Innovation Centre (5GIC) سرعة نقل لاسلكية 1Tbps لتتفوق بأشواط على الرقم المسجل من قبل شركة سامسونج 7.5Gbps عام 2014 وهو أسرع بـ 65000 مرة من متوسط سرعة التحميل في شبكات الجيل الرابع 4G.

ولكن سُجلت هذه السرعة ضمن ظروف المخبر باستخدام معدات مصنوعة حسب الطلب وعلى مسافة قدرها 100 متر ومن الممكن أن تكون هذه السرعة ممكنة على أرض الواقع ولكن على المدى الطويل جداً.

ولقد حقق العديد من المشغلين والمصنعين حول العالم سرعات مذهلة عند تجربة الجيل الخامس 5G والآن يتم العمل على نقل هذه التقنية من التجريب للتطبيق على أرض الواقع، ولكن إلى الآن تستخدم هذه الشركات تقنيات مختلفة ومجالات ترددية مختلفة لتطبيقات مختلفة وضمن ظروف مختلفة لذلك لا يمكن المقارنة بينها.

وفيما يلي تمت الإشارة لبعض من أهم الانجازات في مجال سرعة الجيل الخامس للاتصالات 5G والتي يمكن أن تعطينا فكرة جيدة عما يجب أن تتوقعه من خدمات الجيل الخامس للاتصالات 5G التجاربة.

الشركة اليابانية NTT DOCOMO تتقدم الجميع في تطوير الجيل الخامس 5G حيث تتحضر لإطلاق الخدمات التجاربة في دورة الألعاب الأولمبية لصيف 2020 في طوكيو.

تعمل هذه الشركة مع كل المصنعين الكبار حول العالم وتزعم أنها حققت نتائج مذهلة في الجيل الخامس 5G وقد حسنت بشكل منتظم سرعات نقل البيانات:

• في نوفمبر 2016 وبالشراكة مع سامسونج حققت سرعة نقل بيانات حوالي 5Gbps ضمن مركبة متحركة بسرعة 150 كم في الساعة لتبين استقرار الاتصال لأجهزة الجيل الخامس 5G ضمن المركبات المتحركة بسرعة.
• في أوكتوبر 2016 وبالشراكة مع هواوي وصلت لسرعة 29Gbps (زمن تأخير 0.5 ثانية) في الهواء الطلق باستخدام 23 جهاز متصل بشكل متزامن.
• في مايو 2016 وبالشراكة مع نوكيا تم تجريب بث مباشر لمقطع فيديو بدقة 8K بنجاح.
• في فبراير 2016 وبالشراكة مع Ericsson حققت سرعة 20Gbps ضمن الهواء الطلق باستخدام جهازين متصلين بشكل متزامن حيث وصلت سرعة كل وصلة تحميل لـ 10Gbps على مسافة 70 متر عن المحطة القاعدية.

نجد العديد من شركات الخليوي عالمياً منشغلة في العمل على تقنيات الجيل الخامس 5G ولكن يتضح مما أوردناه سابقاً أنَّ العديد من هذه الشركات تتعاون مع عدة شركات أخرى بنفس الوقت.

وقد عرضت شركة ايركسون سرعات تقنية شبكات الجيل الخامس للاتصالات 5G في منتصف عام 2014 قبل صدور معايير هذه التقنية، وهي تعمل مع شركة NTT DOCOMO وغيرها:

• في فبراير 2017 وبالشراكة مع SK Telecom و BMW Korea حققت سرعة تحميل أعظمية 6Gbps لمركبة متحركة بسرعة 170 كم في الساعة وحافظت على مردود ثابت قدره 1.5Gbps.
• في ديسبر 2016 أطلقت شركة AT&T ما أسمته أول تجربة مشترك تجارية للجيل الخامس 5G في الولايات المتحدة لتنقل التقنيات التي عملت عليها مع ايركسون وانتيل لأرض الواقع. وسجلت سرعات أعلى من 10Gbps.
• في ديسمبر 2016 شغلت ما أسمته أول نظام تجريبي جيل خامس 5G end to end بالتعاون مع Telefonica.
• أوكتوبر 2016 وبالتعاون مع Telia قامت بعرض إمكانيات الجيل الخامس 5G على أرض الواقع ضمن شبكة عاملة في الهوء الطلق بسرعة أعظمية للمستخدم وصلت لـ 15Gbps.
• في سبتمبر 2016 قامت بعرض إمكانيات الجيل الخامس 5G على أرض الواقع ضمن شبكة عاملة في استراليا مع شركة Telstra وحققت سرعة تجاوزت 20Gbps.

وقامت هواوي بالإضافة لعملها مع NTT DOCOMO بالتشارك مع مشغلين حول العالم لتجريب تقنية الجيل الخامس 5G:

• في مارس 2017 حققت سرعة 70Gbps في تجريب للجيل الخامس مع شركة نرويجية تُدعى Telenor ضمن الحزمة الترددية E.
• في فبراير 2017 وبالشراكة مع China Mobile قامت بنشر نتائج عملها على 5G Dual Connectivity حيث بلغت انتاجية المستخدم 22Gbps.
• في فبراير 2017 كشفت عن 5G New Radio والذي حقق ضمن تجارب بثلاث سيناريوهات انتاجية تجاوزت 10Gbps لأكثر من مليون اتصال متزامن بتأخير أقل من 1ms.

وقامت شركة نوكيا بالاستثمار بقوة في تطوير الجيل الخامس للاتصالات 5G ولكنها بقيت متحفظة حول السرعات التي سجلتها في تجاربها.

ماذا بعد؟

تم تسجيل سرعات عالية جداً في الاختبارات والمرحل التجريبية ولكن ما يزال زمن تطبيقها بشكل واسع النطاق عالمياً بعيد المنال.

ويُتوقع أن يتم إطلاق أول خدمات 5G هذا العام عبر شركة Verizon والتي تهدف لتجربة خدمات الجيل الخامس 5G في 11 ولاية في الولايات المتحدة لتغطي بضعة آلاف المواقع دون أن تلمح ما هي السرعات التي تأمل تقديمها أو ما هي الهواتف الذكية التي على المستخدمين استعمالها.

راجع أيضاً: