حالات استخدام الجيل الخامس (5G) التي تغير العالم

في عالم التكنولوجيا وخارجه، يتم اكتشاف تطبيقات جديدة للجيل الخامس 5G كل يوم. من السيارات ذاتية القيادة إلى المدن والمزارع وحتى تجارب التسوق الأكثر ذكاءً، يستعد أحدث معيار في الشبكات اللاسلكية لتحويل الطريقة التي نتفاعل بها مع المعلومات والأجهزة وبعضنا البعض. ليس هناك وقت أفضل من هذا الوقت لإلقاء نظرة فاحصة على كيفية استخدام البشر لشبكات الجيل الخامس في تغيير عالمهم.

ما المقصود بالجيل الخامس؟

5G (تقنية الجيل الخامس للهاتف المحمول) هي أحدث معيار للشبكات الخلوية. مثل سابقاتها، 3G و 4G و 4G LTE، تستخدم تقنية 5G موجات الراديو لنقل البيانات. ومع ذلك، نظرًا للتحسينات الكبيرة في زمن الانتقال والإنتاجية وعرض النطاق الترددي، فإن 5G قادرة على سرعات تنزيل وتحميل أسرع من الشبكات السابقة.

منذ إطلاقها في عام 2019، تم الإشادة بتقنية النطاق العريض 5G باعتبارها تقنية رائدة ذات آثار كبيرة على كل من المستهلكين والشركات. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى قدرتها على التعامل مع كميات كبيرة من البيانات التي يتم إنشاؤها بواسطة أجهزة معقدة تستخدم شبكاتها.

مع توسع تكنولوجيا الأجهزة المحمولة على مر السنين، زاد عدد البيانات التي ينشئها المستخدمون كل يوم بشكل كبير. وفي الوقت الحالي، تتطلب التقنيات التحويلية الأخرى مثل الذكاء الاصطناعي (AI) وإنترنت الأشياء (IoT) والتعلم الآلي (ML) سرعات أعلى للعمل من تلك التي توفرها شبكات 3G و4G. أدخل تقنية 5G، مع إمكانات نقل البيانات بسرعة البرق التي تسمح للتقنيات الأحدث بالعمل بالطريقة التي صممت من أجلها.

فيما يلي بعض أكبر الاختلافات بين شبكات 5G والشبكات اللاسلكية السابقة.

• البصمة المادية: إن أجهزة الإرسال المستخدمة في تقنية 5G أصغر حجمًا من الشبكات السابقة، مما يسمح بوضعها بشكل منفصل في أماكن بعيدة عن الطريق. وعلاوة على ذلك، فإن "الخلايا"—وهي المناطق الجغرافية التي تتطلبها جميع الشبكات اللاسلكية للاتصال—في شبكات 5G تكون أصغر حجمًا وتتطلب طاقة أقل لتشغيلها مقارنةً بالأجيال السابقة.
  
  
• معدلات الخطأ: إن مخطط التعديل والترميز التكيّفي (MCS) لشبكات الجيل الخامس (5G)، وهو مخطط تستخدمه أجهزة الواي فاي لنقل البيانات، أقوى من تلك الموجودة في شبكات 3G و4G. وهذا يجعل معدل خطأ الكتلة (BER) الخاص بالجيل الخامس (5G)—وهو مقياس لتردد الخطأ—أقل بكثير. 

• عرض النطاق الترددي: باستخدام طيف أوسع من الترددات اللاسلكية مقارنةً بالشبكات اللاسلكية السابقة، يمكن لشبكات الجيل الخامس الإرسال على نطاق أوسع من عرض النطاق الترددي. وهذا يزيد من عدد الأجهزة التي يمكنهم دعمها في أي وقت.

• زمن انتقال أقل: زمن الانتقال المنخفض لشبكات الجيل الخامس وهو مقياس للوقت الذي تستغرقه البيانات للسفر من موقع إلى آخر، يمثل ترقية مهمة مقارنةً بالأجيال السابقة. هذا يعني أن الأنشطة الروتينية مثل تنزيل ملف أو العمل في البيئة السحابية ستكون أسرع مع اتصال 5G من الاتصال على شبكة مختلفة.

مثل جميع الشبكات اللاسلكية، يتم فصل شبكات 5G إلى مناطق جغرافية تعرف باسم الخلايا. داخل كل خلية، تتصل الأجهزة اللاسلكية—مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة إنترنت الأشياء—بالإنترنت عبر موجات الراديو التي تنتقل بين هوائي ومحطة أساسية. إن التكنولوجيا التي تقوم عليها شبكات الجيل الخامس هي نفسها الموجودة في شبكات الجيل الثالث والجيل الرابع. ولكن نظرًا لانخفاض زمن الانتقال، فإن شبكات الجيل الخامس قادرة على توفير سرعات تنزيل أسرع —في بعض الحالات تصل إلى 10 جيجابت في الثانية (Gbps).

مع تصميم المزيد والمزيد من الأجهزة لسرعات 5G، يتزايد الطلب على اتصال 5G. واليوم، يقدم العديد من مزودي خدمات الإنترنت (ISPs) المشهورين، مثل Verizon وGoogle وAT&T، شبكات الجيل الخامس للمنازل والشركات. وفقًا لـ Statista، قام أكثر من 200 مليون منزل (يوجد الرابط خارج موقع ibm.com) وشركة بشراء هذا النظام بالفعل، ومن المتوقع أن يتضاعف هذا الرقم على الأقل بحلول عام 2028.

دعونا نلقي نظرة على ثلاثة مجالات للتحسين التكنولوجي جعلت 5G فريدة من نوعها.

مواصفات الاتصالات الجديدة

يحدد معيار 5G NR (الراديو الجديد) للشبكات الخلوية تعريفاً جديداً مواصفات تقنية وصول لاسلكي جديدة (RAT) لجميع شبكات الجيل الخامس للهاتف المحمول. بدأ طرح شبكة 5G في عام 2018 بمبادرة عالمية تُعرف باسم مشروع شراكة الجيل الثالث (3FPP). حددت المبادرة مجموعة جديدة من المعايير لتوجيه تصميم الأجهزة والتطبيقات للاستخدام على شبكات الجيل الخامس.

كانت المبادرة ناجحة، ونمت شبكات الجيل الخامس بسرعة في السنوات التالية. اليوم، 45% من الشبكات في جميع أنحاء العالم متوافقة مع تقنية الجيل الخامس، ومن المتوقع أن يرتفع هذا الرقم إلى 85% بحلول نهاية العقد وفقًا لتقرير حديث صادر عن شركة Ericsson (يوجد الرابط خارج موقع ibm.com).

الشبكات الافتراضية المستقلة (تقسيم الشبكة)

في شبكات الجيل الخامس، يمكن لمشغلي الشبكات تقديم العديد من الشبكات الافتراضية المستقلة (بالإضافة إلى الشبكات العامة) على نفس البنية التحتية. على عكس الشبكات اللاسلكية السابقة، تتيح هذه الإمكانية الجديدة للمستخدمين القيام بالمزيد من الأشياء عن بُعد بأمان أكبر من أي وقت مضى. على سبيل المثال، على شبكة الجيل الخامس، يمكن للمؤسسات إنشاء حالات استخدام أو نماذج أعمال وتعيين شبكة افتراضية مستقلة خاصة بها. يعمل ذلك على تحسين تجربة المستخدم بشكل كبير لموظفيها من خلال إضافة المزيد من التخصيص والأمان.

شبكات خاصة

بالإضافة إلى تقسيم الشبكة، يمكن أن يؤدي إنشاء شبكة 5G خاصة إلى تعزيز ميزات التخصيص والأمان مقارنةً بتلك المتوفرة في الأجيال السابقة من الشبكات اللاسلكية. تلجأ الشركات العالمية التي تسعى إلى مزيد من التحكم والتنقل لموظفيها بشكل متزايد إلى بنى شبكات الجيل الخامس الخاصة بدلاً من الشبكات العامة التي كانت تستخدمها في الماضي.

الآن بعد أن فهمنا بشكل أفضل كيفية عمل تقنية 5G، دعنا نلقي نظرة فاحصة على بعض التطبيقات المثيرة التي تقوم بتمكينها.

المركبات ذاتية القيادة

من سيارات الأجرة إلى الطائرات بدون طيار وما بعدها، تدعم تقنية 5G معظم قدرات الجيل التالي في السيارات ذاتية القيادة. وإلى أن ظهر معيار الجيل الخامس 5G الخلوي، كانت السيارات ذاتية القيادة بالكامل حلماً بعيد المنال بسبب قيود نقل البيانات التي تفرضها تكنولوجيا الجيل الثالث والجيل الرابع. والآن، جعلت سرعات الاتصال الفائقة التي تتميز بها تقنية الجيل الخامس 5G أنظمة النقل في السيارات والقطارات وغيرها، أسرع من الأجيال السابقة، مما أدى إلى تغيير طريقة اتصال الأنظمة والأجهزة وتواصلها وتعاونها.

المصانع الذكية

تستعد تقنية الجيل الخامس، إلى جانب الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، لمساعدة المصانع على أن تصبح أكثر ذكاءً وأتمتة وكفاءة ومرونة. واليوم، يتم تحويل العديد من المهام العادية والضرورية المرتبطة بإصلاح المعدات وتحسينها إلى الآلات بفضل اتصال الجيل الخامس المقترن بقدرات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. هذا هو أحد المجالات التي من المتوقع أن تحدث فيها تقنية الجيل الخامس تغييراً جذرياً كبير، مما يؤثر على كل شيء بدءًا من الاقتصاد في استهلاك الوقود إلى تصميم دورات حياة المعدات وكيفية وصول البضائع إلى منازلنا.

على سبيل المثال، في أرض المصنع المزدحمة، يمكن للطائرات بدون طيار والكاميرات المتصلة بالأجهزة الذكية التي تستخدم إنترنت الأشياء أن تساعد في تحديد موقع ونقل شيء ما بكفاءة أكبر مما كان عليه في الماضي ومنع السرقة. وهذا ليس أفضل للبيئة والمستهلكين فحسب، بل إنه يحرر الموظفين أيضًا لتكريس وقتهم وطاقتهم للمهام الأكثر ملاءمة لمهاراتهم.

المدن الذكية

إن فكرة البيئة الحضرية شديدة الاتصال التي تستخدم سرعات شبكة الجيل الخامس 5G لتحفيز الابتكار في مجالات مثل إنفاذ القانون والتخلص من النفايات والتخفيف من الكوارث أصبحت حقيقة واقعة بسرعة. بعض المدن تستخدم بالفعل أجهزة استشعار تدعم 5G لمتابعة أنماط الحركة في الوقت الفعلي وتضبط الإشارات لدعم توجيه تدفق المرور وتقليل الازدحام وتحسين جودة الهواء.

في مثال آخر، تراقب شبكات الطاقة 5G العرض والطلب عبر المناطق المكتظة بالسكان وتنشر تطبيقات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي (ML) "لمعرفة" الأوقات التي يكون فيها الطلب على الطاقة مرتفعًا أو منخفضًا. وقد ثبت أن هذه العملية تؤثر بشكل كبير على الحفاظ على الطاقة والنفايات، مما قد يقلل من انبعاثات الكربون ويساعد المدن على تحقيق أهداف الاستدامة.

الرعاية الصحية الذكية

تستفيد المستشفيات والأطباء وصناعة الرعاية الصحية ككل بالفعل من سرعة وموثوقية شبكات 5G كل يوم. أحد الأمثلة هو مجال الجراحة عن بُعد التي تستخدم الروبوتات والبث المباشر المتوفر على الإنترنت عبر شبكة 5G بدقة عالية. وهناك مجال آخر هو مجال الخدمات الصحية المتنقلة، حيث تتيح شبكة الجيل الخامس للعاملين في المجال الطبي في الميدان إمكانية الوصول السريع إلى بيانات المرضى والتاريخ الطبي. وهذا يتيح لهم اتخاذ قرارات أكثر ذكاءً وأسرع وربما إنقاذ أرواح.

وأخيراً، وكما رأينا خلال الجائحة، فإن تتبع المخالطين ورسم خرائط تفشي المرض أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة السكان. تتيح قدرة شبكة الجيل الخامس على تقديم كميات كبيرة من البيانات بسرعة وأمان للخبراء اتخاذ قرارات أكثر استنارة لها تداعيات على الجميع.

الرعاية الصحية الذكية

تستفيد المستشفيات والأطباء وصناعة الرعاية الصحية ككل بالفعل من سرعة وموثوقية شبكات 5G كل يوم. أحد الأمثلة هو مجال الجراحة عن بُعد التي تستخدم الروبوتات والبث المباشر المتوفر على الإنترنت عبر شبكة 5G بدقة عالية. وهناك مجال آخر هو مجال الخدمات الصحية المتنقلة، حيث تتيح شبكة الجيل الخامس للعاملين في المجال الطبي في الميدان إمكانية الوصول السريع إلى بيانات المرضى والتاريخ الطبي. وهذا يمكّنهم من اتخاذ قرارات أكثر ذكاءً وسرعةً وربما إنقاذ الأرواح.

وأخيراً، وكما رأينا خلال الجائحة، فإن تتبع المخالطين ورسم خرائط تفشي المرض أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة السكان. تتيح قدرة شبكة الجيل الخامس على تقديم كميات كبيرة من البيانات بسرعة وأمان للخبراء اتخاذ قرارات أكثر استنارة لها تداعيات على الجميع.

لن تؤدي تقنية 5G المقترنة بالقدرات التكنولوجية الجديدة إلى أتمتة مهام الموظفين فحسب، بل ستعمل على تحسينها بشكل كبير وتحسين تجربة الموظف بشكل عام. خذ الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR)، على سبيل المثال. يتم استخدام VR (البيئات الرقمية التي تحجب العالم الحقيقي) و AR (المحتوى الرقمي الذي يعزز العالم الحقيقي) بالفعل من قِبل موظفي المخازن وسائقي النقل وغيرهم الكثير. يعتمد هؤلاء الموظفون على الأجهزة القابلة للارتداء المتصلة بشبكة 5G القادرة على نقل البيانات بسرعة عالية والتي تعمل على تحسين العديد من القدرات الرئيسية، بما في ذلك ما يلي:

• مشاهدات مباشرة: يوفر اتصال 5G مشاهدات مباشرة وفي الوقت الفعلي للمعدات والأحداث وحتى الأشخاص. تتمثل إحدى الطرق التي تُستخدم فيها هذه الميزة في الرياضات الاحترافية في السماح للمذيعين بالاتصال عن بُعد بحدث رياضي من خارج الملعب الذي يقام فيه الحدث.

• التراكبات الرقمية: تسمح تطبيقات إنترنت الأشياء في المستودعات أو البيئة الصناعية للعمال المزودين بنظارات ذكية (أو حتى مجرد هاتف ذكي) بالحصول على رؤى في الوقت الفعلي من أحد التطبيقات. يتضمن ذلك تعليمات الإصلاح أو اسم قطعة الغيار وموقعها.

• عمليات التفتيش بالطائرات بدون طيار: إن أحد الأسباب الرئيسية لإصابة الموظفين في الوقت الحالي هو فحص المعدات أو مواقع المشاريع في المناطق النائية والمحتمل أن تكون خطرة. يمكن للطائرات بدون طيار، المتصلة عبر شبكات الجيل الخامس، مراقبة المعدات ومواقع المشاريع بأمان وحتى أخذ قراءات من أجهزة القياس التي يصعب الوصول إليها.

حوسبة الحافة، هي إطار عمل حوسبة يسمح بإجراء العمليات الحسابية بالقرب من مصادر البيانات، وسرعان ما أصبحت معيارًا للمؤسسات. وفقًا لهذا المستند الفني الصادر عن Gartner (الرابط موجود خارج موقع ibm.com)، بحلول عام 2025، ستتم معالجة 75% من بيانات المؤسسة على الحافة (مقارنةً ب 10% فقط اليوم). وهذا التحول يوفر الوقت والمال للشركات ويتيح تحكمًا أفضل على البيانات الكبيرة. سيكون ذلك مستحيلًا بدون معايير السرعة الجديدة التي يتم إنشاؤها بواسطة تقنية 5G. 

تمكّن حوسبة الحافة الموثوقة للغاية و تقنية 5G المؤسسة من تحقيق سرعات نقل أسرع وزيادة التحكم والأمان على كميات هائلة من البيانات. ستساعد هاتان التقنيتان التوأم معًا على تقليل زمن الانتقال مع زيادة السرعة والموثوقية وعرض النطاق الترددي، مما يؤدي إلى تحليل البيانات والرؤى بشكل أسرع وأكثر شمولاً للأعمال في كل مكان.

حلول شبكة الجيل الخامس مع IBM Cloud Satellite
 

تقدم شبكة الجيل الخامس فرصاً كبيرة للمؤسسات، ولكنك تحتاج أولاً إلى منصة يمكنها التعامل مع سرعتها. يتيح IBM Cloud Satellite® لك نشر التطبيقات وتشغيلها باتساق عبر البيئات المحلية وبيئات حوسبة الحافة وبيئات السحابة العامة على شبكة 5G. ويتم تمكين كل ذلك من خلال اتصالات آمنة وقابلة للتدقيق داخل IBM Cloud®.

اشترِك في رسالة Think الإخبارية