يمكن لشركة 5G أن تحدث ثورة حقيقية في نوعية الحياة ، وبالتالي فإن الاهتمام بالتكنولوجيا الجديدة أعلى بكثير مما كان عليه الحال في الجيل الرابع. لذلك ، فإن عدد الشركات التي تطلق الأجهزة في النشر الأولي قد تغير من أربع لشبكات 4G LTE إلى 20 لشركة 5G. يتم إطلاق عمليات الاختبار وتطوير الخدمات لاستخدام 5G في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك عن طريق الحاضنات لجذب الشركات الناشئة. واحد منهم - من MTS - يعمل أيضا في روسيا.
هناك رأي واسع النطاق مفاده أن سرعات LTE تناسب الجميع وهكذا ، وليس هناك حاجة إلى مستخدم عادي للتسريع إلى 10 جيجابت / ثانية. هذا ليس صحيحا تماما. تكمن سيناريوهات تطبيق 5G في مستوى توصيل البنية التحتية ، مما يخلق فرصًا جديدة لاستخدام AR و VR والطائرات بدون طيار وغيرها من حلول البنية التحتية وحلول الأعمال. يتيح تسريع استقبال حركة المرور ونقلها إمكانية تحرير مورد الشبكة بسرعة للمستهلك ، حتى لا يواجه أي موقف عندما تفتح الصفحة ببطء شديد عند وجود مستخدمين. يستحيل تأخير توسيع عرض النطاق الترددي للشبكة حتى يواجه المشتركون تدهورًا في جودة الاتصالات بسبب ازدحام الشبكة.
تعتمد سرعة نشر الشبكة على مدى سرعة تحديد جزء من الطيف لـ 5 G وما سيكون عليه.
أسهل طريقة لشرح كيفية عمل ذلك هي الراديو التقليدي. يمكنك ضبط الراديو الخاص بك على موجة ، على سبيل المثال ، 97 FM ، حيث تبث محطة معينة على تردد 97 ميغاهيرتز. إذا كنت ترغب في تشغيل محطة راديو أخرى ، على سبيل المثال ، 103.5 FM ، فأنت بحاجة إلى التبديل إليها. أي أن محطتين لا ترسلان أبدًا نفس الطيف في نفس الوقت في نفس المنطقة ، وإلا فسوف يتداخلان مع بعضهما البعض. في الوقت نفسه ، في منطقة أخرى على تردد محطة الراديو المفضلة لديك ، قد توجد محطة أخرى ، حيث يتم إرسال الإشارات اللاسلكية فقط على مسافة معينة.
لإطلاق 5G الكامل ، مطلوب مجموعة معينة من الطيف الراديوي. سيحدد مقدار الطيف المخصص لـ 5G مدى سرعة الشبكات القائمة على هذه التكنولوجيا. يجب أن يكون الطيف متعدد الاستخدامات بما يكفي لجميع سيناريوهات الاستخدام المختلفة ، مما قد يعني استخدام عدة نطاقات تردد مختلفة. بشكل عام ، تعد الترددات ضرورية في ثلاثة نطاقات: حتى 1 GHz و GHz 1-6 و GHz 6.
تمتد الإشارة في أجزاء مختلفة من الطيف إلى مسافة معينة. يتناسب الطول الموجي عكسًا مع التردد: أي أن الترددات العالية لها طول موجي أقصر. على سبيل المثال ، يبلغ طول الموجة 30 هرتز (التردد المنخفض) 10000 كم (أكثر من 6000 ميل) ، و 300 جيجاهيرتز (التردد العالي) يبلغ 1 مم فقط. لكن عندما يكون طول الموجة صغيرًا بالفعل (على سبيل المثال ، التردد في الطرف العلوي من الطيف) ، يمكن تشويهه بسهولة. لذلك ، لا يمكن أن تنتشر الترددات العالية حقا كما ترددات منخفضة. تتأثر جودة الاتصال أيضًا بعرض النطاق الترددي ، والذي يقاس بالفرق بين أعلى ترددات الإشارة وأدناها. عندما تقوم بنقل الطيف الراديوي لأعلى لتحقيق نطاقات أعلى ، يزداد عرض النطاق الترددي ، وبالتالي يزيد عرض النطاق الترددي (أي تحصل على سرعات تنزيل أعلى).
على سبيل المثال ، الموجات الملليمترية (mmWave ، التي تغطي تقنيًا الترددات في النطاق من 30 إلى 300 جيجاهرتز ، ولكنها تشير في كثير من الأحيان إلى النطاقات التي تفوق 24 جيجاهرتز) تقع في طيف الترددات العالية وتتمتع بميزة القدرة على نقل كميات كبيرة من البيانات. لكن يتم امتصاصها بسهولة أكبر بواسطة الغازات الموجودة في الهواء والأشجار والمباني القريبة. لذلك ، لا يمكن استخدام طيف mmWave لنقل البيانات عبر مسافات طويلة. يمكن التغلب جزئيًا على أوجه القصور هذه بواسطة هوائيات اتجاهية ، يتم تنفيذها على أساس تقنيات مثل MIMO Massive و beamforming (beamforming) ، ولكن الإشارة في هذه الترددات لا يمكن أن تنتشر بشكل ثابت على مسافات طويلة. سيتم أيضًا استخدام ترددات MmWave جنبًا إلى جنب مع نطاقات تردد منخفضة لتوفير التغطية والسعة التي ستحتاجها 5G.
بالإضافة إلى ترددات mmWave المتاحة ، يمكنك مسح النطاقات المستخدمة بالفعل وإعادة نشرها. هذه العملية تسمى إعادة الصقل. في الواقع ، يمكن مقارنتها بمعالجة الحقل: إذا تم استخدام الحقل للطماطم ، لا يمكنك زراعة الذرة هناك حتى يتم حصاد جميع الطماطم. هذه العملية معقدة بسبب حقيقة أن الترددات التي تشغلها الأجيال السابقة من الاتصالات لا تزال تستخدم. بالإضافة إلى ذلك ، نطاق التردد الخاص بهم محدود ، ومن أجل تحقيق الإمكانات الكاملة لـ 5 G ، الاستفادة من السرعات العالية التي توفرها هذه المواصفات ، تقترح الرابطة الدولية لمشغلي الاتصالات المتنقلة (GSMA) تخصيص ما لا يقل عن 100 ميجا هرتز في الترددات المتوسطة لكل مشغل للهاتف المحمول. على سبيل المثال ، سيتم تخصيص تشاينا موبايل 300 ميجا هرتز في نطاقي 2.6 جيجا هرتز و 4.9 جيجا هرتز.
النطاق الرئيسي للجيل الخامس من الاتصالات في جميع أنحاء العالم هو 3.5 جيجا هرتز مع نطاق ترددي إجمالي يصل إلى 400 ميغاهيرتز في النطاق من 3.4 إلى 3.8 جيجاهيرتز. إنها أكثر جاذبية نظرًا لتوفرها على نطاق أوسع في العالم كله وكمية كبيرة من الطيف. تمت الموافقة بالفعل على توزيعه ، على سبيل المثال ، في أوروبا: حددت الهيئات التنظيمية الأوروبية النطاق GHz 3،8-3،3 وتخطط لتنسيقه لجعله مناسبًا لـ 5 G. يختلف الوضع في روسيا: المستخدمون الرئيسيون لهذا النطاق هم وزارة الدفاع و Roscosmos. لذلك ، نحن الآن ندرس خيار نشر 5G في نطاق 4.4-4.99 جيجاهيرتز. يتم استخدامه من قبل اليابان والصين.
التناقض في الترددات المحددة يخلق عددا من المشاكل. هناك شيء مثل تجوال البيانات. يمكن أن نواجه كل هذا عندما تم طرح أول طراز iPhone مع دعم 4G ، ولكن في روسيا كان من المستحيل استخدام هذه الخدمة - تم تصميم الشريحة الموجودة في الهاتف للترددات التي تم اختيارها لـ LTE في الولايات المتحدة الأمريكية. في روسيا ، كما هو الحال في أوروبا ، عملت 4G في نطاق مختلف. يمكن تكرار موقف مماثل مع 5G ، لأن النطاق الرئيسي لنشر مثل هذه الشبكات في العالم هو 3.5 جيجا هرتز وموجات ملليمتر. واحد من أكبر مطوري نظام كوالكوم للهواتف المحمولة يصنع الشرائح والوحدات المصممة لهذه النطاقات. يتم دعم النطاقات نفسها بواسطة البرامج الرئيسية المقدمة بالفعل مع دعم 5G ، على سبيل المثال ، Galaxy S10.
وتتمثل المهمة الرئيسية الآن في اختيار الطيف العالمي للقدرة المطلوبة ، وإلا فإن جميع "الكعك" التي يمكن أن توفرها لنا هذه التكنولوجيا - بدءًا من تطوير الطائرات بدون طيار إلى حركة المرور السريعة - ستتأخر لفترة غير محددة.
دينيس باناسينكو ،
رئيس حاضنة 5G MTS.