5G هو الجيل الخامس من الاتصالات الخلوية المتنقلة. ويخلف نظام 4G (LTE / WiMax) ، 3G (UMTS) و 2 G (GSM). ويستهدف أداء 5G معدل البيانات المرتفع ، وانخفاض زمن الوصول ، وتوفير الطاقة ، وخفض التكاليف ، وتحقيق قدرة الأنظمة العليا ، والاتصال الهائل بالأجهزة،و سيتم الانتهاء من المرحلة الأولى من مواصفات 5G في  15 مارس 2019 لاستيعاب الانتشار التجاري المبكر. من المقرر أن تنتهي المرحلة الثانية من الإصدار  بحلول 16مارس 2020 لتقديمها إلى الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) كمرشح لتكنولوجيا الاتصالات  الدولية 

 من أجل سرعات تصل إلى 20 غيغابت في الثانية ، قابلة للتحقيق مع موجات المليمتر من 15 غيغاهرتز وتواتر أعلى ] 3GPP سيقدم 5G NR (راديو جديد) كمقترح معيار 5G للاتصالات. 5G يمكن أن يشتمل والراديو الجديد على ترددات أقل ، من 600 ميجاهرتز إلى 6 جيجاهرتز. ومع ذلك ، فإن السرعة في هذه الترددات المنخفضة هي أعلى قليلا فقط من أنظمة 4G الجديدة ، ES

موعد وصول الخدمة

ومن المتوقع أن توفر الأنظمة 5G التي تتوافق مع مواصفات الاتصالات المتنقلة الدولية -2020 ،مع قدرات محسنة على مستوى الأجهزة والشبكات ، مقترنة بإحكام بالتطبيقات لأن مواصفات 3GPP عند استخدام الطيف تحت GHz 6 ، سيكون الأداء أقرب إلى 4G.

 

سيناريو الاستخدام

حدد قطاع الاتصالات الراديوية ثلاثة أنواع رئيسية من سيناريوهات الاستعمال التي يتوقع أن تتيحها قدرة النظام NG 5G. وهي معززة للنطاق العريض المتنقل (eMBB) ، والاتصالات منخفضة الكمون منخفضة الموثوقية (URLLC) ، واتصالات عبر المعدات الكبيرة (mMTC). 

 وحال استخدام استخدام 5G كتطور لخدمات النطاق الترددي العريض 4G LTE سنتمكن من اتصال أسرع مع سعة نقل أعلى وقدرة أكبر. سوف تحتاج 5G إلى توفير قدرة أعلى ، وتعزيز الاتصال ، وارتفاع قدرة المستخدم على التوافق مع  المتطلبات 

مزايا الإطلاق للخدمة 

سرعة البيانات

5G يعد بسرعات فائقة في معظم الظروف إلى شبكة 4G. قدمت شركة كوالكوم محاكاة في المؤتمر العالمي للجوال بتوقع سرعات وسيطة 490 ميجابت / ثانية لـ 3.5 غيغاهرتز 5G Massive MIMO وسرعة وسيطة 1.4 جيجابت / ثانية لـ 28 جيجا هرتز mmWave يمكن أن تكون سرعة NR 5G في النطاقات تحت GHz 6 أعلى قليلاً من 4G مع كمية مماثلة من الطيف والهوائيات ،  على الرغم من أن بعض شبكات 3GPP 5G ستكون أبطأ من بعض شبكات 4G المتقدمة ، مثل T-Mobile شبكة LTE / LAA ، والتي تحقق 500 ميغابت / ثانية في مانهاتن.

تسمح مواصفات 5G ل LAA (الوصول إلى الترخيص المساعد) أيضًا ولكن لم يتم إثباتها بعد، إن إضافة LAA إلى تهيئة 4G موجودة يمكن أن يضيف مئات ميغابت في الثانية إلى السرعة ، لكن هذا امتداد لجيل 4G ، وليس جزءًا جديدًا من معيار 5G. 

القضاء على الخدمات منخفضة السرعة طويلة الكمون

الكمون هو الوقت الذي يستغرقه تمرير رسالة من المرسل إلى المتلقي. الكمون المنخفض للاتصالات هو تحسين واحد في 5G. يمكن لوقت الاستجابة الأقل أن يساعد شبكات الجيل الخامس للجوّال على تمكين أشياء مثل الألعاب المحمولة متعددة اللاعبين وروبوتات المصنع والسيارات ذاتية القيادة والمهام الأخرى التي تتطلب استجابة سريعة.

توفير تطبيقات إستخدام  جديدة


من المتوقع أن تمكّن ميزات شبكة 5G ، بما في ذلك عرض النطاق الترددي العالي المتطرف ، والكمون المنخفض جدًا ، والاتصالات عالية الكثافة ، من استخدام العديد من حالات الاستخدام الجديدة التي يتعذر إنجازها عبر معايير الشبكة القديمة. 

 

الانتشار 

يجري تطوير 5G من قبل شركات مثل كوالكوم ،  هواوي ، وإنتل  لتكنولوجيا المودم ونوكيا ، إريكسون ،  ZTE ،  سيسكو ،  وسامسونج للبنية التحتية.

من المتوقع إطلاق الخدمة عالميا في عام 2020،وأظهر العديد من المشغلين أيضا  إعلان ل5G ، منهم كوريا للاتصالات أثناء الألعاب الأولمبية الشتوية 2018 وتلسترا في دورة ألعاب الكومنولث عام 2018. و في الولايات المتحدة ، أعلنت جميع شركات النقل الرئيسية الأربعة عن عمليات نشر: عمليات التوزيع التجاري لموجة AT & T  في عام 2018 ، إطلاق اللاسلكي الثابت 5G من Verizon في أربع مدن أمريكية وعمليات نشر الموجات المليمترية ، إطلاق Sprint في نطاق 2.5 غيغاهرتز ، وإطلاق T-Mobile بسرعة 600 ميغاهرتز 5G في 30 مدينة،وقامت Vodafone بإجراء أول تجارب في المملكة المتحدة في أبريل 2018 باستخدام نطاق الطيف المتوسط ​​، كما سيستخدم البرج الأول من الجيل 5G لشركة China Telecom في عام 2018 نطاق الطيف المتوسط ​​أيضًا.  كانت الخدمة الأولى من الجيل الخامس في العالم في كوريا الجنوبية ، حيث قامت جميع الاتصالات الكورية الجنوبية بنشرها دفعة واحدة في اليوم الأول من ديسمبر ، عام 2018. 

وبالإضافة إلى شبكات المشغلين المتنقلين ، من المتوقع أيضًا استخدام تقنية 5G على نطاق واسع للشبكات الخاصة التي تستخدم تطبيقات في إنترنت المؤسسات الصناعية وشبكات المؤسسات والاتصالات الحيوية.

نطاقات التردد الجديدة 


من أجل دعم متطلبات الإنتاجية المتزايدة لـ 5G ، تم تخصيص كميات كبيرة من الطيف الجديد (نطاقات تردد 5G NR) لـ 5G ، خاصة في نطاقات الموجات المليمترية.. على سبيل المثال ، في يوليو 2016 ، حررت لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) في الولايات المتحدة كميات هائلة من عرض النطاق الترددي في الطيف غير المستغل ذي النطاق العالي لـ 5G. ضاعف مقترح حدود الطيف (SFP) كمية الطيف غير المرخّص (mmWave) الموجات المليمترية (mmWave) إلى 14 GHz وأوجد أربعة أضعاف كمية الطيف المرن المتنقل الذي استخدمته FCC حتى الآن،وفي مارس 2018 ، وافق المشرّعون في الاتحاد الأوروبي على فتح النطاقين 3.6 و 26 غيغاهرتز بحلول عام 2020. 

مودم 5G

موردي المودم الخلوي التقليدي لديهم استثمارات كبيرة في سوق مودم 5G. أعلنت Qualcomm عن مودم X50 5G في أكتوبر 2016 ، وفي نوفمبر 2017 ، أعلنت Intel عن سلسلة XMM8000 من أجهزة المودم 5G ، بما في ذلك مودم XMM8060 ، وكلاهما يتوقعان تواريخ الإنتاج في عام 2019.  في فبراير عام 2018 ، أعلنت شركة هواوي عن جهاز المحطة الطرفية Balong 5G01 مع تاريخ إطلاق متوقع للهواتف المحمولة التي تدعم 5G عام 2018 وأعلنت Mediatek عن حلولها الخاصة 5G المستهدفة في إنتاج عام 2020. تعمل سامسونج أيضًا على مودم Exynos 5G ، ولكنها لم تعلن عن تاريخ الإنتاج. 

طرق توزيع خدمة5G


ستعتمد عمليات إطلاق NG 5G الأولية على بنية LTE 4G الحالية في وضع غير مستقل (NSA) ، قبل نضوج الوضع المستقل (SA) مع الشبكة الأساسية 5G.

1.الوضع غير المستقل


يشير أسلوب Non-Standalone (NSA) الخاص بـ 5G NR إلى خيار نشر NG 5G الذي يعتمد على مستوى التحكم في شبكة LTE الحالية لوظائف التحكم ، بينما يركز 5G NR حصريًا على مستوى المستخدم. تم الإعلان عن ميزة القيام بذلك لتسريع عملية التكيف مع 5G ، ومع ذلك فقد انتقد بعض المشغلين والبائعين إعطاء الأولوية لإدخال NG NSA 5G على أساس أنه يمكن أن يعيق تنفيذ الوضع المستقل للشبكة. 

2.االوضع المستقل


يشير النمط المستقل (SA) لـ 5G NR إلى استخدام خلايا 5G لكل من نقل الإشارات ونقل المعلومات. ويشمل ذلك بنية 5G Packet Core الجديدة بدلاً من الاعتماد على حزمة 4G Evolved وهذا يعني أنها ستسمح بنشر الجيل الخامس بدون شبكة LTE. ومن المتوقع أن يكون لها تكلفة أقل ، وكفاءة أفضل ، والمساعدة في تطوير حالات الاستخدام الجديدة. 

إطلاق نطاقات تردد

مثل LTE في الطيف غير المرخّص ، ستدعم 5G NR أيضًا التشغيل في الطيف غير المرخص (NR-U). بالإضافة إلى الترخيص بمساعدة الوصول (LAA) من LTE التي تمكن شركات الطيران من استخدام هذه الطيف غير المرخص لتعزيز أدائها التشغيلي للمستخدمين ، في 5G NR ، ستدعم أيضًا عملية NR-U المستقلة غير المرخصة والتي ستسمح بشبكات NG 5G الجديدة أن يتم تأسيسها في بيئات مختلفة دون الحصول على ترخيص تشغيلي في الطيف المرخص ، على سبيل المثال للشبكة المحلية الخاصة أو خفض حاجز الدخول لتوفير خدمات الإنترنت 5G للجمهور. 

بعض المشاكل المطروحة

الشركات الرئيسية: 5G Evolution و LTE Advanced Pro و LTE Advanced
في مناطق مختلفة من العالم ، أطلقت العديد من التقنيات ذات العلامات التجارية المختلفة فشركة "5G Project" أو "5G Evolution" أعلنتا عن تحسين الشبكات الحالية باستخدام تقنية "5G".  ومع ذلك ، فإن شبكات ما قبل الجيل الخامس هذه هي بالفعل في تحسين قائم على مواصفات شبكات LTE التي لا تقتصر على الجيل الخامس. 

المعارضين للإطلاق

في سبتمبر 2017 ، تعاون 180 شخصًا تم تحديدهم كعلماء  من جميع أنحاء العالم لبدء عريضة لوقف نشر 5G بسبب الكثافة العالية المتوقعة من الأبراج الصغيرة التي استلزمها استخدام موجات المليمترات في معيار 5G والتي لديهم اختراق أقل.  حظرت بعض المدن نشر 5G بسبب القلق على الصحة والسلامة حتى مع الخلايا الأصغر التي تنبعث منها إشعاعًا أقل من الجيل الرابع وخلايا الجيل الأكبر. 

تطبيقات 

التلفزيون الرقمي


تقوم شركة 3GPP بدراسة البث المتعدد النمط للأرض والبث على أساس مكافئ لـ MBMS لـ 5G NR وتطويرًا إضافيًا يعتمد على EnTV في LTE. 

السيارات 


قامت 5G Automotive Association بالترويج لتقنية الاتصالات C-V2X التي تعتمد على NG 5G للاتصال بين المركبات والعمل على تحسين البنى التحتية لها لتحسين كفاءة السيارات ذاتية القيادة وسرعة إستجابتها 

الطب

سيكون لها دور هائل في مجالات جراحة غيرها خاصة الجراحة عن بعد 

وستُسهل 5G على الناس تحميل فيديوهات Ultra HD الفائقة الوضوح وأيضا الفيديوهات بتقنية الأبعاد الثلاثية 3D، كما أنها ستفسح المجال لدخول الآلاف من الأجهزة التي تعمل استنادا إلى الاتصال بالإنترنت عالمَنا اليومي.

يذكر أن رئيس الوزراء البريطاني "ديفيد كاميرون" كان قد ذكر سابقا في كلامه شبكة الـ 5G، وأشار إلى أن أجهزة الـ 5G سيمكنها تحميل أفلام كاملة بتقنية الـHD في ثانية واحدة، إلا أن الشبكة الجديدة ربما ستصل إلى سرعة يمكنها تحميل 800 فيلم في الثانية الواحدة، وفقا لباحثين من جامعة Surrey في بريطانيا.