تقنية 5G ... مستقبل الاتصالات الهاتفية الجوالة

من المتوقع أن يُطلق المعيار الجديد للاتصالات الهاتفية الجوالة (تقنية 5G) بحلول 2020، ولكن ما المزايا، التي توفرها التقنية الجديدة للمستخدم؟. تمتاز هذه التقنية من الناحية النظرية بنطاق ترددي هائل يصل إلى 10 غيغابت في الثانية، أي ما يعادل 10 آلاف ميغابت في الثانية، في حين أن شبكات LTE الحالية تتيح إمكانية نقل البيانات بسرعة 300 ميغابت في الثانية. ومع ذلك يتعين على المستخدم عدم المبالغة في التوقعات الخاصة بمعدلات نقل البيانات لتقنية الجيل الخامس 5G وخاصة في المرحلة الأولية، حيث لن يتوقع المستخدم الوصول إلى معدل نقل بيانات يبلغ 10 غيغابت في الثانية في كل مكان وليس، نظرا لأنه يجب تقسيم معدلات نقل البيانات، التي يمكن تحقيقها في خلية لاسلكية واحدة، على جميع المستخدمين الموجودين بهذه الخلية. وتعتبر تقنية الجيل الخامس أكثر أهمية للكثير من أغراض الاستخدامات الأخرى؛ حيث تعمل هذه التقنية على تقصير مدة الإشارات في الشبكة بما يصل إلى 40 عامل مقارنة بتقنية الجيل الرابع LTE، وفي هذه الحالة تبلغ مدة تأخر الإشارة (الكمون) في أحسن الأحوال واحد مللي ثانية أو أقل من ذلك، وهذا يعني تقصير جذري لزمن الاستجابة.
إنترنت الأشياء يوفر الجيل الخامس 5G مزايا ضخمة لإنترنت الأشياء، حيث إنه يوفر سعة أكبر 1000 مرة مقارنة بتقنية LTE الحالية، لربط الأشياء مع بعضها البعض في شبكات. ولن تتوقف مزايا تقنية الجيل الخامس للاتصالات الهاتفية الجوالة عند حدود إنترنت الأشياء فحسب، بل يمكن للسيارات أن تتواصل مع بعضها البعض في الوقت الحقيقي، أو عرض بيانات الواقع الافتراضي أو الواقع المعزز عبر الشبكات الجوالة، مثلا عندما يتلقى فني الخدمة التعليمات أو مخططات الإصلاح من خلال إظهار على نظارة بيانات.
كيف يمكن الوصول إلى معدلات بيانات أعلى وأوقات استجابة أقصر؟ وللإجابة على هذا التساؤل، أوضح البروفيسور شتانتساك أن هناك ثلاثة اتجاهات للتطوير، من خلال زيادة عدد الهوائيات، بحيث يوجد في بعض الأحيان هوائيات أكثر من المستخدمين في الخلية اللاسلكية الواحدة، ويتم الإشارة إلى أنظمة الهوائيات هذه باعتبارها أنظمة ضخمة متعددة المدخلات ومتعددة المخرجات MIMO، علاوة على أن الشبكات تصبح أكثر كثافة ويتم إنشاء المحطات اللاسلكية على مسافات أقصر. ونظرا لأن نطاق التردد الذي يتم استعماله حاليا يتراوح بين 8ر0 و6ر2 جيغاهرتز أصبح مشغولا، فلابد من استعمال ترددات أعلى لنقل البيانات، من أجل الوصول إلى المزيد من عرض النطاق الترددي، وأضاف شتانتساك قائلا: (يتراوح هذا النطاق بين 6 و300 غيغاهرتز، وهنا يتم الحديث عن الموجات الملليمترية). ولكي تظل فترات تأخر الإشارة في نطاق المللي ثانية، فإنه يتعين تنظيم شبكات الاتصالات الجوالة بشكل لا مركزي، وهذا يعني أن هناك بيانات معينة لن يتم إرسالها من الخلية اللاسلكية لأغراض محددة، بل سيتم فلترتها أو معالجتها في المحطة الأساسية المعنية، وتتم هذه العملية من خلال وحدات الكمبيوتر، التي يتم تجهيز المحطات بها. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن لشبكات الجيل الخامس 5G أن تأخذ في اعتبارها أن ليس كل الأمور على نفس القدر من الأهمية، ولا تحتاج كل الأمور إلى نفس عرض النطاق الترددي أو يجب الاستجابة لها بنفس السرعة، فمن خلال البرمجيات يمكن تصنيف موارد وشبكات الجيل الخامس 5G وتقسيمها.
تقسيم الشبكة وأوضح فيل تويست أن تقسيم الشبكة Network Slicing يولد السعة المطلوبة في حينه؛ حيث تحتاج إحدى الشبكات الفرعية إلى المزيد من عرض النطاق الترددي لبث الفيديو، في حين تحتاج شبكة أخرى لسرعة الاستجابة، ويمكن استعمالها لإنشاء شبكات بين السيارات، ولا تعمل تقنية تقسيم الشبكات إلا مع شبكات الجيل الخامس 5G، ولا تتوفر مثل هذه الإمكانيات في شبكات الجيل الرابع 4G. وبطبيعة الحال، لن يتم تطوير شبكة سوبر بين عشية وضحاها؛ حيث تتم عمليات التطوير ببطء؛ نظرا لأنه لم يتم الاستفادة الكاملة من مزايا شبكات الجيل الرابع LTE حتى الآن. وأكد فيل تويست أنه يتم تطوير هذا المعيار باستمرار، ويطلق على هذه الخطوة المتوسطة على الطريق نحو تقنية الجيل الخامس اسم تقنية 4.5، وتلعب أنظمة الهوائيات المتعددة MIMO دوراً هاماً في هذه التقنية الوسيطة، ويتوقع فيل تويست أن تهيمن تقنية الجيل الرابع على شبكات الاتصالات الهاتفية الجوالة خلال السنوات الخمس المقبلة، إلى أن تظهر أولى شبكات الجيل الخامس بدءاً من 2020، وستكون مخصصة لبعض الاستخدامات وتستمر في النمو والتطوير.