توفر لك هذه المقالة فهمًا شاملاً لتقنية 5G في مجال تطبيقات إنترنت الأشياء.
مع التحديث المستمر لصحيفة التايمز والتقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا, لقد تطور عصر الاتصالات إلى عصر 4G الشامل, و الأن, سوف يصبح تصاعد عصر 5G حقبة عالمية, الجيل الخامس من الاتصالات المتنقلة, أصبحت نقطة ساخنة للبحث والتطوير العالمي.
1. ما هي تقنية 5G
بكل بساطة, 5G هو الجيل الخامس من تكنولوجيا الاتصالات, والتي تتميز بشكل رئيسي بالنطاق العريض للغاية, الطول الموجي ملليمتر, تأخير منخفض للغاية, وسرعة فائقة. أدركت 2G رقمنة الاتصالات الصوتية, وظيفة الجهاز تحتوي على شاشة صغيرة يمكن من خلالها إرسال الرسائل النصية; 3أدركت G اتصالات الوسائط المتعددة بخلاف الصوت والصور, وأصبحت الشاشة أكبر حتى تتمكن من رؤية الصور. حققت 4G الوصول إلى الإنترنت عالي السرعة في المنطقة المحلية. مشاهدة مقاطع الفيديو القصيرة متاحة للهواتف الذكية ذات الشاشات الكبيرة, لكن الإشارة جيدة في المدينة, ولكنهم فقراء في مسقط رأسهم. تهدف جميع شبكات 1G~4G إلى التواصل السريع والمريح بين الأشخاص بحيث يجرؤ الناس على توقع المشاركة في العالم كله من خلال البث المباشر. تتمثل أهداف أداء 5G في تقليل زمن الوصول, تكاليف أقل, أدت معدلات البيانات المرتفعة إلى زيادة توفير الطاقة لقدرة النظام.
الميزات التقنية لـ 5G
5يتواصل G من خلال الموجات الكهرومغناطيسية. الموجة الكهرومغناطيسية لها خاصية, كلما ارتفع التردد, كلما كان الطول الموجي أقصر, كلما كان المعدل أسرع, أسوأ قدرة الإرسال. في هذه الحالة, يتم تقييد معدل الإرسال وقدرة الإرسال بشكل متبادل. إذا كان السعي النقي للسرعة, ومن ثم يمكن زيادة نظرية تردد الموجات الكهرومغناطيسية. ولكن من الممكن أن تكون تغطية 4G, والتي كانت تتطلب في السابق برجًا خلويًا واحدًا فقط, قد يتطلب الأمر أربع محطات أساسية أو أكثر مزودة بتقنية 5G. كانت تكلفة المحطات الأساسية أكبر حجر عثرة أمام 5G, ولكنها أيضًا فرصة لتشغيل الأجهزة المحمولة. المزيد من المعدات ليست فظيعة, طالما أن هناك من يدفع الفاتورة, الصوف على الغنم. ما هو أكثر من ذلك, يمكنك أيضًا استخدام القاعدة المصغرة لتحل محل القاعدة الكبيرة في الماضي, تقلل التكاليف. ذلك بالقول, هواوي وكوالكوم هذه الحرب, أمر مهم حقا. من يفوز في هذه الحرب سيفوز بالكثير من طلبات الجيل الخامس.
يأتي الابتكار التكنولوجي لـ 5G بشكل أساسي من التكنولوجيا اللاسلكية وتكنولوجيا الشبكات. في مجال التكنولوجيا اللاسلكية, مجموعة هوائيات واسعة النطاق, شبكات فائقة الكثافة, أصبحت تقنيات الوصول المتعدد الجديدة والوصول إلى الطيف الكامل محور الصناعة. يمكن لصفائف الهوائيات واسعة النطاق أن تدعم العشرات من تدفقات البيانات المكانية المستقلة عن طريق زيادة عدد الهوائيات على أساس الهوائيات المتعددة الموجودة, مما سيؤدي إلى تحسين الكفاءة الطيفية للأنظمة متعددة المستخدمين عدة مرات ويلعب دورًا داعمًا مهمًا في تلبية متطلبات السعة والسرعة لنظام 5G.
كيف يختلف 5G عن 4G؟?
ما الفرق بين 5G و 4G? 4لقد دخلت شبكات الهاتف المحمول G الآن مرحلة التبني السريع, بينما بدأت معايير 5G في الظهور. إذن ما هو الفرق بين شبكات 4G و 5G? أدناه لمشاركة مقارنة الفرق بين شبكة 4G و5G, لنلقي نظرة!
الفرق بين شبكات 5G و 4G
- سرعة الإنترنت هي أكبر الفرق. حالياً, تشير التقديرات إلى أن سرعة شبكة 5G يمكن أن تصل إلى 10 جيجا / ثانية, 10 مرات أسرع من 4G, مما يعني أنه يمكننا تنزيل فيلم عالي الدقة في ثوانٍ معدودة باستخدام شبكة 5G.
2. 5تهدف G إلى وضع الأساس للاتصال السريع والمرن, وتوفير الاتصال في كل مكان, سواء كان المستخدم في محطة مترو أنفاق أو ناطحة سحاب بينما كانت شبكات الهاتف المحمول السابقة و4G تركز بشكل أساسي على توفير النطاق الترددي الخام.
3. 5شبكة G ليست وحدها, تقنيات مختلفة مثل M2M, واي فاي, LTE, 2ز, 3ز, وسوف يتماشى LTE-A معها. هذا لأقول, 5يهدف G إلى دعم الواقع المعزز, ألعاب غامرة, الأجهزة القابلة للارتداء المتصلة, وإنترنت الأشياء;
4. 5ستقود شبكات G شبكة RAN الافتراضية وشبكة RAN السحابية لتسهيل إنشاء شبكة أكثر مركزية مع مراكز بيانات محلية;
5. 5سيسمح G أيضًا للبنية التحتية للشبكة بتحديد نوع الطيف الذي سيتم تقديمه تلقائيًا والتكيف مع الظروف الحالية في وقت محدد.
3. كيف تعمل تقنية 5G
لقد عرفنا بالفعل مبدأ 5G, الآن دعونا نفهم مبدأ عملها. أولاً, انظر ما هو الطيف.
5يعمل G على ثلاثة نطاقات تردد مختلفة, والتي لها تأثير لا يمكن تصوره على استخدامك اليومي.
يُشار إلى طيف النطاق المنخفض أيضًا بالطيف الفرعي 1 جيجا هرتز. بينما يوفر طيف النطاق الترددي المنخفض تغطية رائعة واختراقًا للجدار, هناك عيب واحد كبير: تصل سرعة البيانات القصوى إلى حوالي 100 ميجابت في الثانية.
يتم توفير الكمون المنخفض والسرعات الأعلى من خلال طيف النطاق المتوسط. ومن المتوقع أن تصل سرعة الذروة إلى 1 جيجابت في الثانية على الطيف متوسط المدى.
يعد طيف النطاق العالي هو أعلى أداء لـ 5G, لكن, لديها عيوب كبيرة كذلك. وغالبا ما يطلق عليها موجة ملليمتر. يمكن توفير سرعات ذروة تزيد عن 10 جيجابت في الثانية مع زمن وصول منخفض للغاية من خلال طيف النطاق الترددي العالي. يعتبر ضعف اختراق المباني ومساحة التغطية الصغيرة نقطة الضعف الرئيسية في قسم الموجات العالية. وهذا يعني أن هناك حاجة إلى عدد كبير من وحدات الإشارة لإنشاء شبكة فعالة ذات نطاق ترددي عالٍ.
طيف النطاق العالي هو الأكبر بالنسبة لـ 5G.
4. 5إنترنت الأشياء(إنترنت الأشياء) التحديات
أنا. مخاطر أمن إنترنت الأشياء
(1) أمن الأجهزة في إنترنت الأشياء: من ناحية, غالبًا ما تتمتع الأجهزة المستخدمة في إنترنت الأشياء بدورة حياة طويلة, مما يجعل الشركات المصنعة لا تنتج الأجهزة أو تتوقف عن تحديث خدماتها البرمجية, وهو ما يعني أيضًا أنه لن يتم تحديث الثغرات الأمنية المقابلة, مما يزيد من خطر تعرض أجهزة إنترنت الأشياء للهجوم. يتكون إنترنت الأشياء من عقد استشعار مختلفة. تتمتع عقد الاستشعار هذه بمساحة موارد محدودة ولا يمكنها تنفيذ تشفير خوارزمي معقد وتثبيت برامج مكافحة الفيروسات مثل أجهزة الكمبيوتر المكتبية. في بيئة غير خاضعة للرقابة, عقد الاستشعار عرضة للهجمات الأمنية.
(2) إنترنت الأشياء أمن نقل المعلومات: نظام رفيد يتكون من علامة إلكترونية, قراءة وكتابة, الهوائي ومكونات نظام الكمبيوتر, كما هو الحال في استخدام طريقة التردد اللاسلكي للاتصال بين جهاز القراءة/الكتابة وبطاقة إلكترونية لنقل البيانات في اتجاهين, نظرًا لأن جهاز القراءة/الكتابة يقرأ المعلومات الموجودة في الملصق من خلال إشارة التردد اللاسلكي, إشارة الترددات الراديوية لا يمكنها التمييز بين القراءة والكتابة فهي قانونية, بمجرد أن يتطابق تردد الإرسال الخاص به مع تردد المهاجم, يمكن للمهاجم قراءة العلامة دون علم المالك, مما تسبب في تسرب المعلومات.
من المعروف أن الأجهزة المقابلة لإنترنت الأشياء غالبًا ما تستخدم قنوات راديو مفتوحة التردد 2.5g /5.8G, والتي من السهل أن يتم حظرها وتلفها, مما يؤدي إلى مخاطر أمنية مقابلة. للأسرة الذكية, سيناريوهات التطبيقات الصناعية مثل إنترنت الأشياء, استخدام الكاميرات, تميل معدات المراقبة إلى جمع ومعالجة كميات كبيرة من معلومات البيانات, وقد تكون هذه المعلومات مرتبطة بالخصوصية الشخصية للمستخدم وأسراره التجارية, مرة واحدة تستخدم من قبل المجرمين, يمكن أن يسبب خسارة كبيرة لمستخدمي الإنترنت ويسبب تأثيرًا سيئًا.
2. التحديات الجديدة التي يفرضها تطبيق تقنية 5G
أولاً, يتطلب استخدام تكنولوجيا الاتصالات 5G ترقية وحدات الاتصال الموجودة أجهزة إنترنت الأشياء, وبالتالي رفع تكلفة إنتاج أجهزة إنترنت الأشياء. في سيناريو تطبيق إنترنت الأشياء, في كثير من الأحيان هناك الكثير من معدات الإنترنت, من خلال الاتصال المقابل بين أجهزة إنترنت الأشياء المختلفة أو بروتوكول الشبكة للاتصال, تمكين بعضهم البعض من نقل المعلومات, البيانات وترقية وحدة الاتصال الجديدة, يمكن أن يؤدي إلى ضعف الاتصال بين الأجهزة, مما أدى إلى أضرار وزيادة التكلفة لمستخدمي الإنترنت.
ثانية, أدت ترقية تقنية الاتصالات 5G إلى زيادة الطلب على قدرة أجهزة إنترنت الأشياء على التعامل مع كميات هائلة من البيانات. تكنولوجيا الاتصالات 5g في تطبيق إنترنت الأشياء, يمكن أن يعزز بشكل فعال معدل نقل معلومات الشبكة والوصول إلى الكثير من معدات الإنترنت, في نفس الوقت, شبكة اتصالات عالية السرعة مع عدد كبير من أجهزة إنترنت الأشياء يمكنها إنتاج كميات هائلة من البيانات التي تحتاج إلى معالجتها, لاستخدام حجم صغير, انخفاض استهلاك الطاقة وتقنية النظام المضمن منخفضة التكلفة لإنترنت الأشياء من حيث المعدات, ليس لديه القدرة على معالجة كميات هائلة من البيانات بكفاءة. أخيراً, إن تطبيق تقنية الاتصالات 5G في إنترنت الأشياء يعني أن أجهزة إنترنت الأشياء تستخدم الشبكات العامة لنقل المعلومات. مع زيادة الوصول إلى المستخدمين, يواجه إنترنت الأشياء ذو القدرة الضعيفة على الحماية الأمنية مخاطر أمنية أعلى.
لقد ساهم التطوير المستمر لتقنية 5G في تعزيز تطوير إنترنت الأشياء بشكل كبير, ولكنها جلبت أيضًا سلسلة من المشكلات مثل زيادة التكاليف وأمن الشبكات والمعلومات. نعتقد أنه مع التطوير المستمر لل 5 ز التكنولوجيا والصناعة ذات الصلة, ستنخفض الرقائق ووحدات الاتصال ذات الصلة, سيتم تحسين سعر أمان معدات إنترنت الأشياء والقدرة على التعامل مع كميات هائلة من البيانات, ومع التوسع في 5 ز تغطية الشبكة, سيناريوهات تطبيق إنترنت الأشياء, وسيكون هناك مجال أوسع للتنمية.
5. مقدمة عن كل نسخة الاتصالات المتنقلة (1ز, 2ز, 3ز, 4ز, 5ز)
1الجيل الأول من الاتصالات المتنقلة
تاريخ 1 ز:
في 1979, أطلقت شركة NTT لأول مرة الهاتف الخليوي 1G في طوكيو, اليابان عام 1979 وبعد ذلك أصبحت اليابان أول دولة يتم تغطيتها بالشبكة اللاسلكية العالمية.
أنشأت NMT نظام اتصالات لاسلكي في السويد, فنلندا, الدنمارك, والنرويج في عام 1981. وبعد ذلك يُسمح للأشخاص في مختلف البلدان بالتواصل عبر الهاتف.
تم استخدام الهواتف المحمولة من شركة موتورولا لأول مرة في الولايات المتحدة في عام 1983.
خصائص 1 ز:
يمكن تعديل المعلومات إما عن طريق الإشارات الرقمية أو الإشارات التناظرية. تُستخدم الإشارات التناظرية 1G لنقل المعلومات
يتم استخدام جيجابايت واحدة فقط لنقل الرسائل الصوتية عبر الهاتف. 2.4كيلوبت في الثانية هو الحد الأقصى لمعدل الإرسال بتردد 150 ميجا هرتز. لكن, جودة الصوت ومشاكل التأخير الكبيرة سيئة نسبيًا في هذه الأثناء.
في الأفلام والدراما التلفزيونية في هونغ كونغ في أوائل الثمانينيات, من الشائع رؤية الأشخاص الذين يعتقدون أن الهاتف المحمول الذي يحملونه هو الجيل الأول من منتجات الهاتف المحمول.
2جي الجيل الثاني للاتصالات المتنقلة
2جي جي إس إم
في 1991, تم تقديم تقنية GSM لأول مرة. إنه التعديل الرقمي الذي يجب استخدامه بدلاً من التعديل التناظري. في نفس الوقت, لتحقيق إعادة الاستخدام, ويستخدم تقنيات CDMA وTDMA لتحقيق إعادة الاستخدام.جي إس إم تعمل في نطاق 900 ميجا هرتز.
تبلغ السرعة القصوى لـ GSM 14.4 كيلوبت في الثانية على كل من الوصلة الصاعدة والهابطة وتدعم كلاً من المكالمات الصوتية والرسائل النصية القصيرة. في أثناء, بالمقارنة مع جي إس إم, تم تحسين جودة الصوت بشكل كبير.
2يتم تعريف شبكة G على أنها "2G"
2.5ز جي بي آر إس
في ETSI في 1993, تم الافراج عن جي بي آر إس. تستخدم خدمة GPRS تقنية تبديل الحزم. التقنية هي نقل المعلومات إلى حزم.
سرعة المنبع جي بي آر إس قادر على الوصول إلى 26.8 كيلوبت في الثانية ويمكن أن تصل سرعة المصب 53.6 كيلوبت في الثانية. يُسمح لـ GPRS بمعدل نقل البيانات هذا بتقديم خدمة رسائل الوسائط المتعددة. تتيح هذه التقنية للمستخدمين استقبال وإرسال رسائل مثل صور الوسائط المتعددة. كما بدأ أيضًا في دعم وصول IP إلى الإنترنت.
2.75جي إيدج(البيانات المحسنة لتطور GSM)
اخترع بواسطة AT&تي في 2003
يمكن أن تصل إلى سرعة قصوى تبلغ 236.8 كيلوبت في الثانية للتنزيل و59.2 كيلوبت في الثانية للتحميل
تقدم EDGE تقنية ترميز 8BPSK
رمز EDGE هو "E", لذا فإن حرف "E" على هاتفك يعني أنك تستخدم شبكة EDGE.
2 ملخص ز
2قدم G تقنية تبديل الحزم والتعديل الرقمي.
3G الجيل الثالث للاتصالات المتنقلة
وكدما -UMTS
قدمت شركة NTT اليابانية أول شبكة 3G بشكل غير تجاري في 1998.
في 2001, تم تشغيل أول شبكة 3G تجارية بواسطة شركة SK Telecom في كوريا الجنوبية. يستخدم تقنية تبديل الحزم, سى دى ام ايه, ويعمل على تردد 850 ميجا هرتز,1900ميغاهيرتز, و 2100 ميجا هرتز.
السرعات القصوى تعتمد على التنقل, مثل 384 كيلوبت في الثانية للهاتف المحمول في السيارة أو القطار, و 2 ميجا هرتز للاتصال الثابت. قدمت شركة 3G خدمة الإنترنت عبر الهاتف المحمول, مكالمات الفيديو, الفيديو عبر الإنترنت والخدمات الأخرى بسبب السرعة المحسنة.
رمز 3G هو "3G"
Td-SCDMA عبارة عن وصول متعدد بتقسيم زمني ومتزامن لتقسيم الكود على المدى القصير. تم اقتراحه لأول مرة من قبل الصين وتم استكماله بناءً على RTT كمعيار دولي للاتصالات المتنقلة.
يدعم SCDMA خدمات 3G التي تتراوح من 8 كيلو بايت / ثانية إلى 2 ميجا بايت / ثانية وهاتف الفيديو,معدلات صوت أعلى, الإنترنت والخدمات الأخرى.
3.5ز – HSPA (وصول عالي السرعة للحزم)
HSPA عبارة عن تقنية WCDMA محسنة بسرعة تصل إلى 5.76 ميجابت في الثانية و14.4 ميجابت في الثانية نظريًا. لكنها في الواقع تتحرك بسرعة 200 كيلوبت في الثانية للأعلى و500 كيلوبت في الثانية للأسفل
رمز HSPA هو "H", لذلك إذا تم عرض حرف "H" على هاتفك, أنت تستخدم شبكة HSPA.
3.75 ز – HSPA +
يتبع HSPA تقنية HSPA ويقدم MIMO. بعبارة أخرى, يوجد أكثر من هوائي واحد يستخدم لنقل الإشارات واستقبالها عبر هوائي واحد في هذه الأثناء.
22يمكن أن تكون ميغابت في الثانية هي السرعة القصوى النظرية للوصلة الصاعدة ويمكن أن تكون 168 ميجابت في الثانية هي سرعة الوصلة الهابطة بسبب إدخال تقنية MIMO.
إذا تم عرض حرف H على هاتفك, فهذا يعني أنك تستخدم شبكة HSPA+.
4جي الجيل الرابع للاتصالات المتنقلة
4G مشهور أيضًا باسم LTE.
تاريخ ال 4 ز:
بدأ الاتحاد الدولي للاتصالات في توحيد LTE في 2004.
تم إصدار شبكات LTE في 2005 وبدأ طرحها في 2006.
في 2006, تم تركيب أول شبكات 4G تجارية في النرويج, ستوكهولم, وأوسلو.
يدعم LTE TDD وFDD, لذلك يُطلق عليه غالبًا اسم FDD-LTE وTDD-LTE. قدمت الشركات والمنظمات من الصين العديد من المساهمات في تطوير معايير TDD-LTE. يتم استخدام TD-LTE من قبل المشغلين الرئيسيين الثلاثة للاستخدام التجاري التجريبي على الصعيد الوطني. قامت شركة تشاينا يونيكوم وتشاينا تيليكوم بتنفيذ تجربة الشبكات الهجينة FDD + TD في 16 المدن على التوالي. فى المستقبل, سيكون FdD-LTE الدعامة الأساسية لشركة China Unicom وTelecom.
واي ماكس. معيار 4G ليس فقط LTE, لكن Wimax هو أحد معايير 4G. تم نشر واي ماكس في كوريا عام 2006.
حرب المعايير:
لقد بذلت Wimax وLTE جهودًا حثيثة لأخذ زمام المبادرة في تقنية 4G. وستكون أيضًا خسارة كبيرة للشركات والمشغلين الذين يراهنون على Wimax, مثل تايوان.
رمز 4G هو "4G,"إذا كان مكتوبًا 4G على هاتفك, أنت تستخدم 4G.
4تفاصيل G:
يعتمد LTE على بروتوكول شبكة تبديل حزم IP.
يتم استخدام تقنيات MIMO وOFDMA بواسطة LTE.
تبلغ سرعة المصب النظرية لـ LTE 100 ميجابت في الثانية وسرعة المنبع 50 ميجابت في الثانية; يمكن أن تصل سرعة المصب لـ LTEA إلى 1 جيجابت في الثانية ويمكن أن تصل سرعة المنبع إلى 500 ميجابت في الثانية.
تبلغ السرعة النظرية لـ Wimax 128 ميجابت في الثانية وسرعة المنبع 56 ميجابت في الثانية
يحتوي النطاق المدعوم بتقنية LTE على الكثير من, ويشمل 700/800/900/1700/1800/1900/2100/2600 ميغاهيرتز.
4قامت G بتوسيع العديد من سيناريوهات التطبيقات ذات الصلة بناءً على زمن الوصول المنخفض.
5ز: الجيل الخامس من الاتصالات المتنقلة
لماذا هناك حاجة إلى 5G
هناك كمية كبيرة من تطبيقات التطبيب عن بعد, القيادة الذكية, سرعة أعلى, تطبيقات الاستشعار, تأخير أقل, ويحدث عدد كبير من اتصالات تطبيقات شبكة الاتصالات اللاسلكية بسبب الحاجة إليها إنترنت الأشياء.
5تاريخ التنمية G
في 2013, الاجتماع الأول لـ imT-2020 (5ز) عقدت مجموعة الدفع في بكين
تم الإعلان رسميًا عن NTT DoCoMo 2014 أنها سوف تتعاون مع نوكيا, إريكسون, سامسونج, وست شركات مصنعة أخرى تبدأ في اختبار شبكة 5G عالية السرعة, الذي 1,000 أضعاف سعة الشبكة لشبكة 4G الحالية, ومن المفترض أن تتحسن سرعة النقل إلى 10 جيجابت في الثانية.
انعقد المؤتمر العالمي الأول للجيل الخامس في بكين يوم 2016.
تم إصدار الإصدار الأولي لـ 5G NR في الاجتماع العام الثامن والسبعين لـ 3GPP RAN في 2017.
3تم إطلاق حل GPP 5G NR القياسي SA رسميًا في الجلسة العامة الثمانين لـ TSG RAN لـ 3GPP في يونيو 13, 2018.
إل جي يو+, كيلوطن, وأطلقت SK وSK في وقت واحد خدمات 5G في كوريا الجنوبية في ديسمبر 1, 2018.
أصدرت وزارة تكنولوجيا المعلومات والصناعة رسميًا تراخيص تجارية لتقنية الجيل الخامس لشركة China Telecom, تشاينا موبايل, راديو الصين, تشاينا يونيكوم وتلفزيون الصين 2019.
أصدرت وزارة تكنولوجيا المعلومات والصناعة نشرة إحصاءات صناعة الاتصالات 2021 في يناير 2022.
قم بإلقاء نظرة عامة على 5G
يتم استخدام معيار تردد الراديو الجديد بواسطة 5G للتعريف. يتمثل الاختلاف الأكبر عن الأجيال السابقة من أنظمة الاتصالات في اعتماد تكوين الشعاع وتقنية MIMO الضخمة. يمكن أن تعمل تقنية 5G على نطاق واسع جدًا من الترددات. لأول مرة, 5يقدم G بشكل واضح سيناريوهات تطبيق مختلفة.
تشكيل الشعاع
Beamforming هو مفهوم يأتي من الهوائيات التكيفية. في معالجة الإشارات للطرف المتلقي, يمكن تشكيل الإشارة المطلوبة عن طريق التوليف الموزون للإشارات المختلفة التي يستقبلها عنصر صفيف الهوائيات المتعددة. إنه يعادل تشكيل شعاع يشير إلى الأعلى. على سبيل المثال, يتم تحويل نمط الاستقبال الأولي متعدد الاتجاهات إلى نمط فص مع صفر وحد أقصى للإشارة. وينطبق نفس المبدأ على المرسل.
مطلوب نظام متعدد الهوائيات إذا كان سيتم استخدام تكوين الشعاع.
5 الفرقة ز
يمكن تقسيم طيف 5G إلى 400-1 جيجا هرتز, 6غيغاهيرتز,30نطاقات جيجا هرتز و60 جيجا هرتز. sub-6ghz هي ترددات أقل من 6 جيجا هرتز, تعمل الموجات المليمترية بترددات أعلى من 6 جيجا هرتز. يتم توفير التنقل والتغطية الخلوية العالية عن طريق التردد المنخفض; على العكس تماما, يتم تحقيق السعة والسرعة العالية من خلال الترددات العالية.
6. ما الذي تفعله 5G فعليًا ولماذا 5G?
إن وصول النطاق الترددي لشبكة الجيل الخامس له غرض أكبر - وهو تقريب أجهزة العالم من بعضها البعض وبناء نظام بيئي ذكي لإنترنت الأشياء. هذه خطوة مهمة للأمام من 4G. منذ ذلك الحين, 5لن يؤدي G إلى زيادة هذه الكفاءة فحسب، بل سيعزز أيضًا الاتصال من جهاز إلى جهاز في المصانع والمنازل.
بواسطة 2030, 50 من المفترض أن يتم نشر مليار جهاز إنترنت الأشياء.
ومع ذلك، فإن الأسواق مستعدة بشكل أفضل مما قد تعتقد. نشر كبار مقدمي الخدمات الرائدين في العالم دراسات حالة حول إمكانية استخدام الجيل الخامس. على سبيل المثال, توفر GSMA شرائح من شبكات 5G للشبكة الذكية كجزء من 106 الإصدارات العالمية التي أكملوها. ما هو أكثر من ذلك, تستخدم إريكسون أيضًا تقنية الجيل الخامس للأغراض التجارية مثل التوزيع الذكي للطاقة, والاتصالات ذات المهام الحرجة, إلخ.
أكثر ما يثير الإعجاب هو شبكة loLIVE العالمية التي تعمل على تشغيل النظام البيئي لإنترنت الأشياء عبر 5G. تستخدم المنصة تقنية SIM bootstrap الحاصلة على براءة اختراع لتوفير اتصال خلوي دون انقطاع للأجهزة حول العالم.
كيف يكون 5G أفضل?
5سوف يسلم G 10 عرض النطاق الترددي للشبكة أسرع وأقوى بمعدل 20 جيجابت في الثانية تقريبًا من 4G. تعد سرعات الشبكة فائقة السرعة مهمة لإنترنت الأشياء, حيث أن معظم الأجهزة تعمل فقط مع التحديثات في الوقت الفعلي. إنذار, أنظمة القفل, الكاميرات, أبواب, وجميع الأجهزة الأخرى متصلة. لا يمكن بناء نظام المراقبة هذا إلا إذا تم توفير التحديثات في الوقت الفعلي.
مع نمو أحجام البيانات بمعدلات قياسية, وكذلك ينبغي للبنية التحتية التي تنقلها. هذا ما تقدمه تقنية 5G.
تقطيع الشبكة: يخصص عرض النطاق الترددي لمتطلبات الخدمة المحددة
ختاماً, يقوم تقسيم الشبكة بفصل النطاق الترددي للشبكة المتوفر إلى عدة شبكات افتراضية مستقلة. وهذا يجعل إنترنت الأشياء عبارة عن مزيج من عناصر البرامج المختلفة والأجهزة المختلفة.
لا ينبغي مقاطعة الإنترنت في المناطق المحظورة. لدى العديد من هذه المؤسسات الخاصة متطلبات صارمة وحصرية فيما يتعلق بالأمن وجودة الخدمة في هذه الأثناء. مع المصانع, مختبرات البحوث, المستشفيات, والشبكة الأساسية السحابية الأصلية, يمكن للخدمات اللوجستية الذكية ضمان الامتثال, أمان خالي من القلق, والخدمات.
يمكن أيضًا إنشاء شبكات أساسية مخصصة في مواقع متعددة داخل بلد به العديد من شبكات Rans العامة.
افتح عالم إنترنت الأشياء وفرص 5G
5G ينمو بوتيرة قياسية, تهدف إلى بناء الاتصالات من أجل مستقبل أكثر ذكاءً. إنترنت الأشياء, العمل عن بعد, والمدن الذكية ليست سوى بعض الحالات المستخدمة على نطاق واسع لاعتماد الجيل الخامس في الطبقة الأساسية.
7. ما هي عيوب 5G?
من الصعب تفويت رسالة مشتركة من AT&ت, فيريزون وشركات النقل الأخرى: 5جاري نشر G. ينصب الكثير من التركيز الآن على كيفية تغيير 5G لسلوك المستهلك, مثل تنزيل فيلم في دقائق. سيكون تأثير 5G متعدد الأوجه, مع استفادة الشركات في نهاية المطاف من الاتصالات اللاسلكية الأسرع دون الحاجة إلى الاستثمار بكثافة في النفقات الرأسمالية والمخاوف المستمرة. تحتاج الشركات إلى فهم مزايا وعيوب شبكات 5G أثناء استعدادها للامتثال لمعايير 5G واعتماد المنتجات والخدمات ذات الصلة:
فوائد ال 5 ز
1. سرعة
معدلات بيانات 5G أعلى من 4G و4G LTE. تعتمد السرعة الفعلية التي يمكن للمؤسسة تحقيقها على عدد من العوامل, بما في ذلك القرب من الشركات لاستخدام الخدمات التي لم تكن متوفرة بموجب المعيار القديم, مثل الأتمتة وقدرات مؤتمرات الفيديو المتقدمة. لا توفر تقنية 5G سرعات أعلى فحسب, ولكن أيضًا شيئًا يحتمل أن يكون أكثر أهمية: قليل من الكمون.
2. قليل من الكمون
وفقا لبعض التجارب, 5G يقلل بشكل كبير من الوقت (عادة أقل من 5 ميلي ثانية) للرد على الأوامر. ستعمل التطبيقات والخدمات بنفس الطريقة بغض النظر عن الموقع, القضاء على التأخير الذي يؤثر على الاتصال في الوقت الحقيقي.
3. سعة
5يدعم G الاتصالات المتزامنة بالعديد من الأجهزة أكثر من 4G. نتيجة ل, لم تعد الشركات بحاجة إلى تقييم استراتيجيات Wi-Fi والخلوية الخاصة بها كمقترح واحد أو أكثر. مع 5G, الشركات قادرة على التبديل بين واي فاي والاتصالات الخلوية مع 5G.
4. جيل جديد من الخدمات القائمة على التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي
5ستقود G إلى ظهور جيل جديد من الخدمات التفاعلية القائمة على الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. مؤتمرات الفيديو مع قدرات الواقع المعزز أو الافتراضي, على سبيل المثال, يمكن محاكاة البيئات ومساعدة المديرين التنفيذيين على اتخاذ قرارات أفضل للمشروع. ستجعل الأتمتة المؤسسات تعتمد على خدمات أكثر تنبؤية مما هي عليه اليوم.
5. إعادة التفكير في الويب
5ستكون G هي القوة الدافعة التي تقود الشركات إلى إعادة تصور الشبكات. يمكن لفروع المؤسسات استخدام 5G كوسيلة اتصال رئيسية واعتماد خدمات الإنترنت التي يقدمها مشغلو الاتصالات المتعددون من خلال بطاقات SIM. سواء كنت تعمل مركزيًا في المؤسسة أو عن بعد من المنزل, يمكنك الاستفادة من ميزات الأتمتة والأمان الإضافية.
عيوب 5 ز
1. الامن
5تعتبر خوارزميات أمان الإرسال الخاصة بـ G شاملة جدًا, لكن الشركات قد تواجه مشكلات أخرى تتعلق بأمن الشبكة. سيؤدي وجود عدد كبير من أجهزة ومكونات إنترنت الأشياء المتصلة بشبكات 5G إلى زيادة التهديدات التي تواجهها الشركات بشكل كبير حيث يسعى المهاجمون السيبرانيون إلى استغلال نقاط الضعف. ومن المرجح أيضًا أن تجذب أجهزة 5G نفسها انتباههم لأن الرقائق والمكونات الأخرى المصممة لتشغيلها يمكن أن تكون مصابة ببرامج ضارة من قبل مهاجمين إلكترونيين. وزن استخدام تقطيع الشبكة (تقنية تنشئ شبكات افتراضية لاستضافة تطبيقات أو خدمات مخصصة) مطلوب لشبكات 5G الخاصة بهم. للشركات ذات القدرة على تحمل المخاطر المنخفضة, قد تكون شبكات 5G المخصصة هي الخيار الأفضل.
2. النفقات التشغيلية والنفقات الرأسمالية
يجب على الشركات ترقية مكونات الشبكة واعتماد معالجات تدعم سرعات أعلى. ومن المتوقع أن يقوم بائعو الاتصالات بطرح أجهزة متوافقة مع 5G في أوائل العام المقبل, ولكن سيتعين على الشركات أن تعمل بجد لإيجاد طرق لتعظيم استثمارات الجيل الخامس لأن الكثير من البنية التحتية لشبكاتها لا تزال تعتمد على المعدات التقليدية. سيكون سعره أحد الاعتبارات الرئيسية مع استمرار تغير أسعار شركات الاتصالات والأجهزة.
3. تغطية غير متساوية
على الرغم من استمرار استثمارات شركات الاتصالات في شبكات الجيل الخامس, لن تتم تغطية أجزاء كثيرة من البلاد بشبكة 5G لفترة طويلة. قد تكون الشركات التي لها مكاتب في المناطق الريفية معرضة بشكل خاص لفجوات تغطية الجيل الخامس وسيتعين عليها الاعتماد على مجموعة من تقنيات الاتصال بالشبكات التقليدية. نتيجة ل, قد يضطر أولئك الذين ليس لديهم إمكانية الوصول إلى 5G إلى انتظار مشغلي الاتصالات لتقديم خدمات 5G في مناطقهم, والتي يمكن أن تتأثر بالمنافسة من المشغلين الآخرين.
4. قضايا خط البصر / الاختراق
5يتم حظر إشارات G عالية التردد بسهولة أكبر بواسطة الكائنات, لذا فإن ضمان تغطية مكاتب الشركات وإعدادات المصنع سيكون دائمًا مشكلة. قد يتعين على الشركات إعادة تصميم وبناء المرافق لضمان توفير الخدمات الكافية أو بناء شبكات طيف راديوية تكميلية (مثل تلك القائمة على طيف خدمات راديو النطاق العريض للمواطنين) مما سيسمح لهم بتوسيع تغطية وقدرة شبكات 5G.
5. عامل الضجيج
قد تطغى على العديد من الشركات مطالبات شركات النقل والموردين حول كيفية تأثير 5G على عملياتها. سيتعين عليهم قضاء الكثير من الوقت في فهم الكيفية التي يعتزمون بها استخدام 5G لتحقيق أقصى فائدة وكيفية إظهار العائد المطلوب على الاستثمار. (عائد الاستثمار). 5تختلف G عن التقنيات الأخرى التي تم دفعها في البداية من قبل الشركات ثم اعتمدها المستهلكون. في حالة اعتماد 5G, سيتم تأخير اعتماد المؤسسات على نطاق واسع حتى يتم استخدام الأجهزة المتوافقة مع 5G على نطاق أوسع ويتم توفير خدمات 5G الحقيقية من قبل شركات الاتصالات. لن تأتي أهمية 5G إلا إذا كان المعيار (مثل التغطية, نقاط السعر والأجهزة المدعومة) يصبح في كل مكان.
8. حالات تطبيق إنترنت الأشياء لتقنية 5G
يتزايد عدد الأجهزة المتصلة بسرعة مع التحول الرقمي على قدم وساق. وفقا لبيانات آي دي سي, سيكون هنالك 152,200 أجهزة إنترنت الأشياء المتصلة بالشبكة كل دقيقة بحلول عام 2025.
دعونا نقارن هذه الميزات بشبكات 4G الحالية:
● إنتاجية أعلى للنطاق
● 100 مرات أسرع من الشبكات الحالية
● تقليل التأخير بنسبة 25 مرات
● القدرة على دعم اتصالات إنترنت الأشياء على نطاق واسع. ومن المتوقع أن حوالي 1 يتم توصيل مليون جهاز إنترنت الأشياء لكل كيلومتر مربع.
● يتم تقليل استهلاك الطاقة بمقدار 90%.
● توفير القدرة على تقطيع الشبكة. يتم منح المرونة في تصميم أنظمة الشبكات الخاصة بهم وفقًا لاحتياجاتهم للمؤسسات عن طريق تقطيع الشبكة.
كل هذه الميزات تجعل شبكات 5G قابلة للتكيف مع البيئات الخارجية, على عكس المرونة المحدودة لأسلافهم.
التصنيع الذكي
5سوف يأخذ G الصناعة 4.0 إلى مستوى جديد. الحراك الواسع, قليل من الكمون, والموثوقية العالية المطلوبة لأتمتة الإنتاج في التعدين المفتوح وللمهام الحرجة في التحكم الآلي في المركبات ممكنة فقط من خلال شبكات 5G فائقة الموثوقية.
يقوم نظام تحديد المواقع القائم على الخلية بتثبيت TRPS داخل المنشأة. هكذا, قد تمنع الإشارات فقدان الاتصال وتخلق تكرارًا للإشارة حتى لو تم حظر أحد المسارات.
أجهزة إنترنت الأشياء, منظمة العفو الدولية, وتساعد أجهزة الاستشعار على تعزيز الإنتاجية من خلال التحليل المتقدم للطقس. تقوم آلية الضبط الذكية بضبط إعدادات التحكم تلقائيًا لتناسب جميع الظروف الجوية.
سيتم إدارة أحمال الطاقة بشكل أكثر كفاءة من خلال الشبكات الذكية. يمكن تقليل تكاليف الطاقة ووقت التوقف عن العمل عن طريق أجهزة إنترنت الأشياء.
يتضمن كل هذا نقل كميات كبيرة من البيانات بسلاسة عبر الشبكة بأقل قدر من التأخير.
سلسلة التوريد
تتطلب سلاسل التوريد قدرًا كبيرًا من الإشراف البشري, وخاصة أثناء النقل إلى المستودعات والحركة داخلها. سيتم تمكين المعلومات الفردية على مستوى المنتج بواسطة 5G عبر أجهزة استشعار إنترنت الأشياء. لذلك, يصبح من الأسهل تتبع البضائع. كما يمكن أيضًا مراقبة درجة الحرارة والرطوبة للمقطورة عن بُعد.
بيع بالتجزئة
بجعلها أكثر شخصية والمواقف, ويمكن تعزيز تجربة التسوق بالتجزئة من خلال إنترنت الأشياء والجيل الخامس. من الممكن أيضًا أن يطلب العملاء منتجات أخرى بدلاً من الصراخ بشكل محرج. يمكن أتمتة إدارة المخزون من خلال الرفوف الذكية التي تدعم إنترنت الأشياء.
لا توجد أنظمة للدفع وصرافين في متجر AmazonGo حيث يُطلب من المتسوقين تنزيل التطبيق ومسحه ضوئيًا عند دخولهم المتجر. يمكن للعملاء إكمال عملية الفوترة تلقائيًا من خلال أجهزتهم المحمولة. يمكن تتبع ما يلتقطه العملاء وما يبقى على الرفوف من خلال رؤية الكمبيوتر والبيانات التي يتم جمعها من مستشعرات الرف.
مدينة الحكمة
الأتمتة والاتصال هي المبادئ الأساسية ل مدينة ذكية. تستخدم أجهزة إنترنت الأشياء في المباني التجارية والمنازل أجهزة إنترنت الأشياء على نطاق واسع.
تستخدم برشلونة تقنية إنترنت الأشياء في إدارة النفايات والنقل منذ عام 2012. وقد زاد عدد نقاط اتصال Wifi بنسبة 62% ل 670 بحلول عام 2013. في قطاع الطاقة, قاموا بتثبيت 19,500 العدادات الذكية.
إنهم يقومون بتحديث وسائل النقل من خلال محطات الحافلات الرقمية وأنظمة مواقف السيارات. لقد بنوا أنظمة الاستشعار في مواقف السيارات, مما أدى إلى تقليل الازدحام والانبعاثات بشكل كبير. عادة ما تظل خافتة, تفتيح فقط عند اكتشاف الحركة. توفر أعمدة الإنارة أيضًا إمكانية الوصول المجاني إلى الإنترنت وجمع البيانات حول جودة الهواء في المدينة.
سيارة ذاتية القيادة
مطلوب الكثير من تبادل البيانات المركبات ذاتية القيادة للعمل بشكل صحيح. المعلومات حول أعمدة الإنارة تُحدث فرقًا كبيرًا أيضًا. ستضمن شبكات 5G تسليم هذه البيانات بكفاءة إلى المركبات دون تأخير. في واقع الأمر, سوف تلغي السيارات الحاجة إلى إشارات المرور. ويتطلب الأمر تطوير مدن ذكية وشبكات 5G واسعة النطاق.
الرعاىة الصحية
يمكن أن يكون فحص PET أو التصوير بالرنين المغناطيسي ملفًا ضخمًا. علاوة على ذلك, هناك سجلات أخرى مثل العلامات الحيوية, وتفاصيل الدواء الأخرى. عادةً ما يُطلب مشاركة هذه السجلات بين بعض الخبراء الطبيين.
هناك حاجة إلى شبكات ذات زمن وصول منخفض وموثوقية عالية للتأكد من الإرسال.
5يمكن أيضًا مراقبة الأجهزة القابلة للارتداء التي تدعم تقنية G IoT عن بعد. إنها مناسبة للمرضى الذين يعانون من أمراض مزمنة وتخفف العبء على الأطباء لأنها تمكنهم من المراقبة في الوقت الحقيقي.
حتى 2025-2030, لن تكون تطبيقات البنية التحتية 5G الشاملة متاحة على الشبكات العامة. لكن, وتقوم الشركات بالفعل ببناء شبكات 5G للاستفادة من التكنولوجيا قبل بدء المنافسة.
9. 5حلول إنترنت الأشياء
عدد الأجهزة المتصلة ينمو بسرعة. وفقا لـIDCData, سيكون هنالك 152,200 سيتم توصيل أجهزة إنترنت الأشياء بالشبكة كل دقيقة بحلول عام 2025. تعد الشبكة القوية أمرًا مهمًا لتبادل البيانات هذا على الرغم من أنه سيكون هناك المزيد من الطرق لتحسين الكفاءة لاحقًا. لن تدعم تقنية 5G الاتصالات المتنقلة عالية السرعة فحسب، بل ستجعل أيضًا نقل بيانات إنترنت الأشياء أكثر فعالية.
من 2018 ل 2025, سوف يراهن شركات النقل والمستثمرون حولها $1 تريليون دولار على مستوى العالم أن 5G ستصبح المعيار اللاسلكي العالمي بحكم الأمر الواقع. وهذا الرهان آمن بالتأكيد لعدد من الأسباب, ويتعلق العديد منها بثورة 5G الخاصة بإنترنت الأشياء.
فيما يلي ست طرق تعمل بها تقنية 5G على تغيير إنترنت الأشياء:
5من المرجح أن يغير G العالم.
من 2018 ل 2025, سوف يراهن شركات النقل والمستثمرون حولها $1 تريليون دولار على مستوى العالم أن 5G ستصبح المعيار اللاسلكي العالمي بحكم الأمر الواقع. وهذا الرهان آمن بالتأكيد لعدد من الأسباب, ويتعلق العديد منها بالتغييرات التي تعد بها تقنية 5G لإنترنت الأشياء.
سيتم تغيير إنترنت الأشياء بواسطة 5G بستة طرق أدناه:
1. اتصالات أسهل
في حين أن هذه زيادة في السرعة بمقدار 100 ضعف, إنها ليست الطريقة الوحيدة الواضحة التي يمكن لـ 5G من خلالها تحسين البروتوكولات الحالية.
ساعات, الهواتف, أجهزة الكمبيوتر المحمولة, الأجهزة المنزلية الذكية, مقاييس الحمامات, وكل شيء آخر قمنا بتوصيله بالإنترنت يستخدم أجهزة التوجيه هذه للعمل.
سنحتاج أيضًا إلى استخدام أجهزة التوجيه في الوقت الحالي بينما تقوم شركات الاتصالات بتطوير البنية التحتية لشبكة الجيل الخامس (5G) بشكل أكبر, وستكون الأجهزة التي تصنعها شركة Power Power قادرة على البقاء على اتصال دون استهلاك أي طاقة تقريبًا.
2. نماذج أعمال جديدة
إحدى النتائج المتوقعة لاعتماد شبكات الجيل الخامس على نطاق واسع هي الطرق الجديدة لخدمة العملاء اللاسلكيين على جميع أجهزة إنترنت الأشياء.
وقالت نوكيا إن "تقسيم الشبكة" سيوفر فرصًا لا توفرها تقنيات الجيل الرابع أو التقنيات السابقة.
وتتوقع نوكيا أن يؤدي تقطيع الويب إلى تعزيز هوامش التشغيل لمقدمي الخدمة بنسبة 5 في المئة والتي تصل إلى 15 في المائة من مستخدمي الإنترنت الحاليين سيكونون مهتمين بالخدمة المتميزة.
3. مساعدة المدن الذكية على النمو
مراكز تقدمنا التكنولوجي واقتصادنا هي المدن. وبحلول عام 2050، سيعيش 68% من سكان العالم في المناطق الحضرية. يقال أن حوالي 75% من الولايات المتحدة. الناتج المحلي الإجمالي يأتي من 100 أكبر مناطق المترو.
تستثمر المدن الذكية في أشياء مثل بنيتنا التحتية, وسوف تساعد تقنية 5G على نضوج هذا المفهوم. سوف يتبع المصممون ما يلي لإنشاء هذه المدن :
1. تصميم المدن من الألف إلى الياء باستخدام البيانات وأجهزة الاستشعار الضخمة.
2. يمكن استخدام التكنولوجيا اللاسلكية لمساعدة السيارات على التواصل مع البنية التحتية المدنية.
3. تزويد المواطنين والشركات بطرق بديلة متعددة لتوزيع السلع والمعلومات.
سيؤدي تنفيذ 5G إلى تسهيل التطوير بشكل أكثر سلاسة, شبكات أكثر قوة في المدن، وسوف تساعد في جعل التكنولوجيات مثل السيارات ذاتية القيادة متاحة على نطاق واسع.
4. تعزيز الإدارة الزراعية
في بضع سنوات فقط, يبدو أن الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء قد تطورا إلى منتجات محققة بالكامل.
تدير Microsoft بانتظام إعلانات تجارية تروج لقوة منتجاتها منظمة العفو الدولية لتعظيم إنتاجية المحاصيل وتقليل استخدام المبيدات الحشرية, الأسمدة والمياه.
لكن الذكاء الاصطناعي ليس سوى جزء صغير من المعادلة. إنترنت الأشياء هو الآلية التي تعمل بمثابة العيون والأذنين.
نظرا لأنه سيكون هناك 9.6 مليار شخص في العالم من 2050, أصبح الاستثمار في إنترنت الأشياء منطقيًا الآن.
5. تحسين كفاءة إدارة الموارد
ل5G, التركيز الزراعي هو مجرد البداية, وقفزة هائلة للأمام في مجال الاتصال والوظائف. ستجد الشركات التي تفكر في استخدام إنترنت الأشياء لإدارة المرافق والموارد أن أجهزة الاستشعار أكثر فعالية من حيث التكلفة من أي وقت مضى.
6. تواصل مع المجتمعات المحرومة
ستستفيد كل من الشركات والعملاء من تقنية 5G. تعاني المناطق الريفية والمراكز الحضرية حول العالم عادة من نقص الخدمات والبنية التحتية على الرغم من أن نسبة كبيرة من السكان تعيش في مجتمعات نائية.
لقد ثبت أن الأجهزة الصحية القابلة للارتداء فعالة في مساعدة السكان المعرضين للخطر على حل المشكلات الصحية وتحسين نتائج المرضى.
10. تاريخ 5G
1. تاريخ تطوير 5G هو كما يلي: أعلن الاتحاد الأوروبي أنه سيستثمر 50 مليون يورو في فبراير 2013. شركة سامسونج للإلكترونيات., المحدودة. أعلنت أنها نجحت في تطوير التكنولوجيا الأساسية لـ 5G في شهر مايو 13 في نفس العام. التكنولوجيا قادرة على نقل البيانات بسرعة تزيد عن 1 جيجابت في الثانية ويمكنها نقل البيانات حتى 2 كيلومترات.
2. لقد قامت سامسونج بحل هذا الاختناق, والتي كانت تعتبر في السابق مشكلة فنية من قبل الصناعة, مع مجموعة التكيف من 64 وحدات الهوائي. بدأت شركة Huawei الأبحاث المبكرة في هذه التكنولوجيا في 2009, وعرضت نموذجًا أوليًا لمحطات قاعدة 5G في السنوات التي تلت ذلك.
3. أعلنت شركة هواوي أنها ستستثمر 600 مليون دولار أمريكي في الابتكار و R&د تقنية 5G قبل عام 2018. وأعلنت شركة NTT DoCoMo رسميًا أنها ستعمل مع نوكيا, إريكسون, وست شركات مصنعة أخرى ستبدأ في اختبار شبكة 5G عالية السرعة في عام 2014.
4. وذكرت صحيفة ديلي ميل أن المملكة المتحدة أجرت اختبارات نقل البيانات داخلها 100 متر في شهر مارس 1, 2015. المفوض الأوروبي للاقتصاد الرقمي والمجتمع, وكشفت النقاب رسميًا عن رؤية الاتحاد الأوروبي للتعاون بين شركات الجيل الخامس في مارس 3, 2015, جوزر أوتينجر.
5. وقال أودينجر إن رؤية الشراكة بين القطاعين العام والخاص لتقنية الجيل الخامس لا تتضمن فقط تكامل الألياف, شبكات الاتصالات اللاسلكية وحتى الفضائية, ولكن أيضًا استخدام تقنيات مثل الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN), المحاكاة الافتراضية لوظيفة الشبكة (NFV), الحوسبة الحافة المتنقلة (MEC) وحوسبة الضباب. على الطيف, وستقوم رؤية الشراكة بين القطاعين العام والخاص في الاتحاد الأوروبي بشأن الجيل الخامس (5G) أيضًا بتخصيص مئات الميغاهيرتز لأداء الشبكة, مع عصابات 60 غيغاهرتز وأعلى يجري النظر فيها أيضا. سيتم تشغيل شبكة 5G للاتحاد الأوروبي بين 2020 و 2025.
6. 3تم إصدار حل GPP 5G NR القياسي SA في الجلسة العامة الثمانين لـ TSG RAN لـ 3GPP في يونيو 13, 2018.
11. الأسئلة الشائعة حول تقنية 5G
5تواجه G مجموعة متنوعة من المشكلات والتحديات الأمنية مع التغييرات في بنية شبكة 5G وإثراء سيناريوهات التطبيق.
أنا. أمن الدخول
يلعب التحكم في الوصول دور حماية موارد الاتصالات وموارد الطيف. إن دعم 5G لمختلف أجهزة وتقنيات الوصول غير المتجانسة يجعل التحكم في الوصول إلى 5G يواجه تحديات كبيرة. خاصة, 5G لديه المشاكل العاجلة التالية التي يتعين حلها:
1. مصادقة المستخدم/الجهاز.
(1) إطار مصادقة موحد عبر شبكة الوصول اللاسلكية الأساسية غير المتجانسة متعددة الطبقات: الوصول المتوازي/المتزامن من الجيل الثالث 3G, 4ز, 5ز, واي فاي, خلية صغيرة, خلية ماكرو, وستصبح المنطقة الدقيقة طبيعية. لذلك, من الضروري اعتماد إطار مصادقة موحد لتحقيق مصادقة ثنائية الاتجاه مرنة وفعالة تنطبق على سيناريوهات التطبيق المختلفة.
(2) الوصول المتكرر للأجهزة الطرفية الضخمة: سيتم استخدام عدد كبير من أجهزة إنترنت الأشياء في الصناعات الرأسية. يختلف عن المحطات التقليدية, تحتوي أجهزة إنترنت الأشياء على عدد كبير من الأجهزة, انخفاض القدرة الحاسوبية, وخصائص الوصول المفاجئ للشبكة.
2. مقاومة هجمات حجب الخدمة.
تهدف هجمات رفض الخدمة إلى استنفاد موارد الشبكة. سيكون الضرر الذي يلحق بالشبكة أكبر من الضرر الذي تسببه المحطات الطرفية التقليدية إذا أطلق أحد المتسللين هجومًا موزعًا لرفض الخدمة على شبكة بها كميات كبيرة من أجهزة إنترنت الأشياء. يمكن أن يؤدي منع أو تقييد الطلبات المفرطة للموارد إلى منع هجمات DoS إلى حد ما.
2. الأمن الإلكتروني
يمكن تخصيص تقطيع الشبكة نفسها, وبالتالي تقليل استهلاك الموارد, توفير التكاليف, وتحسين جودة الخدمة. يمكن تقسيم شبكة 5G إلى شرائح خدمية وشرائح وظيفية حسب الوظائف التي تحققها شرائح الشبكة. تنعكس مرونة شبكة 5G من خلال التقطيع. لكن توفير آلية عزل أمني مستمر لتقطيع الشبكة أمر مطلوب من قبل 5G.
3. أمان المستخدم
تعد حماية خصوصية المستخدم أهم قضية في مجال أمان المستخدم. نظراً للتنوع الكبير في الخدمات التي تقدمها تقنية 5G, تجعل بنية الشبكة المفتوحة بيانات المستخدم ومعلومات الخصوصية الشخصية تواجه اختبارات أكثر صرامة. في شبكات الاتصال التقليدية (بشكل رئيسي 3G و LTE), هوية المشترك في الهاتف المحمول Int L (IMSI باختصار) سيتم نقل معلومات المستخدم مباشرة في القناة بنص عادي عندما يقوم المستخدم بالمصادقة على الشبكة لأول مرة, مما يؤدي إلى تدمير خصوصية هوية المستخدم. تم تصميم أنظمة 5G لتجنب هجمات سرقة IMSI وضمان خصوصية الأجهزة المتصلة في جميع الأوقات.
لا تقتصر مشكلة الخصوصية التي تواجهها شبكة 5G على خصوصية معلومات هوية المستخدمين فحسب, ولكن أيضًا سلسلة من معلومات الخصوصية الشخصية والمتعلقة بالممتلكات التي يتم إنشاؤها أثناء استخدام المستخدمين للشبكة.
4. أمن التطبيق
5يدعم G الاتصال بأجهزة إنترنت الأشياء الضخمة. لكن, غالبًا ما تقوم أجهزة إنترنت الأشياء بنقل حزم البيانات الصغيرة بشكل متكرر, والذي لا بد أن يسبب تفاعل إشارات متكرر بين الشبكة الأساسية وشبكة الوصول.
5. المصداقية والأمن
ستكون شبكة 5G مفتوحة لعدد كبير من تطبيقات الطرف الثالث, وذلك لتحقيق التفاعل بين تطبيقات الطرف الثالث والشبكة. أولاً, 5سيوفر G واجهات لوظائف الشبكة مثل الجلسة, إمكانية التنقل, وجودة الخدمة, مما يسهل على تطبيقات الطرف الثالث إكمال وظائف الشبكة الأساسية بشكل مستقل. بجانب, 5سوف يفتح G MANO,في هذا الطريق, يمكن لمقدمي خدمات الطرف الثالث تنفيذ إمكانات تنسيق الشبكة. في حالة حدوث مشاكل ثقة أثناء عملية فتح الترخيص, ستقوم أطراف ثالثة ضارة بشن هجمات على شبكة 5G بأكملها من خلال إمكانات التحكم في الشبكة التي تم الحصول عليها.
6. إدارة السلامة
1. السياق الأمني والإدارة الرئيسية
سياق الأمان هو معلومات الحالة المؤقتة التي تقوم الشبكة بإعدادها للأجهزة. والغرض من ذلك هو تقليل استهلاك الموارد للمصادقة المتبادلة بين الأجهزة عند التبديل بين الحالات المختلفة, وتسهيل تبديل الأجهزة بسرعة من حالة الخمول إلى حالة الاتصال والتواصل بشكل آمن. في 5G, تحتاج حركة الجهاز والتبديل بين شبكات الوصول المختلفة إلى مراعاة ترحيل السياق الأمني وإدارته. تدعم الشبكات المختلفة خوارزميات تشفير مختلفة أثناء الترحيل. علاوة على ذلك, يقتصر سياق الأمان على قدرة الحوسبة للجهاز في وضع اتصال البيانات الصغيرة.
2. الترتيبات الأمنية
تصميم الرقصات هو تنسيق الأنشطة في عملية الأعمال عبر عقدة تحكم مركزية للتحكم في التأثير الكلي. يمكن استخدام مخرجات إحدى الخدمات كمدخل لخدمة أخرى, وبالتالي تمكين تكوين الخدمة وتلبية احتياجات المستخدمين المتغيرة في نهاية المطاف. يتم استخدام التنسيق على نطاق واسع في البنية التحتية المتقاربة, الخدمية, منصة افتراضية, و اكثر. فضلاً عن ذلك, يحدد تصميم الرقصات طوبولوجيا الشبكة/الخدمة المعينة, ويحدد تصميم الرقصات نفسه مكان نشر الآليات والسياسات الأمنية. يجب توفير الأمن الكافي في عملية تصميم الرقصات.
3. إدارة الشهادات
5ستقدم G البنية التحتية للمفاتيح العمومية (PKI) لتعزيز حماية المصادقة المتبادلة وسرية هوية المستخدم بين عقد الشبكة. إن إدخال البنية التحتية للمفاتيح العمومية (PKI) يجعل النظام مضطرًا إلى الحفاظ على نظام CA كبير, من ناحية, متطلبات سعة CA مرتفعة; على الجانب الآخر, سيكون هناك سلسلة من تكاليف إدارة الشهادات, مثل عدد كبير من طلبات الشهادات المتزامنة, تحديث الشهادة, إلغاء الشهادة وما إلى ذلك. فضلاً عن ذلك, 5تواجه G أيضًا تحديات وتأثيرات أمنية ناجمة عن ترقية البنية التحتية للمفاتيح العمومية (PKI)..
4. خوارزمية كلمة المرور
تعد خوارزمية التشفير مكونًا أساسيًا لضمان الاتصال الآمن. في الوقت الحاضر, لا تحتوي سلسلة خوارزميات التشفير المتماثلة على أي مشاكل أمنية. لكن, 5مطلوب G لتوسيع طول المفتاح بناءً على اتجاه التطوير المستقبلي ومراعاة الأمان الكمي للخوارزمية. لذلك, من الضروري تحسين القدرة على التكيف لخوارزمية التشفير. في أثناء, الكثير من الخوارزميات في 4G تكلف الكثير من الحسابات, ينبغي النظر في سلسلة من خوارزميات التشفير خفيفة الوزن. لكن, 3يحتوي GPP أيضًا على تشفير قائم على السمات ويوصي باستخدام عدد كبير من خوارزميات تشفير المفتاح العام. ستواجه هذه الخوارزميات تحديات أمنية ضخمة.
تعمل طرق المصادقة هذه على تحسين راحة المستخدم ولكن تقييم أمانها يحتاج إلى مزيد من التنفيذ. بسبب تفرد المعلومات البيومترية وعدم إمكانية استبدالها, العواقب الناجمة عن تسرب المعلومات البيومترية هي أكثر خطورة بكثير من تسرب كلمة المرور.
أظهرت الأبحاث السابقة أن التفاعلات بين كيانات متعددة هي الأكثر عرضة للمشاكل الأمنية. غالبًا لا يحتوي النظام على آلية عزل أمني, كما أن تعرض الأجهزة في بيئة الإنترنت يزيد من واجهة الهجوم بسبب محدودية موارد الأجهزة في إنترنت الأشياء. في سيناريوهات التفاعل للهواتف الذكية, الخدمات السحابية وأجهزة إنترنت الأشياء, سيكون استكشاف وحل المشكلات الأمنية الجديدة أيضًا هو اتجاه البحث المستقبلي.
