شبكات الاتصالات ومدي تطورها

العام الحالي يصادف مرور اربعين عاما علي اطلاق الجيل الاول 1G للاتصالات في رحلة تطور كبيرة ومذهله في ذلك المجال الذي اثر علي حياتنا من جميع النواحى، ومرت الايام والسنين والآن نحن نستعد لاستقبال الجيل الخامس 5G، ولكن كيف تطورت شبكات الاتصالات في الاجيال السابقة؟

تطور شبكات الاتصالات من 1G لـ 5G

نظم الاتصالات اللاسلكيه تقوم ببث بعض الموجات من المصدر الثابت حتي تقوم بتغطية منطقة معينه فتنتشر خلال مجموعة من الموجات حتي تصل للهواتف وتلتقطها، وهذه الاشارات تنقسم الي نوعين في طريقة عملها، digital signals و analog signals، النوع الاول يقوم بتحويل الموجه الصوتية لمجموعة بيانات تستخدم نظام الـ binary الثنائي حتي تنتقل هذه البيانات من الهاتف خلال موجات عاليه من التردد وتمر باجهزة الاستقبال والبث مرورا بالبنيه التحتيه ووصولا للهاتف حتي يتم تحويل هذه البيانات مره انيه لموجه صوتيه تخرج من الهواتف.

اما النوع الثاني فهو مختلف عن الاول، فهو يعتمد علي نقل موجات صوتيه تقليديه لتردد عالى فتنتقل عبر الهواء خلال موجات حتي تصل للاجهزة المستقبله التي تقوم بدورها بنقلها خلال البنيه التحتيه للاجهزه المرسله التي يتصل بها هاتف الطرف الثاني حتي تبث نفس الموجه بنفس التردد.

فالفارق بين النوعين هو ان اشارات الانالوج تعتمد في طريقة عملها علي خواص الموجات عند نقل الصوت فهي من الممكن ان تتأثر باي عوامل ثانيه اما الاشارات الديجيتال فهي تعتمد في طريقة عملها علي الموجات في نقل البيانات، فيمكن ان تصل هذه البيانات كما هي او لا تصل، ولكنها لا تتأثر مثل اشارات الانالوج، فالفارق بينهم مثل الفارق بين ارسال الاقمار الصناعية وارسال التلفزيون.

حاليا وفي عالمنا لا يتم استخدام اشارات الانالوج في اي نوع من انواع الاتصالات خلال شبكات الهواتف، بينما يتم الاقتصار علي استخدام اشارات الديجيتال التي تنقل خلال موجات تتراوح تردداتها بين 300 ميجا هيرتز و 100 جيجا هيرتز.

الجيل الأول (1G)

عام 1979 ظهر الجيل الاول للاتصالات والذي قدم بدوره الاتصالات اللاسلكية في عالم كان يقتصر علي استخدام الاتصالات السلكية عبر الهواتف، فالجيل الجديد لم يتم استخدامه في شكله النهائى حتي عام 1982 ليعتمد علي امواج تتراوح بين 824 ميجا هيرتز و 894 ميجا هيرتز الذي يعتمد علي اشارات الانالوج، حتي يستطيع نقل المكالمات الصوتية، ولكن وبالرغم من ذلك فواجه العديد من المشاكل اهمها، ان الهواتف حجمها كبيرلاحتياجها لان تكون ببطارية كبيرة وذلك يرجع للاستهلاك الكبير للطاقة ولزيادة التردد بالنسبة للموجات، وكذلك فقد الاتصال بكل سهولة بسبب تعرض الموجات اثناء نقلها لاي خلل بسبب الطقس، وبالرغم من التقدم الذي احرزه الجيل الاول في ذلك الوقت لم يتم استخدامه بصورة تجارية الا في اضيق الحدود وذلك بسبب المشاكل التي ذكرناها.

الجيل الثاني (2G)

ومع بداية العقد الاخيرفي القرن الماضي 1990 بدأ الجيل الثاني للاتصالات محرزا تقدم هائل وكبير مقارنةً بالجيل الاول، وكان اهمها انه اعتمد علي GSM والذي انتقل من العمل بطريقة اشارات الانالوج لاشارات الديجيتال.
هذا الجيل وبسبب وصوله كان احد الاسباب في انتشار الهواتف بشكل كبير جداً، فالهواتف لم تعد في احتياج لان تكون ضخمه مثل الجيل السابق، اضافتةً الي انها كانت ذو جوده اعلي مع دعمها للرسائل النصية ثم رسائل ال mms والتي تحتوي علي صور وفيديوهات، وكانت سرعة البيانات في هذا الجيل تصل لـ 64 كيلوبت/ثانية، ومع توفير الـ GPRS و EDGE اصبح الجيل الثاني يدعم سرعات اعلي لنقل البيانات تصل لـ 144 كيلوبت/ثانية مع دعمه للانترنت لاول مره وامكانية ارسال واستقبال البريد الالكتروني، وجدير بالذكر ان الجيل الثاني مازال يستخدم في كثير من البلدان في العالم وخاصة في المناطق النامية والنائية نظراً لبطء سرعة الاتصال بالانترنت.

الجيل الثالث (3G)

الجيل الثالت كان هو الثورة الحقيقية، انطلق عام 2003 مقدما تطور كبيرجداً في سرعة نقل البيانات التي اصبحت تصل لـ 2 ميجابت في الثانية، حتي وصلت لـ 14 ميجابت في الثانية، وهذه السرعة الكبيرة وفرت للمستخدمين سرعات انترنت عاليه ليتمكنوا من استخدام الانترنت بسهولة علي هواتفهم وتمتعهم بتجربة الخدمات المختلفة مثل تشغيل الفيديوهات والموسيقي من الانترنت، وتحميل ورفع الملفات كبيرة الحجم، ظهر اللعب بطريقة مباشره لالعاب الفيديو علي الهواتف واصبح يستخدم شرائح الاتصال في تشغيل خدمة الانترنت علي اجهزة الكمبيوتر والحاسب الحموله، والتمتع بسرعه عاليه دون الشعور ببطء في سرعة الانترنت، وهذا الجيل مازال يعمل بصورة كبيرة في كثير من الدول حول العالم ويعمل علي موجات تردد من 900 ميجا هيرتز و 1.8 جيجا هيرتز.

الجيل الرابع (4G)

ظهر الجيل الرابع في عام 2009 و 2010 مقدماً تطور كبير عن الجيل الثالث السابق في سرعة الانترنت ونقل البيانات، ولكن هذا التطور الذي احرزه الجيل الرابع لم يكون كبير مثل الفارق الذي حدث بين الثاني والثالث، فالجيل الرابع يعتبر امتداد للجيل الثالث ولكن بامكانيات اكثر وافضل، فيعتمد الجيل الرابع علي موجات من 800 ميجا هيرتز ل 2 جيجا هيرتز وتصل سرعة نقل البيانات لـ 100 ميجا بت في الثانية والذي يستطيع تشغيل اي محتوي عالي الجوده بكل سهوله ويسر، ويمتاز الجيل الرابع بامان اكبر اذا ما تم مقارنته بالاجيال السابقه ولاسيما دعمه لتقنية WI-MAX لتشغيل الانترنت.

الجيل الخامس (5G)

بعد مرور 40 عام علي بداية شبكات الاتصالات وصلنا لعام 2019 لنجد انفسنا نقترب من قدوم الجيل الخامس للاتصالات والذي يتفوق في سرعات نقل البيانات وفي كل شيء عن الاجيال السابقة، كما ان طريقة عمله والموجات التي يدعمها تختلف عن الاجيال السابقة، وهذا الجيل منتظر منه ان يدعم اجهزة اخرى غير الهواتف الذكيه مثل دعمه لانترنت الاشياء IoT وتطبيقاته بشكل كبير.